Аэротруба бизнес: Бизнес-план аттракциона Аэродинамическая труба с расчетами

Содержание

Дело — аэротруба: как развивается популярный вид развлечений :: РБК Pro

В Московском регионе комплексов, где можно парить в струе воздуха, больше, чем в Германии, Испании и Италии вместе взятых. Новые игроки пытаются конкурировать с помощью допуслуг: например, «морских» волн для серфинга

Александр Пызин (Фото: Андрей Любимов / РБК)

«Еще в советское время, когда я учился в Плехановском институте и подрабатывал грузчиком в винном магазине, я понял, что в бизнесе каждый квадратный метр должен приносить прибыль, — вспоминает 56-летний москвич Александр Пызин, основатель спортивно-развлекательного комплекса ArtFly.  — Этот подход я использовал при строительстве нашего аэроцентра: помимо трубы для полетов оборудовал в нем искусственную волну для серфинга, кафе, зону для проведения мероприятий и хостел с несколькими номерами. Получается синергетический эффект: те, кто летает, обязательно пробуют волну, и наоборот».

Российский рынок центров с аэродинамическими трубами, в которых благодаря мощному вертикальному воздушному потоку (скорость достигает 300 км/ч) можно почувствовать себя птицей, начал развиваться в 2007 году. Тогда один из первопроходцев — российская Freezone — приобрела стационарную аэротрубу высотой 15 м и диаметром полетной зоны 3,7 м американского производителя SkyVenture и открыла свой первый комплекс в подмосковном Чехове. Сооружение быстро стало популярным: его использовали и парашютисты для тренировок вне летного сезона, и обычные люди в качестве развлечения.

Спустя несколько лет в России появились свои производители аэротруб — воронежская «Торнадо», пермская FreeFly Technology и санкт-петербургская Tunnel Technologies. Их устройства были в несколько раз дешевле, чем зарубежные, и в российских городах — от Екатеринбурга до Иркутска — как грибы после дождя стали появляться небольшие мобильные (открытого типа) и крупные стационарные (закрытого типа) аэротрубы. Сейчас конкуренция между владельцами аэротруб настолько остра, что в борьбе за свою долю рынка предприниматели возводят вокруг воздушных аттракционов целые комплексы с бассейнами для серферов, фитнес-зонами, залами для проведения корпоративов и даже мини-отелями для тех, кто приехал полетать издалека.

Полёт в аэродинамической трубе: чего ожидать

В настоящее время появилось немало уникальных развлечений. Некоторые из них можно назвать даже экстремальными или крайне увлекательными. К примеру, полет в аэротрубе приобретает стабильный спрос. Это уникальная возможность оценить, что такое ощущение свободного полёта. Испытанные эмоции станут истинным достоянием. В аэротрубе человек сможет подняться вверх, движимый мощными потоками воздуха и при этом свободно управлять собственным телом.

Многие полагают, что процесс сложный и подвластен далеко не всем. Однако это совершено не так. Под контролем опытного инструктора научиться летать может абсолютно каждый. При этом важно учитывать противопоказания, если таковые имеются. Изначально, желающим вспарить ввысь, проводят тщательную инструкцию и тренировочную разминку. Клиенту детально расскажут, как правильно себя вести в момент нахождения в аэротрубе и как реагировать на различные ситуации. Развлечение безопасное и не содержит серьёзных рисков. Этому моменту уделяется очень много внимания.

После того, как человек набирается некоторого опыта, он сможет не только парить в воздухе в одной позе, но и выполнять различные повороты и движения, а также трюки. Со временем каждый научится чувствовать скорость падения и контролировать её. Процесс действительно увлекательный. Досуг может подарить массу новых и ярких эмоций. Таковой присутствует возможность практиковать всей семьёй. Вылететь за пределы конструкции просто не получится. Можно не переживать на сей счёт. Развлечение придётся по душе и детям, и их родителям.

Когда будете искать поставщика услуги, то обратите внимание на квалификацию инструкторов. Большой плюс, если задействованы мастера по парашютному спорту с большим опытом.

Аэротрубу смело можно назвать одним из наиболее инновационных аттракционов среди ныне существующих. Некоторый порог травматичности и опасности всё же существует. Именно поэтому нужно делать всё последовательно и внимательно слушать инструкторов. В таком случае удастся получить от процесса только удовольствие. Самостоятельный полёт в воздухе способен подарить незабываемые ощущения. Поспешите убедиться в этом лично. Стоимость досуга оправдает себя, уж поверьте.

