Устройство для измерения поперечного аэродинамического момента

 

3I5 976

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК G Olm 9/00

Заявлено 08 1Ч.1969 (№ 1324678/40-23) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 01.Х.1971. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 18.XI.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 533.6.071,3 (088.8) Авторы изобретения

p r";.;т р =-,11 д

i,"-.;,;:: . ..,;;- ",-(л

E. Н. Куликова и И. N. Слезингер

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО

АЭРОДИ НАМИЧ ЕСКО ГО МОМЕНТА

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, а именно к устройствам для измерения поперечных аэродинамических моментов тел при обтекании их потоком воздуха в аэродинамических трубах, Для измерения поперечных моментов на неподвижных телах используются аэродинамические весы обычного типа, которые не всегда могут обеспечить достаточную точность измерения.

Для измерения поперечных моментов, действующих на вращающиеся тела, применяются специальные устройства типа винтовых приборов, использование которых в трубах малых размеров затруднено.

Кроме того, приборы этого типа не приспособлены для измерений на неподвижных моделях.

Цель изобретения — обеспечить возможность определения в одном эксперименте поперечных моментов, действующих на модель вращающегося и неподвижного объектов. Это достигается тем, что державка соединена с моделью посредством установленного на радиально-упорном подшипнике стакана и имеет внутреннюю цилиндрическую полость, в которой размещены фотоэлемент и подпружиненный поршень, имеющий смещенный по отношению,к оси подшипника и параллельный ей консольный упругий элемент. Причем в державке выполнено отверстие, через которое она соединена посредством золотникового клапа»2 с резервуаром аэродинамической трубы ил» с атмосферой.

Иа фиг. 1 схематично изображена измер»тельная система весов; на фиг. 2 показано зацепление упругого элемента с корпусом при

»cr.ûòàíèÿ неподвижной модели; »а фпг. 3 схематично изображена оптическая система

10 для измерения нестационарного момента; на фиг. 4 — автоматическое программное устройство.

Державка модели, которая в случае необходимости измерения остальных .компонентов

15 нагрузки устанавливается в стойке обычных аэродинамических весов, представляет собою трубку 1. На переднем по потоку конце трубки установлены один или два шарикоподшипника 2 (на фиг. 1 показан один подшипник), 20 на которых может вращаться корпус 8, предпазначе »ый для крепления на нем испытуе»ой модели 4. Внутри трубки расположен ползун 5, изготовленный за одно целое с консольным упругим элементом б, на котором разме25 щепы проволочные тензодатчики 7. Шпонка 8 предотвращает вращение ползуна 5 в трубке.

В трубке напротив отверстия а установлен фотопр»емник (фотодиод или фотосопротивление) 9. В задней части корпуса 8 имеется ряд

30 равномерно расположенных отверстий б, оси

31бКЬ которых находятся в одной плос«осп! с осью отверстия а.

Державка устанавливается В ta130ÄIIII!амп ге— ской трубе на стойке 10. Посредством канала в стойке внутренняя полость державки можсг сообщаться с ресивером аэродинамической трубы через промежуточный соленоидпый клапан 11 (см. фиг. 4) .

Давление в ресивере, воздействуя на перемещающийся в цилиндрической полости дер- 10 жавки поршень 12, сжимает Hpyi«HHy 13 и отжимает связанный с поршнем ползун 6 влево.

При этом элемент 6 сцепляется с закрепленной на корпусе 3 втулкой И (см. фиг. 2). Для тоr0, IToobI сцепление могло I1130H30ATH пРи allo- 15 бом угловом положении корпуса 3, втулка выполнена в виде кольца с винтообразными кольцевыми срезами и пазом, в который входит свободный конец элемента 6 при сжат!!и пружины 13. В это» положеггии испытуемая модель 4 застопорена и действующий»а нее переменный аэродинамический момент BocHðHнимается элементом 6. Четыре тензодатчыка 7, накленные у основания элемента 6, включены обычным способом в мост Уинстона, выходпая диагональ которого соединяется через усилитель с осциллографом или другим perHcrpHp3i югцим устройством. Выходное напряжение на этой диагонали пропорционально поперечному аэродинамическому моменту, действующе»у на застопоренную модель.

Если сообщить полость трубки с атмосферой, то пружина 13 отжимает ползун 6 вправо, элемент 6 выходит и заце:iëåíèÿ с кор.;усом 3 и под воздействием потока в аэродина- 55 мической трубе модель начинает вращаться до некоторой установившейся угловой скорости.

В этом переходном периоде действующий на модель поперечный азродына»ический мо- 40 мент можно определить, зная угловое ускорение и момент инерции. Произведение этих величин равно действующему моменту.

Угловое ускорение определяется как произ- 45 водная or угловой скорости, которая рег IcipHруется при помощи оптической системы (см. фиг. 3) .

