Описание экспериментальных стендов СВС-2 и Т-131Б для моделирования условий полета (стр. 1 из 3)

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный технический университет

Кафедра «Авиа- и ракетостроения»

ИТОГОВЫЙ ОТЧЕТ

по преддипломной практике

Жуковский – 2007

СОДЕРЖАНИЕ

1. Описание экспериментального стенда СВС-2.

1.1 Принципиальная схема и параметры аэродинамической трубы

1.2 Система измерений стенда

1.3 Виды эксперимента, поддерживающие устройства

2. Описание экспериментального стенда Т-131Б

2.1 Принципиальная схема и параметры аэродинамической трубы

2.1.1 Воздухоподогреватель

2.1.2 Аэродинамические сопла

2.1.3 Рабочая камера

2.2 Стендовый диффузор и система эксгаустирования

Литература

Приложения

1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА СВС-2

Специализированная АТД СВС-2 более других приспособлена для исследования моделей ВЗ. Она имеет широкий диапазон скоростей М=0,2-6. Многие ее технологические особенности повторяются в трубах ТПД, СВС-1, ТССМ.

1.1 Принципиальная схема и параметры аэродинамической трубы

Главной особенностью СВС-2 (Рис. 1) является то, что она оборудована уникальным регулируемым многорежимным соплом 500х516

на диапазон чисел М от 0,2 до 4,5. Выше М=4,5 на режимах с подогревом воздуха используются дискретные круглые сопла диаметром 565 мм. Для этих “горячих” режимов устанавливается малая форкамера с подводом воздуха, подогретого до . До- и трансзвуковые режимы обеспечиваются установкой перфорированного 7%-го насадка сопла (М=0,2 1,4). На режимах М=0 и М<0,8 используется модельный эжектор.

Между срезом сопла и коллектором (телескопическим) выхлопного тракта имеется рабочая часть, где на стойке устанавливаются модели ВЗ. В конфузоре трубы имеется также всасывающий эжектор, нерегулируемый диффузор и выхлопная шахта.

Второй особенностью СВС-2 является то, что в ней обеспечена возможность проведения испытаний моделей ВЗ при М<3 практически на натурных числах Re. В то же время СВС-2 является трубой переменной плотности. Рабочие параметры представлены в таблице 1 и на рис. 2. За счет изменения полного давления

и размера входа модели (от 0,03 до 0,2 м) возможно изменение числа Re при М~2,5 в 100 раз. При М<2 и М>3 рабочий диапазон чисел Re сужается. Основные испытания проводятся в СВС-2 на стандартных режимах. Режимы переменной плотности используются для физических исследований и весовых испытаний.

Поскольку СВС-2 имеет открытую рабочую часть, изменение характера течения газа в рабочей части трубы при различном сочетании давлений в форкамере

и в эжекторе может быть большим.

Таблица 1.

АДТ	Сопло трубы	Рабочая часть		Параметры			Назначение
		Тип	Размер(мм)
СВС-2	Регулируемые;Дискретные	В камереЭйфеля					Исследование моделей транс-, сверх- и гиперзвуковых ВЗ

На рис.3 Показаны три режима течения:

а) расчетный,

;

б) режим недорасширения,

;

в) режим перерасширения,

.

Стандартные режимы соответствуют стандартному давлению в форкамере; для них давление в эжекторе либо равно нулю (М<2,5), либо подобрано так, чтобы

было несколько выше, чем (т. е. режим “б” со слабой нерасчетностью). Это сделано из условия обеспечения устойчивости течения при относительно большом загромождении рабочей части моделью. При отклонении от стандартного режима необходимо контролировать режим нерасчетности так, чтобы не попасть с воздухозаборником в неравномерную или неизвестную область. Нужно, чтобы вход ВЗ попадал в характеристический ромб. На рис.3 Даны примерные зависимости от М величин и , при которых в сопле СВС-2 реализуется расчетный режим течения. Эти данные можно использовать при выборе режимов для различных видов испытаний.

Для испытаний ВЗ важно иметь равномерные в поперечном сечении поля потока. Измерение полей гребенкой полного давления показали, что в ядре потока неравномерность полей М не превышает

01% для всего диапазона регулируемого сопла. При М=2 3 она меньше и составляет . Вдоль оси сопла при неравномерность не превышает . Толщина пограничного слоя на стенках трубы составляет 70-80 мм.

1.2 Система измерений стенда

СВС-2 оборудована теневым прибором ИАБ-451 и оптической системой “лазерный нож”, позволяющей визуализировать картинку обтекания модели в продольном и поперечном сечениях. Для основного вида эксперимента с измерением давлений имеется пневмотрасса на 150 каналов, оканчивающаяся двумя герморазъемами на плите

- механизма стойки.

Стационарное давление измеряется электрическими датчиками типа ИКЛ на различные диапазоны давлений. Для измерения нестационарныхдавлений в каналах ВЗ используются датчики типа ДМИ, оборудованные демпфирующими камерами, а также измеритель дисперсии случайного процесса

. Датчики ИКД и измеритель дисперсии включены в состав информационно – измерительной системы на базе объектовой ЭВМ. Характеристики нестационарного процесса записываются также на кинопленку с помощью шлейфного осциллографа, или, в необходимых случаях, на магнитограф.

Кинопленка используется затем для определения границы устойчивых режимов ВЗ (помпаж), максимальной амплитуды и частоты пульсаций потока в канале.

Преимуществом СВС-2, как специализированной трубы для исследования ВЗ, является большая степень визуализации эксперимента. Предусмотрены:

1. визуализация нестационарного процесса на катодных осциллографах;

2. представление результатов в темпе эксперимента в цифровой и графической форме на дисплеях;

3. визуализация работы пневмотрасс на цветовом индикаторе и на дисплее;

4. визуализация на электронном цифровом вольтметре аэродинамических нагрузок на модель (для весовых испытаний).

В паузах между пусками трубы может быть при необходимости проведена полная обработка, включая результаты весовых измерений, а также построение дроссельных характеристик.

Кроме того, в СВС-2 на базе ЭВМ создан оперативный банк данных и система визуализации на цветном дисплее дроссельных характеристик, взятых по желанию ведущего из разных пусков для сравнения. Эта система также включается и работает в паузах между пусками или сменами и обслуживается квалифицированными операторами ЭВМ. Система визуализации постоянно совершенствуется. Она необходима для обеспечения высокого качества эксперимента, который проводится, как правило, при непосредственном участии научного работника.

1.3 Виды эксперимента, поддерживающие устройства

Основным видом испытаний в СВС-2 является определение дроссельных характеристик ВЗ (~70%). Другой вид (~20%) – это изучение оптическими и другими методами картины обтекания носовой части фюзеляжа с определением полей течения, формы скачков уплотнения и формы пристеночных линий тока. Прочие виды испытаний проводятся с целью исследования специальных вопросов – например, течения в пограничном слое, киносъемки динамических процессов, устойчивости течения в ВЗ при стрельбе и т п. Эти и другие виды испытаний проводятся по специально разработанным методикам.

В СВС-2 модели ВЗ или носовых частей фюзеляжей устанавливаются на специальных поддерживающих устройствах (стойках), закрепляемых в свою очередь на плите механизма

и . Диапазон углов и - соответственно от – 10 до 20 и от 0 до .