Устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств (варианты)

 

Изобретение относится к области лабораторных испытаний моделей в аэродинамической трубе для придания им обтекаемой формы и исследования эффекта "близости земли". Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и повышение точности воспроизведения процесса взаимодействия модели с потоком среды. Для достижения указанной цели устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств, содержащее испытываемую модель и аэродинамический экран, снабжено блоком для получения потока рабочей среды, а аэродинамический экран выполнен подвижным в виде бесконечной ленты либо в виде двух бесконечных лент, расположенных с продольным зазором, и снабжен приводом с возможностью регулирования скорости перемещения экрана относительно неподвижной модели, при этом модель располагается над центром экрана вдоль его оси, либо под углом к потоку рабочей среды с зазором относительно экрана или без него, причем плотность потока рабочей среды регулируется. 2 с. и 2 з.п. ф-лы. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области лабораторных аэродинамических испытаний и может быть использовано при проведении испытаний различных моделей в аэродинамической трубе, например, применено в области испытания транспортных средств для придания им обтекаемой формы, а также при исследовании эффекта "близости земли" для летательных аппаратов различного назначения.

Известно устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств, содержащее платформу, связанную с испытываемой моделью, привод перемещения платформы и аэродинамический экран. Недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения взаимодействия транспортного средства с воздушным потоком, обусловленная влиянием потока воздуха, создаваемого приводом перемещения модели, а также неподвижностью модели относительно аэродинамического экрана.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому и принятым за прототип является устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств, содержащее платформу, связанную с испытываемой моделью, привод перемещения платформы и аэродинамический экран [2] Однако недостатком известного устройства является низкая точность воспроизведения процесса взаимодействия модели с воздушным потоком, отсутствие необходимой точности измерений, создается неравномерность осредненных параметров, что обусловлено цикличностью проведения испытаний, конечной длиной испытательного участка и нестабильностью скорости движения модели относительно воздушной среды и что не позволяет приблизить условия испытания к натурным.

Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей и повышение точности воспроизведения процесса взаимодействия модели с потоком среды. Цель достигается тем, что устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств, содержащее испытываемую модель и аэродинамический экран, снабжено блоком для получения потока рабочей среды, а аэродинамический экран выполнен подвижным в виде бесконечной ленты и снабжен приводом с возможностью регулирования скорости перемещения экрана относительно неподвижной модели, при этом модель располагается над центром экрана, вдоль его оси, например, в магнитном поле, либо под углом к потоку рабочей среды для имитации воздействия бокового ветра с зазором относительно экрана или без него. При этом осуществляется движение относительно неподвижной модели как потока рабочей среды, так и аэродинамического экрана, причем скорости аэродинамического экрана и потока рабочей среды регулируются независимо друг от друга.

При закреплении модели на вертикальной оси аэродинамический экран выполняется в виде двух бесконечных лент, расположенных с продольным зазором.

Для расширения эксплуатационных возможностей регулируется плотность потока рабочей среды.

В известном техническом решении [1] имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Это наличие аэродинамического экрана, движение модели относительно среды и экрана и установка модели под углом к потоку среды для имитации бокового ветра.

Однако свойства заявляемого решения отличаются от свойств аналога, то есть в известном техническом решении модель движется относительно среды и экрана с нелинейной скоростью на отрезке, имеющим конечные размеры.

В заявляемом устройстве для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств осуществляется движение потока рабочей среды и аэродинамического экрана с регулируемыми скоростями относительно неподвижной модели транспортного средства в течение требуемого времени с необходимым законом изменения скоростей движения, в связи с чем заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями от известных.

В результате проведенного анализа предлагаемое устройство позволяет повысить точность воспроизведения процесса взаимодействия модели транспортного средства с потоком среды за счет неподвижности модели, а также неподвижности аппаратуры фиксации параметров, что позволяет зафиксировать весь процесс взаимодействия модели с потоком среды при различных скоростях и плотностях потока рабочей среды и различной скорости движения аэродинамического экрана, как при фиксированных скоростях, так и при их динамическом регулировании.

