Устройство для моделирования обтекания транспортных средств с реактивными движителями

 

УСТРОЙСГЮ ДЛЯ МЭДОМРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ ТРМСГОРТНЬК СРЕДСТВ С РЕАКГИВШМИ ДВИЖТЕЛЯШ, со держащее модель магнитного прямолииейного поля, выполненную в виде соленоида С-обраэиой формы, с установлен11Ыми между выводами обмотки соленоида и измерительными и контролирую1ф1ка1 датчиками ,металлической моделью транспортного средства, несущие поверхности которой через электроды,моделирующие пелену свободных вихрей, подключены к выходам блока питания , а измерительные н контролирующие датчики через коммутатор сое динены с измерительным блоком, о тличающееся тем,что,с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно соде1ржит регулятор тока и блоки моделирования реaKTHBioix двиткителей, каждый из которых выполнен в виде трех соленоидов ,клводы обмоток которых через регулятор тока подключены к выходам блока питания , причем первый из соленоидов закреплен непосредственно на модели транспортного средства в металлическом кожухе, второй соленоид уста§ новлен внутри соленоида с:-образной (Л формл, один вывод обмотки третьего солениода установлен внутри первого с соленоида, а другой вывод обмотки третьего соленоида установлен внутim обмотки второго соленоида,причем торцы обмоток первого и третьего, о а также второго и третьего соленои00дов совмещены, а первый соленоид и вы00 вода обмоток второго и третьего соленоидов установлены на обп|ей геомето рической оси. 1C ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

8025

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (21) 3545064/18-24 (22) 26.01.83 (46) 23.04.84. Бюп. № 15 (72) В.A.Козырев, Л,Н.Макаров, В.Н.Мальнев и В.В.Пирогов (53) 681. 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 32Е885, кл. С 06 G 2/44, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 516054, кл. С 06 С 7/48, 1974.

3, Авторское свидетельство СССР № 516060, кп. G Об С 7/709 1974 (прототип) . (54) (52) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ TPAHCI10PTHbK СРЕДСТВ

С РЕАКТИВНЫИ4 ДВИЖИТЕЛЯ1в1, содержащее модель магнитного прямолинейного поля, выполненную в виде соленоида

С-образной форж, с установленными между выводами обмотки соленоида и измерительными и контролирующими датчикаж,металлической моделью транспортного средства, несущие поверхности которой через электроды, моделирующие пелену свободных вихрей9 подключены к выходам блока питания, а измерительные н контролирующие датчики через коммутатор соединены с измерительным блоком, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно содержит регулятор тока и блоки моделирования реактн вмйх движителей 9 хам(цый из ко» торых выполнен в виде трех соленоидов,выводы обмоток которых через регулятор тока подключены к выходам блока питания, причем первый из соленоидов закреплен непосредственно на модели транспортного средства в металлическом кожухе, второй соленоид установлен внутри соленоида С-образной форэм, один вывод обмотки третьего солениода установлен внутри первого соленоида, а другой вывод обмотки третьего соленоида установлен внутри обмотки второго соленоида,причем торцы обмоток первого н третьего, а также второго и третьего соленоидов совмещены, а первый соленоид и выводы обмоток второго и третьего соленоидов установлена на общей геометрической оси.

1 10 880

Изобретение относится к средствам аналоговой вычислительной тнхники.и может быть использовано для решения задач аэрогидромеханики при

% исследовании пространственного обтека-; ния транспортных средств.

Известны устройства для моделирования трехмерных поступательно-циркуляционных потоков. Работа устройств основана на том,что модели исследуе- lO мых тел покрытые слоем металла не1 обходимой толщины, помещают в квазистационарное магнитное поле и в пространстве вокруг модели измеряют векторы магнитной индукции,по которым15 на основе магнитной аэрогидродинамиче ской аналогии рассчитывают аэродинамические характеристики тела, строят поле скоростей вокруг него.

Пелена свободных вихрей sa несущими 20 поверхностями транспортного средства моделируется системой проводников с током С13 и (2l.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования обтекания транспортных средств,содержащее блок задания магнитного поля с установленными в нем измерительными и контролирующими датчиками и моделью обтекаемого тела выходящая крошка которой через электроды, моделирующие пелену свободных вихрей, подключена к блоку питания, а измерительные и контролирующие датчики 35 через коммутатор соединены с измерительным блоком, блок моделирования . движителя, установленный в блоке задания магнитного потока, выполнен4 ный в виде соленоида переменного се- 46 чения, ось которого параллельна оси движителя, а обмотка подключена к блоку питания, блок контроля положения витков, установленный в плоскости расположения обмотки блока модели-45 рования движителя,и блок измерения магнитного потока, выполненный в виде индукционной катушки, расположенной па обмотке блока моделирования движителя, причем блок контроля поло- 50 жения витков и блок измерения магнитного потока".подключены к со- ° ответствующим входам коммутаторами.3).

Недостатком устройств t.1 ) и 21., является то,что они ие позволяют 55 моделировать обтекание транспортных средств с работающими движителями, что снижает точность моделирования.