18+

На правах рекламы

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Оценка текста

читайте также

Аэротруба – как правильно летать в аэротрубе?

Популярность парашютного спорта подтолкнула к созданию конструкции, которая бы давала возможность ощутить полет, не прыгая с высоты.

Аэротруба имеет простую конструкцию и используется в качестве аттракциона, спортивного тренажера для парашютистов и отдельной дисциплины, поэтому на аэротрубу в Сургуте цена может варьироваться.

Аэротруба – свободный полет

Приспособление для имитации полета благодаря искусственному движению воздуха, называется вертикальной аэротрубой. Есть разные варианты устройств, которые имеют диаметр от 2 до 5 м. Высота аэротрубы составляет более 10 м. Скорость потока воздуха может варьироваться от 200 до 250 км/ч, а создает его двигатель с большим винтом. Оператор, управляющий трубой, может постоянно менять скорость потока воздуха. Аэротруба может быть надувающей (винт находится снизу, а закрывает его батутная сетка) и высасывающей (винт расположен сверху, а сетка находится с двух сторон).

Полеты в трубе не требуют специальной подготовки и нужно просто приехать на место, прослушать технику безопасности и пройти небольшую тренировку. Поначалу может не получаться, но не стоит переживать, ведь это новые ощущения. Вскоре тело привыкнет к движениям и будет понятно, как стоит двигаться в потоке. Чтобы аэротруба не навредила, не рекомендуется находиться в ней дольше, чем 15 мин. Уже спустя пару минут парения можно понять, как движения влияют на полет, научиться, как правильно разворачиваться в потоке, двигаться вверх и вниз, а еще ощутить, что такое свободное падение.

Если сравнивать с прыжками в парашютом, то в аэротрубе можно летать намного дольше (до 15 мин.). Польза, которую можно получить при регулярном использовании аттракциона:

  1. Происходит потеря лишнего веса, поскольку стремительно сжигаются калории. Исследования показали, что за полчаса нахождения в трубе можно потратить столько же энергии, как если пробежать марафон в 42 км.
  2. Развивается координация движения, и нагружаются мышцы стабилизаторы. Объясняется это тем, что в состоянии парения тело ощущается совсем по-другому.
  3. Происходит улучшение работы нервной системы и укрепление иммунитета, поскольку во время полета в организме вырабатывается «гормон счастья».

Аэротруба – со скольки лет?

Возрастных ограничений полеты в аэротрубе практически не имеют, и наслаждаться таким развлечением могут даже маленькие дети, которым исполнилось 4 года. Такие тренировки для ребенка будут полезными, поскольку происходит развитие мышц, ловкости, избавление от психофизических зажимов и других проблем. Для аэротрубы возраст не является единственным ограничением, и нужно учитывать и вес человека, так допустимый предел 25-120 кг.

Как правильно летать в аэротрубе?

Большое значение имеет предварительное занятие и инструкция работников аэротрубы. Кроме того, что для хорошего полета нужно расслабиться, необходимо знать, как правильно лежать на воздухе:

  1. Упор на поток должен приходиться на живот, а еще важен прогиб в тазовой области.
  2. Чтобы полетать в аэротрубе, руки держите в одной плоскости с корпусом, согнув их в локтях под прямым углом. Важно не задирать локти вверх и не ломать горизонтальную линию.
  3. Голову приподнимите и смотрите немного вверх. Ноги при этом следует слегка согнуть и расположить их немного шире плеч. Кроме этого, оттяните носки и приподнимите бедра.

Чтобы аэротруба не стала причиной появления травм, соблюдайте простые правила:

  1. Во время полета нельзя держаться руками за нижнюю сетку. К тому же это не позволит сдвинуться с места и правильно удерживаться на потоке воздуха.
  2. Чтобы не потерять ощущение свободного полета, не старайтесь упираться руками и ногами в боковые стенки. В противном случае это может привести к падению, поскольку будет утерян воздушный поток.
  3. Запрещено выставлять одну руку или ногу, группироваться и совершать другие движения, которые приводят к уменьшению площади тела, поскольку это может привести к падению.

