Устройство для измерения параметров потока на выходе из сопла

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров потока на выходе из сопла реактивного двигателя. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. На выходе сопла 1 устанавливают гребенку 2 с приборами 3. При изменении положения плоскости среза сопла 1 от горизонтального до вертикального , при несоосном истечении реактивной струи из сопла силовой привод 79 поворачивает кронштейн 76 вокруг оси Х-Х относительно основания 78. Тем самым появляется возможность изменить положение плоскости перемещения гребенки 2 приборов 3. 4 з.п.ф-лы, 9 ил.

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01 P 5/00, 6 01 M 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1638586 (21) 4748888/10 (22) 16.10.89 (46) 23.03.92, Бюл. М 11 (71) Казанский авиационный институт им.

А;Н.Туполева (72) Ю.В.Виноградов, Н.И,Мангушев, В.И.Точилкин и В.И.Рысьев (53) 532.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1638586. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА НА ВЫХОДЕ ИЗ СОПЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров потока на выходе из сопла реактивного двигателя, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. На выходе сопла 1 устанавливают гребенку 2 с приборами

3. При изменении положения плоскости среза сопла 1 от горизонтального до вертикального. при несоосном истечении реактивной струи из сопла силовой привод 79 поворачивает кронштейй 76 вокруг оси Х-Х относительно основания 78. Тем самым появляется возможность изменить положение плоскости перемещения гребенки 2 приборов 3. 4 з.п.ф-лы, 9 ил.

1721515

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения параметров потока на выходе иэ сопла реактивного двигателя и является усовершенствованием изобретения по авт.св. М 1638586, Целью изобретения является расширение области применения.

На фиг. 1-7 представлены различные варианты устройства; на фиг. 8 — разрез А-А на фиг. 5; на фиг. 9 — разрез Б — Б на фиг. 5.

Упрощенный вариант выполнения флюгирующей гребенки приборов содержит (фиг. 1) установленную за срезом сопла 1 флюгирующую гребенку 2 приборов 3, которая торцовыми фланцами 4 крепится к осям

5 флюгирования. Последние 5 закреплены .при помощи шаровой опоры 6 на кронштейнах 7, которые при помощи плоских шарниров 8 установлены на концах тяг 9, На одном из кронштейнов 7 установлен соосно оси флюгирования стакан 10, на днище которого закреплен датчик 11 угла флюгирования, чувствительный элемент которого при помощи гибкого валика 12 соединен с торцовым францем 4 флюгирующей гребенки 2.

Г ри изменениях направления потока из сопла 1 гребенка 2 поворачивается в шаровой опоре 6 относительно кронштейна

7 и, осреднив направление потока по всей своей длине, занимает новое положение, При повороте гребенки 2 вокруг оси флюгирования гибкий валик 12 вращает чувствительный элемент датчика 11 угла флюгирования, при помощи которого определяют изменение угла флюгирования гребенки 2, а значит, и изменение осредненного направления потока в области нахождения гребенки 2, Вариант выполнения флюгирующей гребенки (фиг. 2) содержит те же элементы, что и вариант на фиг. 1, но гребенка выпол-. нена в виде двух консольных флюгирующих отсеков 13 и 14, связанных между собой при помощи шарнира, например, в виде оси 15, закрепленной на торцевой стенке отсека 14 соосно с осью флюгирования, шарнирно установленной в цапфе 16, которая закрепле-. на на торцевой1 стенке другого отсека 13.

Осевую фиксацию можно осуществлять, например, при помощи разрезного кольца 17, Один консольный флюгирующий отсек 13 связан с одним из датчиков 18 угла флюгирования, а другой отсек 14 — с другим датчиком 19, которые установлены на кронштейнах 7 и имеют конструкцию крепления, подобную описанной.

Данный вариант флюгирующей гребенки работает подобно описанному, но осредняет скос потока лишь от оси до кромки сопла 1, причем в обе стороны от оси сопла

1 независимо, что позволяет определять осредненную закрутку потока при данном положении гребенки.

5 Вариант выполнения флюгирующих отсеков гребенки приборов (фиг. 3) содержит два коренных отсека 20 без датчиков по краям гребенки. Наружным торцом коренные отсеки 20 при помощи осей 5 флюги10 рования крепятся на координатном устройстве описанным способом. Между внутренними торцовыми стенками коренных отсеков 20 установлены основные флюгирующие отсеки 21 и по количеству

15 приборов 3 на гребенке. Между собой все коренные 20 и основные 21 отсеки связаны шарнирами, соосными с осью флюгирования гребенки. Конструкция их подобна описанной. В данном варианте добавлена лишь

20 шайба 22 и каждый отсек оснащен датчиками 23 флюгирования, позволяющими определять положение каждого отсека относительно соседних. Для этого на оси 15 одного из отсеков, со стороны соседнего

25 отсека, укреплен рычаг 24, который при помощи тяги 25 и шарнйров 26 и 27 связан с рычагом 28, закрепленным на чувствительной стенке отсека.

