Аэродинамическая установка

 

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в прочностных и аэродинамических испытаниях моделей, совершающих колебания в газовом потоке. Цель - расширение экспериментальных возможностей установки, а также исключение затекания потока в цилиндрическую оболочку. Аэродинамическая установка содержит стаканообразный корпус 1, цилиндрическую оболочку 2, вращающиеся диски 3 и 4 с лопатками 5 и 6, валы 7 и 8, двигатели 9 и 10, крышку 11, а также модель 12, ее упругомассовый компенсатор 13 и стержни 14 с упругими шарнирами 15. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в прочностных и аэродинамических испытаниях моделей, совершающих колебания в газовом потоке.

Наиболее близкой по своей сущности к изобретению является аэродинамическая установка для получения потока воздуха, содержащая установленную на основании опору с шарнирно закрепленным в ней валом привода вращения, неподвижный цилиндрический стаканообразный корпус с закрепленной на дне внутри него коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и вращающийся диск, расположенный с открытой стороны цилиндрической оболочки с зазором от ее торца. Цилиндрический стаканообразный корпус установлен на основании, вал привода вращения связан с диском, диск выполнен с радиально расположенными лопатками, установленными со стороны торца цилиндрической оболочки, а зазор между ними выбран меньше высоты лопаток.

Скорости потока в поперечном сечении этой установки изменяются по трапециевидному закону и в рабочей ее части совпадают с треугольным законом изменения окружных скоростей вращения точек диска. В результате аэродинамический контур модели обдувается косым потоком, что является недостатком установки. Кроме того, цилиндрическая оболочка в установке выполнена с раскрытым торцом. Поток затекает в оболочку через ее торец и тем самым вносит помехи в колебания упругомассового компенсатора испытуемой модели, размещенного в оболочке, в результате чего в установке отмечается недостаточно широкий диапазон экспериментальных возможностей.

Целью изобретения является расширение экспериментальных возможностей установки.

Поставленная цель достигается тем, что аэродинамическая установка, содержащая установленную на основании опору с шарнирно закрепленной в ней валом привода вращения, неподвижный цилиндрический стаканообразный корпус с закрепленной на дне внутри него коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и диск с радиально расположенными на нем лопатками, подвижно установленный от свободного торца цилиндрической оболочки с зазором, меньшим высоты лопаток, снабжена дополнительным диском с независимым приводом и с возможностью реверса вращения.

На фиг. 1 приведен продольный разрез предлагаемой установки; на фиг. 2 - полученный разрез установки; на фиг. 3 - графики изменения скорости потока V по радиусу r в поперечном сечении установки при вращении двух облопаченных, коаксиально установленных дисков с равными или различными окружными скоростями вращения лопаток.

Аэродинамическая установка содержит неподвижный стаканообразный корпус 1, неподвижную цилиндрическую оболочку 2, закрепленную коаксиально на дне корпуса 1 и внутри него, вращающиеся диски 3 и 4 с лопатками 5 и 6, вал 7 привода вращения диска 3 от двигателя 9, вал 8 привода вращения диска 4 от двигателя 10, крышку 11 на свободном торце оболочки 2. Между корпусом 1 и оболочкой 2 размещен аэродинамический контур 12 модели, а в оболочке 2 - упругомассовый компенсатор 13 модели. Они связаны в единую механическую систему с помощью стержней 14 с упругими шарнирами 15 на концах.

Аэродинамическая установка работает следующим образом.

Цилиндрический круговой слой газа, заключенный между корпусом 1 и оболочкой 2, приводится в движение путем вращения двух коаксиально установленных дисков 3 и 4 с лопатками 5 и 6 от двигателей 9 и 10 с помощью валов 7 и 8. При реализации равномерного поля скоростей потока окружные скорости вращения дисков 3 и 4 с лопатками 5 и 6 выбираются равными. Скорости потока в аэродинамической установке ограничены только условиями прочности вращающихся дисков 3 и 4 с лопатками 5 и 6 и могут быть выбраны равными скорости звука, поскольку, например, при скоростях вращения дисков, равных V = 300 м/с, нормальные напряжения в ободе диска составляют всего лишь ≈72 кг/мм², что допустимо по нормам прочности для легированных сталей. Порожденный поток нагружает силами аэродинамический контур 12 модели. Эти силы через стержни 14 передаются на упругомассовый компенсатор 13 модели, в результате чего возникают совместные колебания контура 12 и компенсатора 13 поперек скорости потока, отвечающие натурным.

Формула изобретения

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая установленную на основании опору с шарнирно закрепленным в нем валом привода вращения, цилиндрический стаканообразный корпус с закрепленной на дне внутри него коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и диск, расположенный с открытой стороны цилиндрической оболочки, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным диском, расположенным с открытой стороны цилиндрической оболочки и связанным с ним дополнительным валом с независимым приводом, причем цилиндрический стаканообразный корпус установлен на основании, а оба диска выполнены с радиально расположенными лопатками.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ее свободный торец закрыт крышкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3