Многоканальный аэрометрический преобразователь

 

Использование: в устройствах измерения параметров воздушных потоков в метеорологии и при аэродинамических исследованиях, а также на воздушных и морских судах. Сущность изобретения: решается задача расширения диапазона измерения направления (угловое положение) вектора скорости воздушного потока в плоскости до ± 180°C а также повышение точности измерения параметров вектора скорости воздушного потока в диапазоне его околонулевых значений. Многоканальный аэрометрический преобразователь содержит аэродинамическое тело, состоящее из двух частей, выполненных в виде шарового сегмента и соединенных посредством держателей, на которых закреплены равноотстоящие по углу трубчатые приемники давления, оси приемных отверстий которых ориентированы радиально. Выпуклые поверхности обеих частей аэродинамического тела обращены навстречу друг другу, причем оси вращения их составляют одну линию. Оси трубчатых приемников давления совмещены с плоскостью симметрии обеих частей аэродинамического тела, которая ортогональна их общей оси вращения. Внутренняя полость верхней части аэродинамического тела герметизируется посредством диска и сообщена с помощью пневматических каналов с полостью, образованной второй частью аэродинамического тела и вторым диском, сопряженным с пилоном многоканального аэрометрического преобразователя. Каждая из полостей аэродинамического тела снабжена приемными отверстиями статического давления, размещенными в консовидных выборках. полости (осредняющие камеры) в обеих частях аэродинамического тела сообщены между собой и через осевой пневматический канал с выходным штуцером статического давления. Приемные отверстия каждого из трубчатых приемников давлений сообщены пневматическим каналом с выходным штуцером полного давления. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам измерения параметров воздушных потоков в метеорологии и при аэродинамических исследованиях, а также на воздушных и морских судах.

Известно вариантное аэродинамическое чувствительное устройство, состоящее из преобразователя, закрепленного на конструктивных элементах (державках) объекта техники (например, самолета), при этом на поверхности зонда (аэродинамическое тело), расположенной навстречу набегающему воздушному потоку, выступает большое количество (больше пяти) чувствительных трубок (трубчатых элементов восприятия давления), расположенных под таким углом, что они воспринимают полное, статическое и динамическое давление (скоростной напор) набегающего воздушного потока и преобразуют их в информативные перепады давления, на основе которых возможно формирование (за пределами данного устройства) информативных сигналов о параметрах движения объекта техники или воздушного потока относительно последнего [1] Известное устройство имеет следующие недостатки: узкий, не более ± 60-80^о диапазон измерения направления (углового положения) вектора скорости воздушного потока в плоскости его измерения; недостаточная точность измерения модуля и направления вектора скорости воздушного потока, особенно в диапазоне их около нулевых (до 1-3 м/с) значений.

Цель изобретения расширение диапазона измерения направления (углового положения) вектора скорости воздушного потока в плоскости измерения до ±180^о, а также повышение точности измерения параметров вектора скорости воздушного потока в диапазоне его околонулевых значений.

Цель достигается тем, что в многоканальном аэрометрическом преобразователе, содержащем сложное аэродинамическое тело (пробник), снабженное радиально расположенными трубчатыми приемниками давления, каждый из которых сообщен независимым пневматическим каналом со своим выходным штуцером, трубчатые приемники давления расположены равноотстоящими по углу и закреплены на держателях, посредством которых две части аэродинамического тела соединены между собой и каждая из них выполнена в виде шарового сегмента, имеющего общую ось вращения с другим шаровым сегментом, выпуклые поверхности которых обращены навстречу друг другу, причем оси трубчатых приемников давления совмещены с плоскостью симметрии обеих частей аэродинамического тела, которая ортогональна их общей оси вращения, при этом внутренняя полость одной части аэродинамического тела герметично замкнута первым диском и сообщена посредством пневматических каналов держателей с полостью, образованной второй частью аэродинамического тела и вторым диском, кроме того, каждая из полостей снабжена приемными отверстиями статического давления, расположенными на плоских поверхностях конусовидных выборок в обеих частях аэродинамического тела, при этом расстояние между этими плоскими поверхностями выбрано равным одной пятой части диаметра аэродинамического тела, а плоскости входных отверстий трубчатых приемников давления расположены на касательных к окружности, составляющей (0,5-0,6) D (диаметра аэродинамического тела), а диаметр конусовидной выборки выбран из условия d (0,08-0,1) D.