При повороте одного отсека 21 относи30 тельно соседнего отсека 20 ось 15 проворачивается в цапфе 16. Вместе с осью 15 поворачивается рычаг 24, который посредством шарнирно закрепленной тяги 25 и рычага 28 поворачивает чувствительный

35 элемент датчика 23 угла флюгирования, с помощью которого и определяются точные углы закрутки потока в области каждого прибора 3, а сами приборы 3 более точно ориентируются по потоку.

Вариант выполнения качающегося флюгирующего прибора, установленного на отдельных отсеках (фиг. 4) содержит качающийся флюгирующий прибор 29, на котором

45 установлен аэродинамический стабилизатор 30 и который при помощи полуосей 31 и втулочных цапф 32, закрепленных на стенках 33 отсеков 21, установлен с возможностью качания на некоторый угол вдоль

50 передней кромки флюгирующих отсеков 21.

Хвостовая часть прибора 29 имеет возможность качания внутри отсека 21 и при помощи шарниров 34 и 35 и тяги 36 связана с рычагом 37 датчика 38 угла флюгирования.

55 К хвостовой части прибора 29 подведены пневмо- или электрокабели 39, которые выводятся иэ отсеков 21 через отверстия в осях 15 флюгирования отсеков.

Система самоориентации прибора 29 в потоке работает следующим образом.

1721515

10 флюгирования гребенки 2, определяется нижним датчиком 59 угла флюгирования, установленным на стенке гребенки 2 при помощи кронштейна 60. Чувствительный

15 элемент датчика 59 при помощи соединительных гаек 61, 62 и гибкого вала 63 соединен с ведомым зубчатым секторным колесом 64, установленным шарнирно на удлиненной части 65 нижней полуоси 42 по20 воротного кронштейна 43, От осевого смещения ведомое секторное колесо 64

30 сигнала

40

50

Под воздействием набегающего потока происходит самоориентация отсека 21, на котором установлен прибор 29, т.е. прибор

29 ориентируется в плоскости, перпендикулярной оси флюгирования отсека 21, одновременно поток воздействует на плоскости аэродинамического стабилизатора 30, который ориентирует прибор 29 вдоль передней кромки отсека 21. Замер угла флюгирования отсека аналогичен описанному. Угол флюги рования прибора 29 определяется датчиком

38. Так с поворотом аэродинамического стабилизатора 30 сам прибор 29 поворачивается на полуосях 31 относительно стенок отсека 21. Хвостовая часть прибора 29, отклоняясь, при помощи шарнирной тяги 36, поворачивает рычаг 37 датчика 38 угла поворота прибора 29; Самоориентация датчика в двух плоскостях и замер углов отклонения в этих плоскостях позволяют более детально определять осевую закрутку потока и радиальное отклонение струй потока от осевого направления, кроме того, приборы, ориентированные строго по потоку, дают более точную и достоверную информацию.

Вариант выполнения флюгирующего в двух плоскостях прибора с установкой его на передней кромке флюгирующей сплошной гребенки 2 (фиг, 5, 8 и 9) содержит несколько конусных отверстий (по количеству приборов 29), выполненных на передней кромке 40 флюгирующей гребенки 2. На верхней и нижней частях отверстий внутри гребенки выполнены цапфы 41, в которых при помощи полуосей 42 крепится поворотный кронштейн 43. Между цапфами 41 и верхней и нижней плоскостями кронштейна

43 установлены шайбы 44. Внутри кронштейна 43 на цапфах, выполненных в его стенках, при помощи полуосей 45 установлена хвостовая часть 46 прибора 29, выполненная прямоугольного сечения по форме центрального отверстия кронштейна 43. В средней части прибора 29 при помощи кронштейнов 47 ромбовидного сечения крепятся с обеих сторон гребенки Т-образные аэродинамические двухплоскостные стабилизаторы, одна из плоскостей 48 которых служит для ориентации прибора 29 s плоскости, перпендикулярной оси флюгирования гребенки 2, а другая плоскость 49 — для ориентации в плоскости флюгирования гребенки 2. К хвостовой части 46 приборов 29 подведены гибкие пневмо- или электрока- 55 бели 50, которые крепятся к стенке гребенки 2 кронштейном 51 и стяжкой 52. Угол самоустановки прибора 29 в плоскости флюгирования гребенки 2 определяется верхним датчиком 53 угла флюгирования, установленным на стенке гребенки 2 при помощи кронштейна 54. Чувствительный элемент датчика 53 при помощи соединительной гайки 55 связан с гибким валом 56, другой конец которого через соединительную гайку 57 связан с верхней полуосью 42 поворотного кронштейна 43. Гайка 57 отделена от верхней цапфы 41 гребенки 2 шайбой 58. Угол самоустановки прибора 29 в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксируется разрезной шайбой 66, закрепленной на выступе 67 колеса 64. На другом выступе 68 ведомого секторного колеса 64 выполнены зубья 69, которые входят в зацепление с зубьями ведущего зубчатого секторного колеса 70, закрепленного на продолжении одной из полуосей 45 хвостовой части 46 прибора 29. Внутри хвостовой части 46 прибора 29 выполнены отверстия

71 для отвода-подвода электро- или пневмоСистема самоориентации прибора 29 в потоке работает следующим образом.

