Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.
Известны устройства для моделирования пространственного обтекания с помощью электролитических ванн. Однако прн моделировании обтекания крыла конечного размаха обеспечение переменной циркуляции по размаху, изготовление модели и сами измерения затруднены.
Известны устройства для моделирования обтекания крыла конечного размаха, использующие модель в виде цилиндра, выполненного из электропроводной бумаги или станиоля. Однако они не обеспечивают полного подобия скоростей, индуцируемых свободным вихрем, а из-за замкнутости электрической модели возникает влияние крыла самого на себя.
Моделирование методами электромагнитной аэрогидродинамической аналогии требует изготовления специальных моделей, а автоматизация устаповки чрезвычайно сложна.
Предложенное устройство состоит из двух установок: установки, моделирующей обтекание профиля исследуемого крыла с помощью электровнхревого поля, и устаиовки, моделирующей поле скоростей, индуцируемых системой свободных вихрей в поперечной плоскости OyZ с помощью набора тороидальных трансформаторов, дважды проходящих через вырезы в дополнительной модели, выполиенной из станиоля. Согласованная работа установок позволяет получать картину обтекания заданного сечения крыла конечного размаха даже с учетом в первом приближении взанмкого влияния крыла и фюзеляжа, а при последовательном суммировании разности потенциалов от измерительных датчиков, установленных в заданной точке пространства (X, У, Z), определять характеристики течения в ней.
Это прн сравнительно легко осуществимой автоматизации предлагаемого устройства позволяет обеспечить его синхронную согласованную работу с электронными вычислительными машинами.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство состоит из четырех основных узлов: установки для моделирования обтекания профиля, установки для моделирования
поля скоростей, индуцируемых системой свободных вихрей; системы отработки индуктивного угла скоса и измерительной системы.
Установка для моделирования обтекания профиля состоит из электрической модели 1, выполненной из фольги, с вырезом 2 в виде профиля крыла; тороидального трансформатора 3; усилителей 4-6; генератора звуковых частот 7, синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 8, понижающн.х трансформаторов 9, контактов 10, нуль-прибора 11 и двойного зонда. В установку для моделирования поля скоростей, индуцируемых системой свободных вихрей, входят набор трансформаторов 12 и 13, электрическая модель 14, выполненная из фольги, и кольцо 15 из электропроводного материала, закрепленное на внешней границе электрической модели. В систему отработки индуктивного угла скоса входят двойной зонд 16, усилитель 17, и электропривод 18 к синусно-косинусному трансформатору. Измерительная система состоит из набора двойных зондов 19-21, счетно-решающего устройства 22 и блока корректировки 23. Устройство работает следующим образом. В вырез 2 в виде профиля крыла на электрической модели 1 вводят тороидальный трансформатор 3. Питание к трансформатору 3 подается от усилителя 4, а питание от генератора 7 через СКВТ 8 подводится через усилитель 6, трансформаторы 9 и проволочные резисторы к двум группам контактов 10, обеспечивающих два взаимно перпендикулярных поля. Выполнение постулата Чаплыгина-Жуковского обеспечивается путем регулирования напряжения на обмотке трансформатора 3 до фиксации с помощью нуль-прибора 11 нулевой разности потенциалов на иглах двойного зонда, установленного на нормали к продолжению хорды профиля. Одновременно от усилителя 4 на обмотки трансформатора 12 подается напряжение, пропорциональное напряжению, подводимому к основному трансформатору 3. Размеры этих трансформаторов подбираются пропорционально размаху крыла и соответствуют вихревой схеме, выбранной для исследования. В результате на электрической модели 14 создается электрическое поле, подобное полю скоростей, вызываемому свободными вихрями, сходящими с крыла конечного размаха. Двойной зонд 16, установленный в исследуемом сечении крыла вдоль оси, отрабатывает сигнал At/, , пропорциональный скорости скоса от свободных вихрей. Этот сигнал через усилитель 17 подается к электроприводу 18, поворачивающему СКВТ 8 на угол, пропорциональиый углу индуктивного скоса в данном сечении Да,. . Отработка этого угла происходит методом последовательных приближений или автоматически. После того как напряжение. подводимое к трансформатору 3, установится, можно обычным компенсационным методом исследовать эпюру распределения давления по рассматриваемому сечению крыла. Если установить два двойных зонда 19 и 20 в любой точке, например в районе расположения горизонтального оперения, то суммарная составляющая напряжений, снимаемых с них, будет соответствовать вертикальной составляющей скорости Уу , а зонд 21, расположенный параллельно направлению хорды, дает сигнал, пропорциональный составляющей скорости в той же точке. Следует отметить, что перед суммированием в устройстве 22 сигналы Д(/1 и AL2 умножаются в блоке корректировки 23 на коэффициенты, учитывающие соотношение масштаба на моделях 1 м 14, а также поправку на истинное положение нужной точки относительно свободных вихрей. Для исключеиия влияния внешних границ модели 14 вдоль ее границы закреплено кольцо 15 из электропроводного материала, имитирующее поле неограниченных размеров. В устройстве может моделироваться более сложная вихревая схема крыла. Также может быть учтено влияние отклонения элеронов (или рулей) путем введения дополнительных тороидальных трансформаторов 13. Предмет изобретения Устройство для моделирования обтекания сечений крыла конечного размаха, содержащее основной тороидальный трансформатор, проходящий через вырез в форме исследуемого профиля в основном листе электропроводной бумаги, контактные щины и датчики поля, отличающееся тем, что, с целью упрощения исследований пространственной картины обтекания сечения крыла конечного размаха, оно содержит дополнительный лист электропроводной бумаги с двойным зондом и с набором тороидальных трансформаторов, моделирующих воздействие системы свободных вихрей и дважды проходящих через вырезы в дополнительном листе электропроводной бумаги, синусно-косинусный вращающнйся трансформатор с электроприводом и с подключенным па его входе генератором звуковых частот, счетно-рещающее устройство, блок корректировки и усилители; причем две группы контактных шин основн ого листа электропроводной бумаги подключены каждая через понижающий трансформатор и усилитель к синусно-косииусному вращающемуся трансформатору, а электропривод, соединенный с валом синусно-косинусиого вращающегося трансформатора через усилитель соединен с двойным зондом дополнительного листа элекропроводной бумаги, при этом датчики обоих истов электропроводной бумаги подключены ко входу счетио-решающего устройства, соедиенного с блоком корректировки.
