АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ С ДВУМЯ ФОРКАМЕРАМИ Советский патент 2014 года по МПК G01M9/00 

Предлагаемое изобретение относится к конструкции аэродинамической установки адиабатического сжатия с двумя форкамера ми, применяемой в экспериментальной аэродинамике.

Известна аэродинамическая установка адиабатического сжатия, защищенная авторским свидетельством №1840953, состоящая из баллона, ствола, поршня, двух форкамер высокого и пониженного давлений с дроссельным устройством между ними, сопла и рабочей части. В указанной установке дросселирование газа из камеры высокого давления в камеру пониженного давления осуществляют через дроссель, регулирующий элемент которого устанавливают в требуемое положение перед экспериментом и в процессе эксперимента не меняют его положения.

Недостаток известной конструкции состоит в том, что она не обеспечивает получения режимов с периодической зависимостью от времени параметров рабочего потока на выходе из сопла в процессе эксперимента.

Целью предлагаемого изобретения является получение режимов с периодической зависимостью от времени параметров рабочего потока на выходе из сопла. Предлагаемая аэродинамическая установка адиабатического сжатия отличается от известной тем, что дроссельное устройство выполнено в виде конических отверстий в стенке между камерами, частично перекрытыми подвижным профилированным телом, жестко связанным штоком через систему уплотнений и отводящих каналов с поршнем, размещенным в гидравлической полости, при этом в поршне выполнены калиброванные продольные регулируемые отверстия для перепуска жидкости.

Применение предлагаемой установки позволяет моделировать процесс торможения космических аппаратов, состоящий из последовательных входов в плотные слои атмосферы и последующих выходов из нее, а также моделировать процессы, сопровождающие движение маневрирующих летательных объектов, движущихся с гиперзвуковыми скоростями. В частном случае, в форкамере пониженного давления установки применение предложенной конструкции позволяет получить участок постоянных скоростного напора и давления. При проведении динамических исследований за один эксперимент исследуется влияние нарастающего и падающего скоростного напора, что позволяет сокращать необходимое число экспериментов в 1,5÷2 раза.

Примером осуществления предлагаемого изобретения может служить конструкция, схема которой приведена на чертеже.

Здесь: 1 - сопло; 2 - дроссельное устройство; 3 - поршень с продольными отверстиями; 4 - подвижное профилированное тело; 5 - обратный клапан.

Работа такой форкамеры осуществляется следующим образом.

Рабочий газ высокого давления запирают с помощью обратного клапана 5 в камере высокого давления В. Под воздействием газа высокого давления подвижное профилированное тело 4 движется, в каждый момент времени, изменяя проходное сечение дросселя 2, через которое газ попадает в камеру пониженного давления. Скорость движения профилированного тела регулируют с помощью калиброванных продольных отверстий в поршне 3, который перемещается в гидравлической полости Б. Профиль подвижного тела 4 рассчитывают таким образом, чтобы при падении давления газа в камере высокого давления В в камере пониженного давления А давление рабочего газа менялось по наперед заданному закону. За счет этого на выходе из сопла 1 меняют по заданному закону параметры рабочего потока.

Аэродинамическая установка относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть применена для исследования гиперзвуковых течений. Установка состоит из баллона, ствола, поршня, сопла и рабочей части. Содержит дроссельное устройство, выполненное в виде конических отверстий в стенке между камерами. Дополнительно дроссельное устройство включает в себя профилированное тело, частично перекрывающее отверстия. При этом профилированное тело жестко связано штоком через систему уплотнений и отводящих каналов с поршнем. Технический результат - возможность моделировать процессы торможения и движения маневрирующих летательных объектов, движущихся с гиперзвуковыми скоростями в плотных слоях атмосферы. При этом за один эксперимент исследуется влияние как нарастающего, так и падающего скоростного напора, что позволяет сократить необходимое число экспериментов в 1,5-2 раза. 1 ил.

Аэродинамическая установка адиабатического сжатия с двумя форкамерами, состоящая из баллона с газом, ствола, перемещающегося по нему поршня, дроссельного устройства, выполненного между форкамерами высокого и низкого давлений, сопла и рабочей части, отличающаяся тем, что, с целью получения заданных режимов параметров рабочего газа с периодической зависимостью от времени и повышения точности проведения эксперимента, дроссельное устройство выполнено в виде конических отверстий в стенке разделяющей форкамеры, перекрываемых профилированным телом, жестко связанным штоком с размещенным в гидравлической полости поршнем с регулируемыми отверстиями, для перепуска жидкости.