Астрономическая башня Советский патент 1980 года по МПК E04H12/00 

1

Изобретение относится к области строительства, в особенности оно касается сооружений, используемых для наблюдений за верхней полусферой неба, таких как астрономическая башня.

Астрономическая башня служит для укрытия астрономических инструментов от внешних атмосферных воздействий - метеорологических, тепловых и ветровых.

Известны астрономические башни, в которых роль убирающихся оболочек выполняют арочные надувные элементы, и закрытие купола осуш.ествляется избыточным давлением в этих элементах 1.

Недостатком арочных конструкций является необходимость иметь источник сжатого воздуха. Кроме того, описанные конструкции предъявляют высокие требования к прочности арочных оболочек из-за возможной утечки воздуха при механических повреждениях надувного купола.

Наиболее близким техническим решением является астрономическая башня, включаюшая основание и сферический купол. Конструкция башни обеспечивает полное раскрытие верхней полусферы купола, через которую происходит наблюдение неба 2.

Недостатком данной башни является сложность конструктивного решения и недостаточная устойчивость от внешних атмосферных воздействий.

Целью изобретения является уменьшение , ветровых нагрузок на астрономический инструмент и повышение устойчивости астрономической башни от внешних атмосферных воздействий.

Указанная цель достигается тем, что астрономическая башня, включающая основаfo ние и сферический купол с раскрывающейся верхней частью, снабжена горизонтальным и вертикальным рассекателями воздушного потока, пос.тедний из которых выполнен в виде охватывающего купол усеченного полого конуса с криволинейной образующей боковой поверхности, на наружной стороне которого перпендикулярно к ней закреплены вертикальные пластины, имеющие высоту, равную высоте конуса, установленного на горизонтальный рассекате,яь, снаб2Q женный дополнительными пластинами, расположенными в плоскости размещения пластин конуса, причем верхняя часть вертикального рассекателя расположена на уровне раскрытия купола. Другое отличие заклю:)ется в том, что вертикальный рассекатель установлен с зазором относительно купола. На фиг. 1 изображена башня в разрезе; на фиг. 2 - характер обтекания ветром астрономической башни; на фиг. 3 - башня в изометрическом изображении. Астрономическая башня включает: 1 - основание, 2 - купол с раскрывающейся верхней частью 3, 4 -- вертикальный рассекатель возду1нного потока в виде о.хватываюш.его купол с зазором усечепного полого конуса с криволинейной образующей боковой поверхности, 5 - вертикальные нластины - аэродинамические элементы, вер.хняя часть которых расположена на уровне 6 раскрытия купола, 7 - вертикальный кольцевой зазор, 8 - ось враН|.ения верхней части купола, 9 - горизонтальный рассекатель, 10 - 1-оризонтальное кольцевое пространство, 1 - ребра жесткости. 12 - растяжки, 13 - дополнительные пластины. Стрелками хказаны линии тока вокруг макета предложенного устройства, индексом V - скорость ветра над куполом. Вертикальный рассекатель (фиг. 1) воз.lyHiHoro потока установлен на горизонтальном шссекателе 9. Рассекате.ль 4 опоясывает нижнюю no.iyc())epy купола, образуя верхней частью с ним вертикальн1 1Й кольцевой .чазор 7. Между основанием багпии и аэродинамическим рассекателем 9 имеется горизонта.льное кольцевое пространство 10. Горизонтальное кольпевое пространство К) п ьс|)тнкальный кольцевой зазор 7 образуют геометрический KOirryp, аналогичный соплу. Динамичеекие naipy3Kii воспринимаются растяжками Г2 п цередаются на OCHOBIH IC бан1ни 1. Уст|)ойс1во Bbiijo.iiiiMio в рабочем макете, который исслс-дован в аэродинамической трубе ;1Озвуко я,1х скоростей Интситута механпкн .МГУ. Картина обтека1П1я (качественпое исследование) ба1пни ветровы.м потоком представлена на (|)пг. 2. rio.ie скоростей снималось Т-образным пневматическпм пасадком с измерением избыточного давления байковым микроманомет ром. .Лвтора.п-1 исследованы макеты астрономической бан1пи с рассекателями ветрового потока ((риг. 1) и без них. В последнем случае поле скоростей аналогично полю скоростей вокруг плохо обтекаемого тела; ветровой поток растекается по периметру купола, образуя срывные зоны за и над ним. Такая картина обтекания не приводит к снижению скоростей над уровнем раскрытого купола, кроме того, внутри него имеют место обратные течения, скорости которого достигают половины значения скорости набе1аю цего ветрового потока. Формирование возд-.пщогс) (ветрового) потока вокруг астрономической баигн -; с рассекателями нроисходнт иначе (фиг. 2): меняются скорост) и ,)ав.1еиие нотока воздуха. Направление потока еледхет по внутреннему Koirrypy криволинейной образующей с вертикальным выхо.аом через кольцевую щель, образуя воздун нук) преграду над уровнем раскр1з1Т1 я купола. На внешней поверхности рассекателей ВОЗДЛП1НОГО нотока скорость потока HO-ipacтает и, кроме , образуется срыв нотока на верхней острой кромке рассекателя 4. Вертикальные аэродина ц1ческпе пластины 5 формируют поток, препятствуя растеканию его 1о внешней криволинейной образующей. Таки:м образом, даппое чтройство д:-..: возможность получе1;ия 3oni)i п 1евь х етр: вых скоростей над уровнем раскрытия у-:ода на расстоянии до 0.3 диаметра . :: внутри кунола. те.м самым полностью сня;:; переменпое ветровое даалепис ;ве;оо) па ;1римепение данных астрономических оаHieH оззоляе1 обой .ись без дорг -псгоящпх механиз.мов 1рнвода вращении к --;:;;()в, э.ЧЧтропных следящих систем, значи к л;);о расширяет класс peinaeMiix зад:;ч (быстрь:и обзор всей но,1усферъ1 пеба). i. кромх. того, работь мож(} чроводиуь при .iio6bix иетро BixX ;1аг1)узках па t ;)|;руже1 пе i о ри ;ичс;:ных лип;ь nponiiocTtjio ;:оор жепия в т. е. значите, чилИчивается время у боты а:п1арат рьг нЯ, вк очающая ocHoBaiHie и С(1е|1пческпй купо.. (. |)аскрывающейся всрхш й ч.:сг1 1о. т.тчающаяся тем. что. с пе.1ью ме1П)Пкч;;: Ктровых i;aгрузок iia ас гропоми::еский и: стр л;епт и повы1пен|И устойчигиктп ба:чпп от внешних атмосфе|) воздейст1 | Й. бачшя снабжепя гор11301п-альным и всотпка. рассекателями в.)здушпого чотока, 1:ос;1ед|;ий из которых выполнен в BH;ie охва-ьл.ающего KVncj усечешно о iKXioio конуса с криво.линейной образующей боковой иоверхноети, на наружной стороне которо Ч) нерпенД);ку,тярпо к ней закреплены г ертикальн.ые нластинь. имеющие выеоту. эавную высоте конуса, установлеппого на горизонтальны;; рассекатель, снабженн дслюлнительными пластинами, распо,:;оженн1хми в плоскости размещения плаетин KOi-vca, .причем верхняя часть ве)тикального рассекателя расположена на уровне раскрытия купола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР (U). Л.1. Е 04 В 7/08, 1969.

2. Mayfield Е. В., Vroble D., Rogeas Е., Yanssens Т. and Becllir R. A.«A new solar observatory in California,SkY and Teloscopa, vol 37, N° 4, April, 1969, p. 208.

6

5

(Риг.З