Гребенка 2 ориентируется за срезом сопла. в некотором среднем положении. В случае неравномерности потока по длине гребенки 2, поток воздействует на плоскости 48 и 49 аэродинамического стабилизатора, которые через ромбовидные кронштейны 47 передают ориентирующие усилия на прибор 29, который, поворачиваясь на полуосях 45 хвостовой части прибора, ориентируется в вертикальной плоскости, а вместе с поворотным кронштейном 43 поворачивается на полуосях 42 кронштейна в горизонтальной плоскости. Это позволяет каждому прибору 29 самоориентироваться при радиальном и осевом отклонении струй в потоке на срезе сопла 1. Отклонение от среднего положения гребенки 2 каждого датчика в горизонтальной плоскости измеряется по повороту верхней полуоси 42 поворотного кронштейна 43, в вертикальной плоскости — по повороту одной из полуосей

45 хвостовой части 46 прибора 29. В первом случае данные поворота непосредственно с верхней полуоси 42 посредством гибкого вала 56 передаются на верхний датчик 53 угла флюгирования в плоскости флюгирова1721515 двигателями изменяемого вектора тяги. 40

Вариант выполнения устройства по фиг.

7 более. прост конструктивно, устройство шарнирными опорами кривошипов 73 установлено на кронштейнах 80, закрепленных по бокам сопла 1 двигателя.

Такое размещение опор устройства позволяет обеспечивать постоянным заданния гребенки 2. Во втором случае данные поворота с одной иэ боковых полуосей 45 через ведущее зубчатое секторное колесо

70, зубчатое зацепление с выступом 68 ведомого зубчатого секторного колеса 64, через гибкий вал 63 передаются на нижний датчик 59 угла флюгирования в плоскости, перпендикулярной плоскости флюгирования гребенки 2.

Вариант выполнения устройства {фиг.

6) содержит установленную за соплом 1 гребенку 2 с приборами 3. Гребенка 3 закрепленными на торцах осями флюгирования 5 через универсальные шарниры 72 закреплена на тягах 9, которые установлены шарнирно на кривошипах

73, шарниры 74 и 75 которых снабжены электроприводами с автономным управлением. Шарнирные опоры 75 кривошипов 73 установлены на одном кронштейне 76, который при помощи шарнира 77 качания установлен на неподвижном основании 78.

Кронштейн 76 с основанием 78 связан приводом 79 наклона кронштейна 76 (в данном варианте силовым пневмоцилиндром. хотя возмхкен и электро- и гидропривод).

Г ри изменении положения плоскости среза сопла 1 от горизонтального до вертикального, при не соосном истечении реактивной струи из сопла силовой привод 79 поворачивает кронштейн 76 вокруг оси X-Х относительно основания 78, тем самым появляется возможность изменять положение плоскости перемещения гребенки 2 приборов 3.

Расширение функциональных возможностей в этом случае заключается в возможности использования данного устройства для замеров параметров на срезе сопла за

35 ное расстояние между плоскостью среза сопла 1 и плоскостью перемещения приборов

3 даже в процессе изменения направления оси сопла 1.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения параметров потока на выходе из сопла по авт.св.

М 1638586, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения, гребенка приборов в виде флюгера выполнена из нескольких флюгирующих отсеков по количеству приборов на гребенке, причем флюгирующие отсеки связаны между собой шарнирами, установленными по оси флюгирования гребенки, а устройство дополнительно содержит датчики угла флюгирования,. каждый из которых связан с отдельным флюгирующим отсеком.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый прибор на флюгирующих отсеках установлен на плоском шарнире на передней кромке гребенки, причем ось шарнира перпендикулярна оси флюгирования отсеков, а каждый из приборов оснащен аэродинамическим стабилизатором и датчиком флюгирования прибора в плоскости, перпендикулярной плоскости флюгирования отсеков, 3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый прибор на флюгирующих отсеках установлен на универсальном шарнире, оснащен аэродинамическим стабилизатором в двух плоскостях и датчиками угла флюгирования приборов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

4. Устройство по пп. 1-3, от л и ч а ющ е е с я тем, что опоры кривошипов установлены на одном кронштейне, установленном при помощи шарнира качания на неподвижном основании, при этом кронштейн с основанием связан приводом наклона кронштейна, 5, Устройство по пп. 1-3. о т л и ч а ющ е е с я тем, что опоры кривошипов установлены на кронштейнах, закрепленных на противоположных стенках сопла.

1721515

1721515

1721515

1721515

1721515

1721515

Составитель Ю. Власов

Техред М,Моргеятал

Редактор И. Шмакова

Корректор Т. Малец роизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 949 Тираж Подписное

ВНИИПИ Го

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5