На фиг. 1 изображено устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств и характер обтекания потоком среды модели, устанавливаемой без зазора над аэродинамическим экраном при неподвижном экране (V _ср. 0, Vэ. 0), где V_cр. скорость потока среды, V_э. скорость экрана.

На фиг. 2 изображено то же, что на фиг.1 при движении аэродинамического экрана (V_ср. 0, V_э. 0).

На фиг. 3 изображено устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств и характер обтекания потоком среды модели, устанавливаемой с зазором над аэродинамическим экраном при неподвижном экране (V_ср. 0, V_э.=0).

На фиг.4 изображено то же, что и на фиг.3 при движении аэродинамического экрана (V_ср. 0, V_э. 0) Устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств содержит блок, организующий поток среды 1, испытываемую модель 2, аэродинамический экран 3, привод перемещения экрана 4.

Блок, организующий поток рабочей среды 1, служит для создания потока рабочей среды, регулирования его скорости и плотности и организации движения рабочей среды относительно модели транспортного средства, причем рабочей средой может быть газ, пары, жидкость либо их смесь между собой.

Испытываемая модель 2 служит для снятия технических характеристик параметров обтекания модели потоком среды.

Аэродинамический экран 3 служит для исследования распределения потока среды относительно модели и учета взаимодействия между моделью, средой и "движущейся поверхностью", представляет собой бесконечную ленту либо две бесконечные ленты, расположенные с продольным зазором.

Привод перемещения экрана 4 служит для перемещения экрана с заданным законом изменения скорости относительно модели транспортного средства 2.

Устройство работает следующим образом.

Блок, организующий поток рабочей среды, 1 вырабатывает поток среды с требуемыми параметрами (закон изменения скорости, плотность, ламинарный или турбулентный характер движения среды) относительно неподвижной модели транспортного средства 2, при этом аэродинамический экран 3 с помощью привода перемещения экрана 4 движется с заданным законом изменения скорости. Производится процесс измерения характера обтекания потоком среды модели транспортного средства 2.

Наличие в устройстве подвижного аэродинамического экрана дает возможность зафиксировать характер протекания потока между моделью транспортного средства 2 и аэродинамическим экраном 3 и учесть при отработке формы транспортного средства вызываемые этими протеканиями завихрения и их воздействие на модель.

Использование предлагаемого устройства для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств по сравнению с прототипом дает возможность снизить стоимость определения аэродинамических характеристик транспортных средств и повысить точность измерений в сравнении с испытаниями на натурных образцах транспортных средств и повысить точность измерений в сравнении с испытаниями на натурных образцах транспортных средств, отработки формы транспортных средств с учетом эффекта "близости земли", а также возможность прямых испытаний моделей (в том числе и в натуральную величину) наземных транспортных средств, летательных аппаратов и "экранопланов".

Формула изобретения

1. Устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств, содержащее аэродинамический экран в виде ленты, отличающееся тем, что оно снабжено блоком получения потока рабочей среды, аэродинамический экран выполнен подвижным в виде ленты бесконечной длины с приводом с возможностью регулирования скорости перемещения экрана относительно неподвижной модели, а модель располагается над центром экрана вдоль его оси, либо под углом к потоку рабочей среды с зазором относительно экрана или без него.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок получения потока рабочей среды выполнен с возможностью регулирования плотности потока.

3. Устройство для аэродинамических испытаний моделей транспортных средств, содержащее аэродинамический экран в виде двух лент, размещенных с продольным зазором для прохождения вертикальной оси, отличающееся тем, что оно снабжено блоком получения потока рабочей среды, аэродинамический экран выполнен в виде лент бесконечной длины с приводом с возможностью регулирования скорости перемещения экрана относительно неподвижной модели, а модель расположена над центром экрана вдоль его оси, либо под углом к потоку рабочей среды с зазором относительно экрана или без него.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок получения потока рабочей среды выполнен с возможностью регулирования плотности потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4