Упражнения в аэродинамической трубе

В установке выполняются разные упражнения, как и при прыжках с парашютом. Полет в аэротрубе включает:

  1. Хед даун – полеты в перевернутом состоянии, то есть вниз головой.
  2. Бэкфлай – полеты на спине, во время которых можно почувствовать работу конечностей и спины.
  3. Ситфлай – полеты, в положении сидя, но упор приходится на спину, заднюю поверхность бедра и ступни.
  4. Хед Ап
     – полеты при вертикальном положении тела головой вверх.
  5. Фрифлай – изменение положения тела в разных плоскостях.

Аэротруба – новый вид спорта

Чудо-установка используется для проведения тренировок парашютистов и любителей других экстремальных направлений. Полет в аэродинамической трубе помогает отрабатывать акробатические фигуры и осваивать воздушные потоки. Стоит заметить, что отдельным видом спорта является не только парашютный, но и полеты в аэротрубе. Новинкой являются танцы в этой установке, так, по ним уже проводятся международные соревнования, которые выглядят очень зрелищно.

Аэротруба – соревнования

С самого начала полеты в аэротрубе начали становиться все популярнее, и они быстро развиваются как спорт. В аэротрубе фрифлай, акробатика, фристайл и другие виды парашютного спорта с успехом практикуются. Проводятся кубки и чемпионаты по групповой акробатике в трубе и даже есть отдельная дисциплина – вертикальная акробатика. Судьи оценивают эстетику трюков, синхронно

Методология проектирования

для быстрой и недорогой аэродинамической трубы

1. Введение

Аэродинамические трубы - это устройства, которые позволяют исследователям изучать потоки над интересующими объектами, силы, действующие на них, и их взаимодействие с потоком, что в настоящее время играет все более важную роль из-за шумового загрязнения. С самого первого дня аэродинамические трубы использовались для проверки аэродинамических теорий и облегчения проектирования самолетов, и в течение очень долгого времени это оставалось их основным применением.В настоящее время аэродинамические исследования распространились на другие области, такие как автомобильная промышленность, архитектура, окружающая среда, образование и т. Д., Что сделало испытания в низкоскоростной аэродинамической трубе более важными. Хотя полезность методов CFD со временем улучшилась, тысячи часов испытаний в аэродинамической трубе (WTT) по-прежнему необходимы для разработки нового самолета, ветряной турбины или любой другой конструкции, которая предполагает сложное взаимодействие с потоком. Следовательно, из-за растущего интереса других отраслей промышленности и науки к аэродинамике малых скоростей, а также из-за постоянной неспособности достичь точных решений с помощью числовых кодов, аэродинамические трубы для малых скоростей (LSWT) необходимы и незаменимы во время исследований и проектирования.

Важнейшей характеристикой аэродинамических труб является качество потока внутри испытательной камеры и общие характеристики. Для их определения обычно используются три основных критерия: максимально достижимая скорость, однородность потока и уровень турбулентности. Таким образом, цель конструкции аэродинамической трубы в целом состоит в том, чтобы получить контролируемый поток в испытательной камере, достигая необходимых характеристик потока и параметров качества.

В случае авиационных LSWT требования к этим параметрам чрезвычайно строги, что часто значительно увеличивает стоимость оборудования.Но низкая турбулентность и высокая однородность потока необходимы только тогда, когда, например, необходимо исследовать ламинарные пограничные слои. Другой пример их использования - испытания сгорания авиационных двигателей; это, в свою очередь, требует дорогостоящей системы, которая очищала бы воздух в туннеле для поддержания такого же качества воздуха. Еще одна важная часть конструкции самолетов - это их шумовой след, и обычно единственный способ проверить это явление - в аэродинамической трубе.

Очевидно, что в автомобильной промышленности первостепенное значение имеет аэродинамическое сопротивление автомобиля.Тем не менее, при высоком уровне контроля этого параметра, а также из-за наложенных ограничений скорости большая часть усилий направлена ​​на снижение аэродинамического шума. Моделирование эффекта земли также очень важно, что приводит к очень сложным средствам, позволяющим тестировать как моделирование эффекта земли, так и производство шума на участке испытаний.

В архитектуре из-за того, что здания расположены на земле и обычно имеют относительно небольшую высоту, они находятся в пределах пограничного слоя атмосферы.Поэтому моделирование эквивалентного пограничного слоя с точки зрения средней скорости и уровня турбулентности становится сложной задачей.

