×
13.02.2018
218.016.2937

ФОРКАМЕРА ПОРШНЕВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0001840954
Дата охранного документа
27.10.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Форкамера относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть применена при создании конструкций поршневых аэродинамических установок с высокими параметрами торможения рабочего газа. Форкамера состоит из корпуса, сочлененного с каналом трубы, в котором расположен перемещающий поршень. Содержит обратный клапан и сопло. При этом внутренняя поверхность корпуса, входного участка сопла и нерабочие поверхности клапана выполнены из пористого теплостойкого материала заданной толщины и переменной по толщине проницаемости. Технический результат - гашение как продольных, так и поперечных пульсаций давления рабочего газа в широком спектре частот. Дополнительно - снижение тепловых потоков в корпус форкамеры и уменьшение степени запыленности рабочего газа. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к аэродинамическим трубам и может быть использовано при создании конструкций аэродинамических установок с высокими параметрами торможения рабочего газа.

Известны поршневые аэродинамические трубы, содержащие баллон высокого давления, сочлененный с каналом (стволом), в котором расположен перемещающийся поршень, форкамеру с обратным клапаном и соплом, рабочую часть и систему выхлопа (см., например, А. Поуп и К. Гойн "Аэродинамические трубы больших скоростей", Москва, 1968). В форкамерах этих труб могут быть получены параметры торможения рабочего газа порядка нескольких тысяч атмосфер и градусов Кельвина за счет сжатия рабочего газа быстро перемещающимся по стволу поршнем. Известна также форкамера поршневой аэродинамической трубы (авт. свид. №1840952 от 21.12.1967), содержащая корпус, сочлененный с каналом трубы, и снабженная перфорированным экраном, установленным в полости форкамеры, и коническим отражателем, смонтированным во входной части форкамеры. Выполненная на экране перфорация позволяет погасить колебания давления рабочего газа, обусловленные конструктивными особенностями трубы, в полости форкамеры в определенном диапазоне частот. Указанная форкамера позволяет снизить степень запыленности рабочего газа, которая вызвана механическим износом узлов трубы (движущийся в стволе поршень, механизм удержания поршня в исходном положении и т.д.) и наличием механических частиц в рабочем газе, подаваемом в канал из баллонов высокого давления по трубопроводам. Кроме этого, перфорированный экран обеспечивает снижение теплового потока к стенке форкамеры. Таким образом, применение форкамеры по авт. свид. №1840952 позволяет приблизить условия экспериментов, проводимых на поршневой аэродинамической трубе, к натурным.

Недостатком указанной конструкции является сравнительно узкий диапазон гашения частот колебаний давления из-за выполнения перфорации с конечным шагом и диаметром на экране, изготовленном из конструкционной стали. Перфорация отсутствует на поверхностях обратного клапана и входного участка сопла, что не способствует ликвидации продольных пульсаций давления и, таким образом, эффект достигаемой цели снижается. Кроме того, следует отметить, что изготовление перфорированного экрана, отличного по форме от цилиндра, требует сложной технологической оснастки и специального оборудования.

Целью предлагаемого изобретения является гашение поперечных и продольных пульсаций давления рабочего газа, имеющих место в форкамере, в широком спектре частот, снижение тепловых потоков в корпус форкамеры и уменьшение степени запыленности рабочего газа.

Эта цель достигается благодаря тому, что внутренняя поверхность корпуса, входного участка сопла и нерабочие поверхности обратного клапана выполнены из пористого теплостойкого материала заданной толщины, например, из спрессованных металлических мелкоячеистых сеток, причем слой пористого материала выполнен с переменной по толщине проницаемостью. Наружный слой пористого материала, контактирующий с рабочим газом, выполнен из материала с малым коэффициентом поглощения лучистой энергии, например, из никеля. Известен способ изготовления пористых металлических материалов, позволяющий получить путем прессования металлических сеток теплостойкий материал переменной по толщине проницаемости. Такой материал обладает более высокой механической прочностью, эрозионной и химической стойкостью по сравнению с конструкционной сталью.

Предлагаемое изобретение представлено на чертеже и состоит из корпуса 1, сочлененного с каналом трубы 2, обратного клапана 3, сверхзвукового сопла 4. На внутренних поверхностях корпуса, входного участка сопла, поверхностях клапана закреплен слой 5 пористого теплостойкого материала, выполненный из пакета спрессованных металлических сеток, заданной толщины, с переменной по толщине проницаемостью. При этом первая сетка, контактирующая с рабочим газом, выполнена из материала с малым коэффициентом поглощения лучистой энергии, и стойкого к окислению, например из никеля.

