×
13.01.2017
217.015.8405

Результат интеллектуальной деятельности: АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ С ИМИТАЦИЕЙ СТРУЙ КОРМОВОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к аэродинамическим моделям летательных аппаратов для исследования распределения давления по поверхности тонкостенной модели, испытываемой в аэродинамических трубах при условии имитации струи кормового ракетного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что к дренажным отверстиям, просверленным на обтекаемой поверхности аэродинамической модели, предназначенной для измерения распределения давления по поверхности, в корпусе тонкостенной оболочки выполняются внутренние криволинейные каналы в пределах толщины оболочки. Измеряемое давление, воспринимаемое дренажными отверстиями, подается в каналы, которые внутри оболочки проложены к месту крепления боковой державки и здесь стыкуются с дренажными трубками, соединяющими измерительные устройства давления, например батарейный манометр, с выходными сечениями каналов. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности измерений. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, а именно к аэродинамическим моделям для исследования распределения давления по поверхности тонкостенной модели, испытываемой в аэродинамических трубах при условии имитации струи кормового ракетного двигателя.

В задаче определения аэродинамических характеристик модели летательного аппарата (ЛА) важное место занимает исследование распределения давления на обтекаемой поверхности. Обычно такое определение распределения давления по поверхности обеспечивается приемными дренажными отверстиями, размещенными на обтекаемой поверхности модели, а к этим отверстиям с внутренней стороны поверхности подводятся дренажные трубки, идущие к манометрам, которые фиксируют значения измеряемых величин давления.

В качестве ближайшего аналога принята конструкция аэродинамической модели, схемы работы измерительных устройств которой приведены в [1] на стр. 167, 220, 260 ([1] - книга авторов Краснова Н.Ф., Кошевого В.Н., Данилова А.Н. и др. Прикладная аэродинамика. М.: Высшая школа, 1974).

Согласно приведенным схемам поверхность модели дренируется и к дренажным отверстиям подсоединяются и вводятся внутрь полого корпуса модели соединительные дренажные трубки для замера давлений по поверхности модели. Дренажные трубки подходят к измерительному устройству, например к батарейному манометру [1, стр. 260], входящему в систему измерений распределения давления.

Эта задача определения распределения давления по поверхности модели становится особо сложной, если на модели ЛА имитируется работа кормового ракетного двигателя, струя которого моделируется подводимым через боковую державку сжатым воздухом (см. фиг. 1).

Весь внутренний объем модели в этом случае занят воздушной полостью, обеспечивающей необходимый расход воздуха через сопло модельного кормового двигателя, и размещать в этом внутреннем объеме большое количество подводящих дренажных трубок от манометров к дренажным отверстиям, выполненным на обтекаемой поверхности модели, недопустимо из-за сокращения проходного сечения воздушной полости и, как следствие, из-за необеспечения требуемого расхода воздуха для имитации струи кормового двигателя.

На стр. 18-19 [1] отмечено, что "при исследовании обтекания тонких тел (тонкое крыло или корпус) бывает практически невозможно расположить дренажные отверстия на тех участках поверхности, к которым нельзя провести дренажные трубки из-за малых поперечных сечений тела".

На стр. 64 [1] приведены требования к размерам дренажных отверстий: "диаметр отверстия 0.3÷0.5 мм, т.к. излишне большой размер вызывает дополнительные возмущения в потоке, что приводит к искажению измеряемого давления".

В случае когда внутренние дренажные трубки невозможно разместить внутри модели из-за малых поперечных размеров модели, в практике изготовления аэродинамических моделей возможна укладка дренажных трубок в канавки, выполненные на наружной поверхности модели (см. [2], стр. 552, книга авторов Горлина С.М. и Слезингера И.И. Аэромеханические измерения, методы и приборы. М.: Наука, 1964) (см. фиг. 1).

Практика использования размещения дренажных трубок в канавки на поверхности модели имеет существенные недостатки: после укладки дренажных трубок (изготавливаемых по необходимости из легко деформируемого материала) в криволинейные канавки необходимо канавки заполнить шпаклевочным материалом или припоем заподлицо с поверхностью с целью обеспечения высоких требований по чистоте обтекаемой поверхности (чего практически не удается достичь, поскольку материал заполнителя отличается по своим характеристикам от материала поверхности модели и искажается структура пограничного слоя). Да и обеспечить необходимые требования к дренажным отверстиям в стенках податливых дренажных трубок, уложенных в канавки, также практически невозможно из-за высоких требований к размерам дренажных отверстий: отношение глубины сверления дренажа h к диаметру дренажного отверстия D должно быть в пределах 3÷5, т.е. h/D=3÷5, дренажные отверстия сверлятся перпендикулярно к обтекаемой поверхности модели, должны быть калиброванными (без заусенец и зазубрин), что тяжело выполнить в стенке дренажной трубки из податливого материала, причем трубка уложена в канавку, заделанную также податливым при сверлении дренажных отверстий материалом, что затрудняет выполнение строгих требований к отверстиям.