Конструкция аэродинамических труб в основном зависит от их конечного назначения. Помимо вертикальных аэродинамических труб и других, используемых для конкретных испытаний (например, аэродинамических труб с избыточным давлением или криогенных аэродинамических труб), большинство LSWT можно разделить на две основные группы: открытые и замкнутые цепи. Их можно разделить на открытые и закрытые испытательные секции.

Для большинства применений, в основном для аэродинамических труб среднего и большого размера, типичной конфигурацией является замкнутая схема и закрытая испытательная камера.Хотя благодаря сохранению кинетической энергии воздушного потока эти аэродинамические трубы достигают наивысшей экономической эффективности эксплуатации, их сложнее проектировать из-за их общей сложности. Поэтому в этой главе мы уделим им больше внимания.

Помимо некоторых ранее построенных аэродинамических труб для образовательных целей в UPM, с 1995 года был разработан ряд LSWT в соответствии с методологией, которая будет представлена ​​здесь. Он направлен на снижение затрат на строительство и эксплуатацию при заданных требованиях к производительности и качеству.

Процедура проектирования была впервые использована для теоретического проектирования LSWT для испанского Consejo Superior de Deportes, который должен был иметь испытательный участок размером 3,0 x 2,5 x 10,0 м. 3 с максимальной рабочей скорость 40 м / с. На основе этой конструкции в UPM была построена модель в масштабе 1: 8. Эта масштабная аэродинамическая труба использовалась в исследовательских и образовательных целях.

Второй раз это было во время проектирования LSWT для Instituto Tecnológico y de Energías Renovables de Tenerife (ITER).Эта аэродинамическая труба используется с февраля 2001 г. и работает в двух конфигурациях: со средним качеством потока при максимальной рабочей скорости 57 м / с и с высоким качеством потока при максимальной рабочей скорости 48 м / с. Для получения дополнительной информации посетите www.iter.es.

Другой пример этой процедуры проектирования - LSWT для Universidad Tecnológica de Perú, который теперь обычно используется в учебных целях. Сейчас эта аэродинамическая труба находится в эксплуатации около полутора лет.

В настоящее время та же процедура используется для проектирования LSWT для Пекинского технологического института (BIT).Эта аэродинамическая труба будет использоваться в образовательных и исследовательских целях. Он будет иметь качественный поток до 50 м / с на участке испытаний 1,4 x 1,0 x 2,0 м 3 . Он будет использоваться для типовых аэродинамических испытаний и каскадных испытаний профилей (с использованием первого угла контура аэродинамической трубы).

Метод расчета, представленный в этой главе, основан на классическом методе расчета и анализа внутренних воздуховодов, например Memento des pertes de charge: Коэффициенты de pertes de charge singulières et de pertes de charge par frottement, I. Э. Идельчик [Eyrolles, 1986]. Он также включает вспомогательное программное обеспечение для проектирования, такое как крупноформатная электронная таблица Excel со всеми полными формулировками и схемами размеров для автоматического пересчета. На данный момент лучшим примером использования метода является упомянутый выше метод BIT-LSWT, поскольку он был определен с использованием последнего и наиболее надежного поколения методологии проектирования аэродинамических труб.

2. Основная конструкция критерии

Общая схема предлагаемой аэродинамической трубы показана на рисунке 1.Воздушный поток циркулирует в направлении, указанном в испытательной камере (против часовой стрелки на рисунке). Перед испытательной камерой мы находим два других основных компонента аэродинамической трубы: зону сжатия и отстойную камеру. Другой важный компонент - это, конечно, силовая установка. Остальные компоненты служат для замыкания контура при минимизации потерь давления. Тем не менее диффузор 1 и угол 1 также имеют важное влияние на качество потока, и на них приходится более 50% общих потерь давления.

Критерии проектирования тесно связаны со спецификациями и требованиями, и они должны соответствовать применению в аэродинамической трубе. Стоимость строительства и эксплуатации аэродинамической трубы в значительной степени зависит от технических характеристик и является лишь следствием ожидаемого применения.

В случае так называемой промышленной аэродинамики или образовательных приложений требования, связанные с качеством потока, могут быть ослаблены, но для исследовательских и авиационных приложений качество потока становится очень важным, что приводит к более дорогой конструкции и более высоким эксплуатационным расходам.

Рисунок 1.

Общий вид низкоскоростной аэродинамической трубы замкнутого контура. На этикетках на рисунках указано название детали в соответствии со стандартами.