Устройство работает следующим образом: рабочий газ с высокими параметрами торможения поступает в форкамеру и заполняет ее объем; через сверхзвуковое сопло 4 происходит его истечение в рабочую часть. При этом благодаря пористым поверхностям 5 корпуса форкамеры, входного участка сопла и обратного клапана, происходит гашение поперечных и продольных пульсаций давления рабочего газа. Рабочий газ, заполнивший поры, остывает и тем самым снижает тепловой поток к корпусу форкамеры. Одновременно с этим выполнение первого наружного слоя из материала с низким коэффициентом поглощения лучистой энергии снижает лучистый тепловой поток к корпусу форкамеры. Кроме этого, пористый слой удерживает механические частицы, находящиеся в рабочем газе, тем самым снижая запыленность потока газа в рабочей части.

Форкамера поршневой аэродинамической трубы, состоящая из корпуса, сочлененного с каналом трубы, обратного клапана, сопла и теплостойкого перфорированного экрана, отличающаяся тем, что, с целью гашения поперечных и продольных пульсаций давления в широком спектре частот и уменьшения запыленности рабочего газа, перфорированный экран выполнен из многослойного материала с переменной по толщине проницаемостью, например, из спрессованных металлических сеток.
ФОРКАМЕРА ПОРШНЕВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
13.02.2018
№218.016.2906

Струйная двухкамерная адиабатическая установка

Установка относится к области экспериментальной аэродинамики. Установка состоит из баллона с газом, соединенного с баллоном ствола. В стволе находится перемещающийся поршень. Установка также содержит дроссельное устройство, форкамеры высокого и низкого давления, рабочую часть, диффузор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840960
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2911

Аэрогазодинамическая установка адиабатического сжатия

Установка относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использована для исследования вопросов термодинамики и химической кинетики. Установка состоит из баллона, ствола, поршня, форкамеры и рабочей части. Дополнительно содержит вторую форкамеру. Первая и вторая форкамеры связаны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840953
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2926

Аэродинамическая установка адиабатического сжатия с двумя форкамерами

Аэродинамическая установка относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть применена для исследования гиперзвуковых течений. Установка состоит из баллона, ствола, поршня, сопла и рабочей части. Содержит дроссельное устройство, выполненное в виде конических отверстий в стенке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840955
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2943

Высокотемпературная форкамера двухкамерной установки адиабатического сжатия

Высокотемпературная форкамера относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть применена в двухкамерных аэродинамических установках адиабатического сжатия. Форкамера состоит из корпуса, сочлененного с дроссельным устройством, снабжена перфорированным экраном и стабилизатором. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840958
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2948

Способ защиты стенок газодинамической установки от теплового и химического воздействия высокотемпературного газа

Способ относится к области газодинамических исследований в сверхзвуковых установках и может применяться при моделировании условий обтеканий тел, движущихся в атмосфере с гиперзвуковыми скоростями. Сущность способа заключается в том, что в основной поток воздуха направляют дополнительный поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840957
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2952

Форкамера поршневой аэродинамической установки

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может применяться в испытаниях космических летательных аппаратов и ракет. Форкамера отличается тем, что содержит экран, выполненный в виде тонкостенной перфорированной оболочки. Экран расположен с зазором около стенок форкамеры....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840952
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2959

Установка адиабатического сжатия

Установка относится к области экспериментальной аэродинамики. Установка содержит корпус, баллон с газом, ствол с подвижным поршнем. Включает в себя две форкамеры повышенного и пониженного давления, соединенные дросселем. При этом в корпусе выполнены связанные мультипликаторами давления полости....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840961
Дата охранного документа: 27.10.2014
13.02.2018
№218.016.2998

Двухкамерная аэродинамическая установка

Установка относится к области экспериментальной аэродинамики. Она состоит из мультипликаторов, низкотемпературной камеры высокого давления и высокотемпературной камеры пониженного давления, соединенных регулируемым дроссельным устройством. Содержит также сопло и рабочую часть с выхлопным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0001840959
Дата охранного документа: 27.10.2014
+ добавить свой РИД