Устройство для определения интенсивности вихря (вихрей) под воздухозаборником летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации, а именно к исследованиям вихреобразования под воздухозаборниками летательных аппаратов. Установка содержит электродвигатель, соединенный с воздуходувкой, насадок в виде пологого диффузора с воздухозаборником, расположенным над имитатором поверхности аэродрома. При этом на поверхности имитатора установлен расходный сосуд с жидкостью, соединенный через трубопровод с мерным устройством. Центральное отверстие сосуда расположено под нижней передней кромкой воздухозаборника. Изобретение направлено на расширение диапазона проведения эксперимента по изучению вихреобразования посредством количественного определения интенсивности вихря. 3 ил.

 

Изобретение относится к области авиации, в частности к установкам для исследования вихреобразования под воздухозаборниками летательных аппаратов.

Известна установка, позволяющая исследовать процесс засасывания воды в воздухозаборник с водной поверхности. Она представляет собой две последовательно спаренные центробежные воздуходувки, специальный насадок в виде пологого диффузора (имитатор воздухозаборника), расположенный на различных расстояниях над резервуаром с водой, выходные патрубки воздуходувок, водяной манометр для замера расхода засасываемого воздуха, выходной коллектор, заканчивающийся двумя цилиндрическими соплами, осветительная аппаратура (Эпштейн Л.А., Вольгрот И.Э. Физика процессов, связанных с засасыванием брызг и частиц в воздухозаборники двигателей. Труды ЦАГИ. Вып. 2143. М.: ЦАГИ, 1982, с.21-24).

Недостатком установки является невозможность количественного определения интенсивности вихря (вихрей) под воздухозаборником с учетом конструктивных и эксплуатационных факторов. Она позволяет оценить только качественную картину засасывания брызг с водной поверхности при работе воздухозаборника на определенном расстоянии от резервуара с водой.

Предложенное изобретение позволяет количественно определить интенсивность вихря (вихрей) под воздухозаборником в виде замера объема V_B засасываемой жидкости воздухозаборником из расходного сосуда за некоторый интервал времени t. В основу замера объема V_B положен принцип “соединяющихся сосудов”, заполненных жидкостью (Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности “Автоматизация теплоэнергетических процессов”. 3-е изд., перераб. М.: Энергия, 1978, с.530-548). Это достигается путем постановки на поверхности экрана расходного сосуда с жидкостью, центральное отверстие которого расположено под нижней передней кромкой воздухозаборника и соединенного через трубопровод с мерным устройством, причем диаметр D расходного сосуда составляет 2,0-3,0 длины l_в нижней передней кромки воздухозаборника, а его глубина h составляет 0,01-0,02 высоты b_в воздухозаборника.

Решаемая техническая задача включает в себя расширение диапазона проведения эксперимента по изучению вихреобразования под воздухозаборником посредством постановки на поверхности экрана расходного сосуда с жидкостью, центральное отверстие которого расположено под нижней передней кромкой воздухозаборника и соединенного через трубопровод с мерным устройством, причем диаметр D расходного сосуда составляет 2,0-3,0 длины l_в нижней передней кромки воздухозаборника, а его глубина h составляет 0,01-0,02 высоты b_в воздухозаборника.

На фиг.1 изображен общий вид описываемой установки (вид сверху), на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - характеристика .

Установка для определения интенсивности вихря (вихрей) под воздухозаборником летательного аппарата содержит пульт управления 4, электродвигатель 2 мощностью 110 кВт, воздуходувку 1 в виде центробежного компрессора с расходом 2 кг/с, трубопровод 15 нагнетания воздуха с заслонкой 14, трубопровод 3 всасывания воздуха с заслонкой 7, диффузор 5, U-образный дифференциальный манометр 13 для замера расхода воздуха в канале воздухозаборника 8, светотехническое оборудование 6. Под воздухозаборником 8 установлен экран 10 (имитатор поверхности аэродрома). Размеры воздухозаборника 8 выбраны из условия достижения скорости, равной скорости в реальном воздухозаборнике летательного аппарата.

На поверхности экрана 10 установлен расходный сосуд 9 с жидкостью, который через центральное отверстие и трубопровод 11 соединен с мерным устройством 12, выполненным в виде трубки с миллиметровыми рисками. Центральное отверстие расходного сосуда 9 расположено под нижней передней кромкой воздухозаборника 8. Диаметр D расходного сосуда 9 составляет 2,0-3,0 длины l_в нижней передней кромки воздухозаборника 8, а его глубина h составляет 0,01-0,02 высоты b_в воздухозаборника 8.

Установка для определения интенсивности вихря (вихрей) под воздухозаборником летательного аппарата работает следующим образом.

В момент запуска установки с пульта управления 4 подается сигнал на закрытие заслонок 7 и 14 для обеспечения легкого запуска центробежного компрессора воздуходувки 1 и электродвигателя 2. Производится перекрытие поступления воздуха в рабочую часть центробежного компрессора воздуходувки 1, тем самым уменьшается потребная работа для его раскрутки и уменьшается заброс пускового тока электродвигателя 2. После раскрутки электродвигателя 2 производится плавное открытие заслонок 7 и 14. Воздуходувка 1 выходит на рабочий режим с заданным расходом воздуха в воздухозаборнике 8, который определяется по U-образному дифференциальному манометру 13. Под воздухозаборником 8 образуется вихрь (вихри), который увлекает за собой внутрь канала определенную массу жидкости из расходного сосуда 9. Изменение уровня жидкости в расходном сосуде 9 через центральное отверстие, трубопровод 11 приводит к изменению уровня жидкости в мерном устройстве 12. Производится замер перепада уровня жидкости в мерном устройстве 12, затем определяется площадь расходного сосуда 9 на уровне оставшейся жидкости. После этого осуществляется вычисление объема V_B засасываемой жидкости воздухозаборником 8 из расходного сосуда 9 за некоторый интервал времени t и строится характеристика где - относительная высота расположения нижней кромки воздухозаборника 8 от поверхности экрана 10, Н - высота расположения нижней кромки воздухозаборника 8 от поверхности экрана 10, d_ЭКВ - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник 8.

После проведения серии замеров и определения характеристики для воздухозаборника 8 одной формы производится установка воздухозаборника 8 другой формы и комплекс замеров повторяется.

Применение предлагаемой установки позволит количественно определить интенсивность вихря (вихрей) под воздухозаборником за некоторый интервал времени t, а также расширить диапазона проведения эксперимента по изучению вихреобразования под воздухозаборником летательного самолета.

Установка для определения интенсивности вихря (вихрей) под воздухозаборником летательного аппарата, содержащая электродвигатель, соединенный с воздуходувкой, специальный насадок в виде пологого диффузора с воздухозаборником, расположенным на расстоянии над экраном (имитатором поверхности аэродрома), отличающаяся тем, что на поверхности экрана установлен расходный сосуд с жидкостью, центральное отверстие которого расположено под нижней передней кромкой воздухозаборника, и соединенный через трубопровод с мерным устройством, причем диаметр D расходного сосуда составляет 2,0-3,0 длины l_в нижней передней кромки воздухозаборника, а его глубина h составляет 0,01-0,02 высоты b_в воздухозаборника.