Способ уменьшения индукции стенок рабочей части аэродинамической трубы и аэродинамическая труба дозвуковых и трасзвуковых скоростей Советский патент 1992 года по МПК G01M9/00 

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в конструкциях до- и трансзвуковых аэродинамических труб.

Известен способ уменьшения индукции стенок рабочей части аэродинамической трубы, основанный на вдуве газа по периферии основного потока.

Известна аэродинамическая трубе дозвуковых и трансзвуковых скоростей, содержащая основную форкамеру, основное сопло, рабочую часть и расположенные по ее периферии дополнительные сопла с дополнительными форкамерамм.

Недостатком известных способа и трубы является то, что не удается полностью устранить влияние индукции стенок рабочей части, что снижает точность моделирования режимов обтекания.

Целью изобретения является повышение точности моделирования обтекания модели.

Для этого вдув газа осуществляют в начале рабочей части параллельно основному потоку, причем размеры струи вдуваемого газа и его параметры удовлетворяют следующему соотношению

Ч 4Ь.

Qs

Ю GO ON

KzM$ Ah 1 1-МЗ М 2 h2ln2KiM

1

где Mi и М2. к и кг - числа Маха и показатели адиабаты основного потока и вдуваемой струи;

Ah - ширина вдуваемой струи;

h - половина высоты рабочей части.

В аэродинамической трубе дополнительные сопла с форкамерами установлены на среде основного сопла, причем оси дополнительных сопел параллельны оси основного сопла, кроме того, основное сопло снабжено перфорированным переходником, расположенным между срезом сопла и срезами дополнительных сопел.

На чертеже представлена принципиальная схема аэродинамической трубы для осуществления предложенного способа уменьшения индукции стенок при испытании плоских моделей.

Труба содержит основное сопло 1, к которому по периферии примыкают два дополнительных сопла 2 и 3 с возможностью изменения ширины выходного сечения, каждое со своей форкамерой 4 и 5, снабженной регулятором давления (не показан). Срезы сопл 2 и 3 могут не совпадать со срезом основного сопла, а располагаться ближе к модели При этом часть стенки рабочей части от среза основного сопла до срезов дополнительных сопл выполнена в виде перфорированного переходника 6. При испытании осесимметричных моделей в трубе с осесимметричным основным соплом дополнительное сопло выполняется в виде осесимметричной кольцевой щели, а для рабочих частей прямоугольного сечения необходимо иметь четыре дополнительных сопла с четырьмя форкэмерами по одному на каждую из стенок

Труба работает следующим образом

Перед запуском аэродинамической трубы производится установка ширины выход- ных сечений дополнительных сопл в заданное положение После запуска трубы и выхода на режим измеряется скорость основного потока Mi, а затем путем увеличения давления в форкамерах 4 и 5 устанавливают число М2 дополнительных струй, причем необходимое значение М2 определяют по формуле

кг М% Ah 1 1 - М ТГ ТГЛ

1 -М

2 In2 /ci М

Для более сложных режимов испытаний (изменение угла атаки модели или звуковая, или сверхзвуковая скорость основного потока и струи) зависимость М2 от Mi, h и Ah определяется с помощью номограмм, полученных расчетно-экспериментальным путем.

После достижения заданной скорости струи М2 производится регистрация измеряемых аэродинамических характеристик модели При переходе на режим с другой

скоростью основного потока MI скорость струи Ма изменяется в соответствии с указанной зависимостью и процесс повторяется.

Наличие пристеночной струи газа на

границе основного потока служит демпфером, смягчающим отражение от стенок трубы возмущений, идущих от модели.

Положительный эффект уменьшения

индукции стенок с помощью пристеночных струй со специально выбранными шириной и числом Маха Ма качество можно пояснить следующим способом.

При обтекании моделей в трубе с закрытой рабочей частью возмущения, создаваемое моделью, отражаются от твердых стенок с тем же знаком, например ударная волна отражается как ударная волна, и с обратным - от свободной границы (ударная

волна - в виде течения разрежения)

Если между основным потоком и стенкой «сть тонкая струя с пониженным скоростным напором, то, подбирая ширину пристеночной струи и число Маха в ней,

можно непрерывно проходить все виды отражения от сжатия до оазрежения в частности получить почти полное отсутствие отражения Эти качественные соображения подтверждаются теоретическими и расчетными исследованиями

Формула изобретения 1 Способ умен тения индукции стенок рабочей части аэродинамической трубы основанный на вдуве газа по периферии основного потока, отличающийся тем что, с целью повышения точности моделирования обтекания модели, вдув газа осуществляют в начале рабочей части параллельно основному потоку, причем размеры струи

вдуваемого газа и его параметры удовлетворяю следующему соотношению

45

/C2MJ Ajh 1 1 - М T-M h 2 In 2

АЛ М1

где Mi и М, id и 2 - числа Маха и показатели адиабаты оснонного потока и вдуваемой струи,

№ ширина вдуваемой струи,

h - половина высоты рабочей части 2 Аэродинамическая труба дрзвуковых и трансзвуковых скоростей, содержащая основную форкамеру основное сопло, рабоЧУЮ часть и расположенные по ее периферии дополнительные сопла с дополнительными форкамерами отличающаяся гем, что дополнительные сопла с форкамерами установлены на срезе основного

сопла, причем оси дополнительных сопел параллельны оси основного сопле.

3. Труба по п. 2, отличающаяся тем, что основное сопло снабжено перфорированным переходником, расположенным между срезом сопла и срезами дополнительных сопел.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в конструкциях до- и трансзвуковых труб. Целью изобретения является повышение точности моделирования обтекания моделей. Для этого вдув газа осуществляют в начале рабочей части параллельно основному потоку, причем размеры струи вдуваемого газа и его параметры удовлетворяют соотношению, приведенному в описании. В аэродинамической трубе дополнительные сопла с форкамерами установлены на срезе основного сопла, причем оси дополнительных сопел параллельны оси основного сопла. Кроме того, основное сопло снабжено перфорированным переходником, расположенным между срезом сопла и срезами дополнительных сопел. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ё