На фиг. 1 представлена конструкция аэрометрического преобразователя; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Многоканальный аэрометрический преобразователь содержит аэродинамическое тело, состоящее из двух частей 1 и 2, выполненных в виде шарового сегмента и соединенных посредством держателей 3, на которых закреплены равноотстоящие по углу трубчатые приемники 4 полного давления, оси приемных отверстий которых ориентированы радиально. Выпуклые поверхности обеих частей аэродинамического тела обращены навстречу друг другу, причем ось вращения их составляют одну линию. Оси трубчатых приемников давления совмещены с плоскостью симметрии обеих частей аэродинамического тела, которая ортогональна их общей оси вращения. Внутренняя полость 5 первой (на фиг. 1 верхней) части аэродинамического тела герметизируется посредством диска 6 и сообщена с помощью пневматических каналов 7 с полостью 8, образованной второй частью аэродинамического тела и вторым диском 9, сопряженным с пилоном 10 многоканального аэрометрического преобразователя. Каждая из полостей аэродинамического тела снабжена приемными отверстиями 11 статического давления, размещенными в конусовидных выборках 12. Полости (осредняющие камеры) в обеих частях аэродинамического тела сообщены между собой и через осевой пневматический канал 13 с выходным штуцером 14 статического давления. Трубчатые приемники давления сообщены пневматическими каналами 15 с выходными штуцерами 16 полного давления. Первый и второй диски закреплены на обеих частях аэродинамического тела с помощью винта 17.

Работа многоканального аэрометрического преобразователя происходит следующим образом.

При размещении многоканального преобразователя в движущемся потоке происходит взаимодействие обеих частей 1 и 2 аэродинамического тела с воздушного потока. Это приводит к перестройке эпюры поля скоростей в промежутке между частями аэродинамического тела, и как результат трубчатые элементы 4 восприятия давлений испытывают воздействие воздушного потока с мультиплицированным полем скоростей. Ниже по течению воздушный поток взаимодействует с приемными отверстиями 11 статического давления, размещенными в конусовидных выборках 12. В результате описанных взаимодействий в трубчатых приемниках 4 давления, расположенных навстречу направлению движению газового потока, формируется пневматический сигнал полного давления, который через пневматический канал 15 передается на выходной штуцер 16 полного давления. Статические давления, формируемые и осредняемые в полостях 5 и 8 первой 1 и второй 2 частей аэродинамического тела посредством пневматических каналов 7 в держателях 3, выравниваются и через осевой пневматический канал 13 подаются к выходному штуцеру 14 статического давления.

Формула изобретения

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АЭРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий сложное аэродинамическое тело, снабженное радиально расположенными трубчатыми приемниками полного давления, отличающийся тем, что аэродинамическое тело выполнено в виде двух шаровых сегментов, обращенных друг к другу шаровыми поверхностями и соединенных между собой держателями, на которых закреплены трубчатые приемники полного давления, расположенные равноотстоящими по углу и сообщенные со своими штуцерами независимыми пневматическими каналами, оси трубчатых приемников полного давления совмещены с плоскостью симметрии обеих частей аэродинамического тела, которая ортогональна их общей оси вращения, при этом внутренняя полость одной части аэродинамического тела герметично замкнута первым диском и сообщена посредством пневматических каналов держателей с полостью, образованной второй частью аэродинамического тела и вторым диском, каждая из полостей снабжена приемными отверстиями статического давления, расположенными на плоских поверхностях конусовидных выборок в обеих частях аэродинамического тела, при этом расстояние между этими плоскими поверхностями выбрано равным 0,2 диаметра аэродинамического тела, плоскости входных отверстий трубчатых приемников полного давления расположены по касательной к окружности, диаметр которой составляет 0,5 0,6 диаметра аэродинамического тела, а диаметр конусовидной выборки 0,08 0,1 диаметра аэродинамического тела.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3