Пучок света от осветителя 16 попадает ш вращающуюся модель и через отверстия а В 50 державке и б в корпусе модели периодическ:! засвечивает фотоприемник 9. Вырабатываемые при этом импульсы, частота которых пропорциональна скорости вращения модели, IIDoxoдят через усилитель 16 и регистрируются па 55 ленте шлсйфового осциллографа 17 параллельно с отметками времени. Это позволяег определить скорость вращения модели Е3 функЦHH ВРЕМЕНИ.

Поскольку для измерения стационарного 60 момента требуется 2 — 3 сек и примерно столько же времени отнимает вращение модели до установившейся скорости, в устройстве предусмотренаа автоматическая система yrtðàltriñr! Ия (см. фиг. 4) . 65

Сш:тема сосгоит из II3) «tto. 3:Iötlîtøorо с0.1 по:!диого «.!анапа 11, датчгг;,! (ма гометр ры lHiKII0I o гипс!, ггвто 3! г1тп ге кп ура ВИОВе!Пиьа- мый грузох ) 16 давления В форкамсре трубы и реле 19 времени.

Система работает сле1ующим образом.

После о" êðûòèÿ регулирующей задвижкli В форкамере перед соплом устанавливается oil— ределенпое давление, которое затех! автоматически поддерживается имеющейся системой регулирования.

1(огда даВление В форкамерс излгенится на заданную величину, вк;почается реле 19 Врсмени. При этом подвижный груз рычажного манометра 18 замыкает ко!!такты выключателя 20, запускается реле 19 времени и одновре»енно включается шлейфовый осциллограф 17.

По истечении первого заданного интервала времени первая группа контактов реле 19 времени включает катушку соленоидного клапана

11 и последний сообщает полость трубки 1 атмосферой. Давленые в трубке падает до ат»осферного, пру KH;la 13 отводит ползун 6 элементом 6 вправо, разьединяя его с моделью, которая H;t÷èíàåã вращаться, и шлейфовый осциллограф 17 регистрирует ихшульсы от фотоприемника 9.

По истечении второго задашгого интервала

Врс»ени, Включается вторая группа конгактог3 реле 19 времени, которая подает сигнал па закрытие задвижки азродгшамической трубы зыключение осциллогр афа.

Предмет изобретсния

1. Устройство для измерения поперечного аэродинамического момента, действующего па модель оперенного объекта, ис,гытывас»ого з

6 алло пой сверхзвуковой азродина»ической трубе, содержащее хвостовую цилиндрическую держ".âêó для крепления модели, упругий чувствительный элемент с у.-тановле ным:.! на пем тепзодатчык DIH и фотоэлемент, от,гичагогцееся гем, что, с целью обеспечения возможнос1". определения з одном эксперименте по: ереч;гых моментов, дейс;вующих на модель вращающснеподвижно! 0 QOBe« roB, державка сдгггICIIH C моде 1hto 110CpopCTB03I устBHOBJICHHO о па радыально-у:горном подшипнике стакана и имеет внутpeHIIIOIO цилиндрическую полость, В которой размещены фотозлемен-, и подпружиненный поршень, имеющий смещенный по отношению к оси подшипника и параллельггьш сй консольный упругий элемент, причем в державке выполнено отверс1ие, через которое она соединена посредством золотпикового клапана с резервуаром аэродинамической трубы или атмосферой.

2, Ъ сгройство по п. 1, oT,гичагощееся те33, ITo, с !илью стопорения модели и передачи усилия OT поперечного азрод;шамического »о-! ге:гта, а консольный упрупгй элеме:гг с уста315976 б а ииамичеспая апр ба

IIoII:! IIIII>l lliI па нем тснзОДа Г (яками 00!II)OTIo<лени(1, В стака1!е смонз ирована жеc! кд связа!1ная с пим втулка с двумя винтообразпыми срезами и пазом, в который вкодит свободный конец консолы(ого упругого элемента при подаче во внутреннюю полость державки давления из резервуара аэродинамической трубы.

3. Устро Ici!,0»iin и. 1, отличающееся тем, 1(о,; целью пзчерения угловой скорости вра1цсния модели, на боковой поверкностп стакана выполнен ряд огверстий, оси которык расположены в одной:(лоскости с осью отверстия и дсржавке (против которого установлен фоI00ле»cII ) и оптической осью осветителя.

315976

j

1 "Т

1 !

:l I m чуqrepa (!

) ! (L

nnce >i

Составитель В. Рукавицын

1 едактор Т. А. 10рчикова Тскрсд Л. В. Куклина Корректор T. А. Миронова

Заказ 3169 15 Изд. М 1345 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4 5

Типографии, вр. Сапунова, 2