Проложенные по поверхности модели канавки, обеспечивая исследование распределения давления вдоль поверхности модели, должны прокладываться по винтовым траекториям, поскольку число дренажных отверстий составляет обычно значение 10-20, и эти канавки надо свести к боковой державке (в одно место, т.к. торец модели занят модельным двигателем). Таким образом, вся внешняя поверхность модели будет изрезана проложенными криволинейными и заделанными канавками, искажающими чистоту и однородность обтекаемой поверхности в местах замера давления.

Итак, в рассмотренных известных аэродинамических моделях ЛА для определения влияния струи кормового ракетного двигателя на распределение давления по поверхности ЛА выявлены следующие недостатки: при наличии тонкостенного корпуса модели невозможно проложить дренажные трубки к точкам замера давления и выполнить дренажные отверстия, обеспечивающие точность замера давления.

С целью устранения указанных недостатков предлагается новое техническое решение для замера давления на поверхности модели.

Технической задачей данного предложения является исследование распределения давления по поверхности тонкостенной аэродинамической модели в аэродинамических испытаниях с имитацией струй кормового двигателя.

Данная техническая задача решается тем, что аэродинамическая модель летательного аппарата для исследования распределения давления по поверхности в аэродинамических испытаниях с имитацией струй кормового реактивного двигателя, включающая в себя закрепленный на боковой державке тонкостенный корпус с кормовым соплом и дренажными отверстиями по наружной поверхности, дренажные трубки, проложенные в боковой державке и соединенные с устройством регистрации давления, систему подачи сжатого воздуха к модельному соплу, состоящую из баллона со сжатым воздухом, воздуховодов, проложенных в боковой державке, и внутренней полости модели, отличается от прототипа тем, что корпус модели выполнен в виде соосно размещенных одна в другой оболочек, причем на внешней поверхности внутренней оболочки выполнены криволинейные каналы сечением не более толщины оболочки, которые после соединения оболочек становятся внутрикорпусными и соединяют каждое дренажное отверстие с соответствующей дренажной трубкой в боковой державке.

Чертеж, иллюстрирующий техническое предложение, приведен на фиг. 2.

Аэродинамическая модель ЛА для исследования распределения давления по ее поверхности в аэродинамических испытаниях с имитацией струи кормового ракетного двигателя содержит модель 1 с тонкостенным корпусом и модельным соплом 2, закрепленную на боковой державке 3, выполненной в виде пилона, систему измерения давления, состоящую из приемных дренажных отверстий 4, расположенных на наружной поверхности модели 1 и сообщающихся с каналами 5, выполненными внутри тонкостенного корпуса, в свою очередь соединенными с выводными дренажными трубками 6, присоединяемыми к регистрирующему манометру 7 и размещаемыми в боковой державке 3, систему подачи сжатого воздуха к модельному соплу 2, состоящую из баллона со сжатым воздухом 8, воздуховодов 9, проложенных в боковой державке 3 и внутренней полости модели 10, и обеспечивающую расходную характеристику модельного двигателя. Модель в сборе устанавливается в рабочей части аэродинамической трубы на монтажной плите 11, и к ней с помощью соединительных дренажных трубок 6 присоединяется групповой регистрирующий манометр 7, а к системе подачи сжатого воздуха к модельному соплу присоединяется баллон с воздухом высокого давления 8.

Суть изобретения состоит в том, что к дренажным отверстиям, просверленным на обтекаемой поверхности модели, в корпусе тонкостенной оболочки выполняются внутренние криволинейные каналы в пределах толщины оболочки. Измеряемое давление через дренажные отверстия подается в подведенные каналы, которые выходят к месту крепления боковой державки и здесь стыкуются с дренажными трубками, соединяющими измерительные устройства давления, например батарейный манометр, с выходными сечениями каналов (см. фиг. 2).

Каналы, выполненные в корпусе металлической оболочки, имеют малые поперечные размеры (диаметр ~1 мм), т.е. значительно меньше поперечных размеров дренажных трубок, имеющих внешний диаметр ~2 мм, при этом для дренажных трубок нужно дополнительное пространство для их размещения (например, канавки в известных устройствах имеют поперечные размеры более 2 мм).

Технологически каналы внутри тонкостенного корпуса модели выполняются следующим образом.

Корпус модели выполняется из соосно размещенных одна в другой внешней и внутренней оболочек толщиной порядка 1,5-2,0 мм. На поверхности внутренней оболочки фрезеруются криволинейные каналы сечением 1×1 мм от точек замера давления на поверхности модели (дренажных отверстий) до места присоединения к соединительным дренажным трубкам, проложенным в боковой державке.