25 2

Известное устройство позволяет моделировать пространственное обтека ние транспортного средства с работающим движителем лопастного типа, которым может быть воздушный или водяной винт. Однако подавляющее боль шинство современных летательных аппаратов снабжается воздушно-реактивными двигателями, а многие суда - водометныьы движителями, для моделирования работы которых известное устройство использовать нельзя . Вместе с этим и водяные струи,всасываемые в реактивные движители и истекающие иэ них, оказывают существенное влияние на поле скоростей вокруг транспортного средства и тем самым эаметI ио изменяют его аэродинамические характеристики.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство для яоделирования обтекания транспортных средств с реактивными движителями, содержащее модель магнигного прямолинейного поля, выполненную в виде соленоида.С-образной 4орьы, с. установленными между выводами обмотки соленоида и измерительными и контролирующими да1чиками, металлической моделью транспортного средства в, рабочей кабине, несущие поверхности которой через электроды, моделирующие пелену свободных вихрей, подключены к выходам блока питания, а измерительные и контролирующие датчики через коммутатор соединены с измерительным блоком,введены регулятор тока и блоки моделирования реактивных движителей, каждый из которых выполнен в виде трех соленоидов, выводы :обмоток ко торых через регулятор тока подключены к выходам блока питания, причем первый иэ соленоиодов закреплен не-!

:посредственно на модели транспортного средства,в металлическом кожухе.:, второй солениод установлен внутри соленоида С-образной форьы, моделирующего магнитное прямолинейное поле, один вывод обмотки третьего соленоида установлен ВНуТрН первого соленоида, а другой вывод обмотки третьего соленоида установлен внутри обмотки второго соленоиода,причем торцы обмоток первого и третьего, а также второго и третьего соленои- дов совмещены,а первый соленоид и

3 10 выводы обмоток второго и третьего соленоидов установлены на общей геометрической оси.

На фиг.l показана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема модели движителя.

Устройство содержит модель магнитного прямолинейного поля,состоящую из соленоида I н рабочей кабины 2, образованной пространством между концави обмоток соленоиДа. В рабочую кабину устройства помещается модель исследуемого транспортного средства 3. Несущие поверхности модели через электроды 4, представляющие собои модель пелены свободных вихрей, подключены к блоку 5 питания.

Измерительные и контролирующие датчики 6 через коммутатор 7 соединены с измерительным блоком 8.

Блок моделирования реактивного движителя состоит из трех соленоидов.

Первый соленоид 9 крепится на модели транспортного средства и является собственно моделью реактивного движителя. Он помещен в металлический кожух 10, форма воспроизводит внешнюю форму движителя (гондолу воз" душно-реактивного двигателя, кожух водяного движителя» второй соленоид

I1, третий соленоид 12. Обмотки всех трех соленоидов подключены к блоку 5 питания через регулятор 13 тока, с помощью которого изменяются по величине и направлению токи в. обмотках этих соленоидов. Более детально и без модели транспортного средства блок моделирования реактивного движителя изображен на фиг.2.

Устройство работает следующим образом (фиг.1).

В рабочую кабину 2, представляющую собой внутреннюю область соленот ида с однородным магнитным полем, устанавливают модель 3 транспортного средства со встроенжви моделямн реактивных движителей — соленоидами 9.

К несущим поверхностям модели 3 присоединяют систему электродов 4, состоящую из линейных проводников.

На задних кромках несущих поверхностей модели 3 в заданных точках устанавливают контролирукицие датчики б и вместе с измерительныви датчикави включают через коммутатор 7 на измерительжюй блок 8.

После включения блока 5 питажя задают токи в электродах 4 но ве

4 личине н направлению такими, чтобы в— заданных точках на задних кромках несущих поверхностей модели 3 выполнялся аналог постулата Чаплыгина-Жуковского.При этом контроль осуществляется по показаниям датчиков 6 на измерительном блоке 8. Таким образом, получается магнитная модель поступательно-циркуляцнонного обтекания транспортного средства без движителя. Затем с помощью регулятора

13 настраивают блок моделирования реактивного движителя.

Настройку блока моделирования реактивного движителя осуществляют в следующей последовательности (фиг. 2).

Измерительный датчик устанавливают перед входным отверстием кожуха 10 н, изменяя с помощью регулятора величину и направление тока в соленоиде 9, добиваются, чтобы вектор магнитной индукции на входе ВНпо величине и направлению соответствовал скорости воздуха нли воды на входе в реактивный движитель. Затем измерительный датчик устанавливают на срезе выходного отверстия кожуха 10 и задают ток в соленоиде 12 таким, чтобы вектор магнитной индукции магнитного потока, получаемого на срезе

30 выходного отверстия в результате сложения магнитных потоков, истекающих иэ соленоидов 9 и 12, имел величину В,, соответствующую по величине и направлению скорости газа нлн воды на выходе иэ реактивного движителя. Величину н направление тока в соленоиде 11 подбирают такнмн, чтобы обеспечить необходимый угол полураст вор а Ч магнитного потока, истекающего из модели реактивного движителя .

После выполнения перечисленных граничных условий на входе и выходе модели реактивного движителя получают магнитную модель поступательно-циркуляционного обтекания транспортного средства с работакицим" реактивно движителем типа воэдушнореактивного двигателя или водометно»

Ю го движителя. Измерение векторов магнитной индукции вокруг модели транспортного средства н на ее поверхности производят с помощью измерительных датчиков.

5S Предлагаемое устройство выполнено достаточно простыви техническиви средствави и его применение в ряде случаев позволяет обойтись при исслеI0 88025 довании обтекания транспортных средств без трудоемких и дорогостоящих экспериментов в аэродинамических трубах и гидробассейнвх.устройство расширяет воэможности аналогового моделирования при решении прикладных задач аэрогидромеханики.

)088025

1088025

Составитель В.Фукалов

Техред E. Кастелевич Корректор N. немчик, Редактор А,Козориз

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2675/47 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5