После этого внутренняя оболочка вставляется внутрь внешней оболочки с обеспечением взаимного плотного прилегания их друг к другу по общей контактной поверхности, тем самым превращая наружные каналы на внутренней оболочке во внутренние каналы в пределах составной стенки модели.

С целью обеспечения герметичности внутренних каналов собранный корпус модели подвергается процессу диффузионной сварки, после которой внешняя и внутренняя оболочки соединяются в одно целое, образуя тонкую стенку корпуса модели с расположенными внутри стенки каналами.

Следующей операцией по подготовке модели к проведению дренажных испытаний является тщательное выполнение приемных дренажных отверстий во внешней оболочке тонкостенного корпуса модели с обеспечением всех строгих требований, предъявляемых к ним, при этом дренажные отверстия сверлятся до соединения с проложенными внутренними каналами.

Цельнометаллический, с гладкой внешней поверхностью, корпус модели с достаточной толщиной внешней оболочки 1,5-2,0 мм позволяет выполнить дренажные отверстия требуемой глубины, строго цилиндрической формы и максимально возможной чистотой обработки, что обеспечивает точность и достоверность результатов замера давления на аэродинамически гладкой поверхности модели ЛА.

К выходным сечениям внутренних каналов, подводимых к месту крепления боковой державки, присоединяются дренажные трубки, проходящие через боковую державку до соединения с устройством измерения давления, например с манометрами.

Порядок проведения экспериментального исследования распределения по поверхности аэродинамической модели состоит в следующем. К полностью собранной на монтажной плите 11 модели, установленной в рабочей части аэродинамической трубы, подсоединяются баллон с воздухом высокого давления 8 и групповой регистрирующий манометр 7. После запуска аэродинамической трубы и выхода потока на заданный режим на поверхности модели устанавливается статическое давление, различное по величине в разных точках поверхности модели и подлежащее измерению. Возникшее в точках замера на входе в дренажные отверстия статическое давление передается к регистрирующему манометру по замкнутой трассе измерительной системы, состоящей из последовательно соединенных между собой приемного дренажного отверстия, внутрикорпусных каналов и соединительных дренажных трубок.

Предлагаемая конструкция аэродинамической модели ЛА позволяет по результатам испытаний в аэродинамической трубе получить точные и достоверные данные по влиянию струи кормового реактивного двигателя на распределение давления по поверхности ЛА и на аэродинамические характеристики ЛА в целом в условиях взаимодействия набегающего потока с расширенной струей кормового реактивного двигателя, что особенно важно при создании современных летательных аппаратов, осуществляющих полет на больших высотах.

Аэродинамическая модель летательного аппарата для исследования распределения давления по поверхности в аэродинамических испытаниях с имитацией струй кормового реактивного двигателя, включающая в себя закрепленный на боковой державке тонкостенный корпус с кормовым соплом и дренажными отверстиями по наружной поверхности, дренажные трубки, проложенные в боковой державке и соединенные с устройством регистрации давления, систему подачи сжатого воздуха к модельному соплу, состоящую из баллона со сжатым воздухом, воздуховодов, проложенных в боковой державке, и внутренней полости модели,отличающаяся тем, что корпус модели выполнен в виде соосно размещенных одна в другой оболочек, причем на внешней поверхности внутренней оболочки выполнены криволинейные каналы сечением не более толщины оболочки, которые после соединения оболочек становятся внутрикорпусными и соединяют каждое дренажное отверстие с соответствующей дренажной трубкой в боковой державке.
АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ С ИМИТАЦИЕЙ СТРУЙ КОРМОВОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ С ИМИТАЦИЕЙ СТРУЙ КОРМОВОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ С ИМИТАЦИЕЙ СТРУЙ КОРМОВОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 151-160 из 783.
10.11.2015
№216.013.8ce7

Стенд для раскрытия батареи солнечной

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании стендов для наземных испытаний трансформируемых конструкций космических аппаратов, раскрывающихся в двух плоскостях, типа батареи солнечной (БС), с максимальным приближением к условиям невесомости. Панель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567678
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d00

Понтон для подъема затонувших объектов

Изобретение относится к техническим средствам судоподъёма, в частности к понтонам для подъёма затонувших объектов. Понтон для подъёма затонувших объектов содержит корпус, выполненный в виде торообразных надуваемых оболочек, установленных на водопроницаемой трубе. Труба выполнена из отдельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567703
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d93

Способ пеленгования воздушного объекта

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения местоположения воздушных судов (объектов) по их радиоизлучениям. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения угла места примерно на порядок с расширением области надежного определения дальности с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567850
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d9b

Способ защиты средства спутниковой радиосвязи от самонаводящегося на радиоизлучение элемента поражения

Изобретение относится к области защиты средств радиосвязи от управляемого оружия на основе самонаведения на источник радиоизлучения. Достигаемый технический результат - повышение эффективности защиты средства спутниковой радиосвязи от самонаводящегося на радиоизлучение элемента поражения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567858
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8e58

Способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой

Изобретение относится к системам комплексного огневого поражения. Способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой, заключается в доставке средств генерации электроаэрозоля в район местонахождения аэрозольного образования (АО), прикрывающего объекты от поражения огневыми комплексами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568049
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8e91

Способ обнаружения мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для создания помехоустойчивых систем сопровождения (наведения). Достигаемый технический результат - повышение вероятности обнаружения воздействия мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала на измеритель угловых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568106
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8e92

Когерентно-импульсная радиолокационная станция

Изобретение предназначено для индивидуальной защиты радиолокационных комплексов обнаружения воздушных целей и управления оружием класса «земля-воздух» в условиях применения противником разведывательно-ударных комплексов типа ПЛСС (Precision Location Strike System - PLSS) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568107
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8ee2

Способ обнаружения высокоскоростных воздушных целей

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при создании средств обнаружения высокоскоростных воздушных целей. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности обнаружения высокоскоростных воздушных целей за счет учета скорости их сближения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568187
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.11.2015
№216.013.8f43

Система глобального мониторинга в режиме реального времени параметров состояния многопараметрических объектов

Изобретение относится к системам мониторинга в режиме реального времени состояния объектов различных типов и степени подвижности. Техническим результатом изобретения является сокращение времени реагирования на аномальные изменения параметров состояния контролируемых многопараметрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568291
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.8f6b

Устройство для определения утечек взрывоопасных жидкостей на основе пьезосенсора

Использование: для непрерывного контроля утечек взрывоопасных жидкостей (в том числе органических растворителей, аммиака, керосина, бензина) и выдачи звукового или светового сигнала при повышении концентраций паров жидкостей в воздухе помещений, замкнутых объемах (подземных сооружениях и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568331
Дата охранного документа: 20.11.2015
Показаны записи 151-160 из 415.
10.11.2015
№216.013.8b34

Способ идентификации воздушных целей

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации воздушных целей. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности правильной идентификации воздушных целей, обнаруженных бортовой радиолокационной станцией (РЛС) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567243
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8ce7

Стенд для раскрытия батареи солнечной

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании стендов для наземных испытаний трансформируемых конструкций космических аппаратов, раскрывающихся в двух плоскостях, типа батареи солнечной (БС), с максимальным приближением к условиям невесомости. Панель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567678
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d00

Понтон для подъема затонувших объектов

Изобретение относится к техническим средствам судоподъёма, в частности к понтонам для подъёма затонувших объектов. Понтон для подъёма затонувших объектов содержит корпус, выполненный в виде торообразных надуваемых оболочек, установленных на водопроницаемой трубе. Труба выполнена из отдельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567703
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d93

Способ пеленгования воздушного объекта

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения местоположения воздушных судов (объектов) по их радиоизлучениям. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения угла места примерно на порядок с расширением области надежного определения дальности с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567850
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8d9b

Способ защиты средства спутниковой радиосвязи от самонаводящегося на радиоизлучение элемента поражения

Изобретение относится к области защиты средств радиосвязи от управляемого оружия на основе самонаведения на источник радиоизлучения. Достигаемый технический результат - повышение эффективности защиты средства спутниковой радиосвязи от самонаводящегося на радиоизлучение элемента поражения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567858
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8e58

Способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой

Изобретение относится к системам комплексного огневого поражения. Способ поражения объектов, прикрываемых аэрозольной завесой, заключается в доставке средств генерации электроаэрозоля в район местонахождения аэрозольного образования (АО), прикрывающего объекты от поражения огневыми комплексами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568049
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8e91

Способ обнаружения мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для создания помехоустойчивых систем сопровождения (наведения). Достигаемый технический результат - повышение вероятности обнаружения воздействия мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала на измеритель угловых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568106
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8e92

Когерентно-импульсная радиолокационная станция

Изобретение предназначено для индивидуальной защиты радиолокационных комплексов обнаружения воздушных целей и управления оружием класса «земля-воздух» в условиях применения противником разведывательно-ударных комплексов типа ПЛСС (Precision Location Strike System - PLSS) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568107
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8ee2

Способ обнаружения высокоскоростных воздушных целей

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при создании средств обнаружения высокоскоростных воздушных целей. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности обнаружения высокоскоростных воздушных целей за счет учета скорости их сближения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568187
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.11.2015
№216.013.8f43

Система глобального мониторинга в режиме реального времени параметров состояния многопараметрических объектов

Изобретение относится к системам мониторинга в режиме реального времени состояния объектов различных типов и степени подвижности. Техническим результатом изобретения является сокращение времени реагирования на аномальные изменения параметров состояния контролируемых многопараметрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568291
Дата охранного документа: 20.11.2015
+ добавить свой РИД