Основными характеристиками аэродинамической трубы являются размеры испытательной секции и желаемая максимальная рабочая скорость. Вместе с этим качество потока с точки зрения уровня турбулентности и равномерности потока должно быть указано в соответствии с приложениями. На этом этапе также следует определить, будут ли все компоненты аэродинамической трубы размещены на полу в горизонтальном или вертикальном расположении, при этом только половина контура будет на полу, а другая половина - наверху. Это.

Качество потока, которое является одной из основных характеристик, является результатом всей окончательной конструкции и может быть проверено только во время калибровочных испытаний. Однако, согласно предыдущим эмпирическим знаниям, можно следовать некоторым правилам для выбора адекватных значений переменных, которые влияют на соответствующие параметры качества. Рекомендуемые значения будут обсуждаться в разделах, соответствующих Сжатию, Осадочной камере, Диффузору 1 и Углу 1, которые являются частями аэродинамической трубы, которые оказывают наибольшее влияние на качество потока.

После того, как эти спецификации даны, очень важно получить с одной стороны общие размеры аэродинамической трубы, чтобы проверить их совместимость с имеющимся помещением, а с другой стороны - предварительную оценку общей стоимости. Стоимость в основном связана с внешней формой аэродинамической трубы и требованиями к силовой установке.

Для новых проектировщиков аэродинамической трубы был разработан инструмент, реализованный в виде электронной таблицы Excel (посетите веб-страницу http: // www.aero.upm.es/LSLCWT). Используя этот инструмент, проектировщик немедленно получит информацию о каждой части аэродинамической трубы, ее габаритных размерах, общих и индивидуальных коэффициентах потери давления и требуемой мощности. Это будет сделано в соответствии с рекомендованными входными параметрами и спецификациями, основанными на предполагаемом использовании аэродинамической трубы.

3. Определение компонентов аэродинамической трубы

В следующих разделах будет подробно обсуждаться и детально анализироваться конструкция каждой части, чтобы получить лучший дизайн, отвечающий общим и частным требованиям.Прежде чем приступить к рассмотрению каждого компонента, мы дадим несколько общих комментариев для наиболее важных частей. В случае зоны сжатия решающее значение имеет ее конструкция для достижения требуемого качества потока в испытательной секции. В этом смысле его коэффициент сжатия, длина и определение контура определяют уровень однородности профиля скорости, а также необходимое ослабление турбулентности. Очень важно избегать отрыва потока вблизи стенок зоны сжатия. На стадии проектирования наиболее адекватным методом проверки соответствия конструкции этим критериям является вычислительная гидродинамика (CFD).

Еще одна важная часть конструкции аэродинамической трубы, о которой стоит упомянуть, - это углы, на которых расположены поворотные лопатки. Их цель - уменьшить потерю давления и, в случае угла 1, возможно, улучшить качество потока в испытательной секции. Параметры, которые следует учитывать при их разработке, - это расстояние между лопатками (должно ли пространство быть постоянным или нет) и возможность расширения потока (увеличения поперечного сечения).

Для завершения процесса проектирования необходимо определить измерительное оборудование вместе с дополнительными калибровочными испытаниями. Особое внимание необходимо уделить спецификации и выбору весов для измерения сил, устройства, которое используется для измерения аэродинамических сил и моментов на модели, подвергающейся воздействию воздушного потока в испытательной секции. Поскольку сила сопротивления на испытуемых объектах может быть очень малой и значительный шум может исходить от вибрации компонентов туннеля, таких как модельный стенд, истинное значение сопротивления может быть неясным. Поэтому выбор подходящего баланса сил имеет решающее значение для получения надежных и точных измерений.

Выбор зависит в основном от характера тестов. Весы в аэродинамической трубе можно разделить на внутренние и внешние. Первый предлагает мобильность, поскольку обычно только временно устанавливается на испытательную секцию и может использоваться в различных испытательных секциях. Однако последний имеет больший потенциал с точки зрения точности и надежности данных, поскольку он адаптирован для конкретной аэродинамической трубы и ее испытательной секции. По этой причине баланс внешних сил требует более глубокого изучения.

3.1. Испытательная камера

Размер испытательной камеры должен быть определен в соответствии с основными техническими требованиями аэродинамической трубы, которые также включают рабочую скорость и желаемое качество потока. Размер испытательной камеры и рабочая скорость определяют максимальный размер моделей и максимально достижимое число Рейнольдса.

Форма поперечного сечения зависит от области применения. В случае гражданского или промышленного применения в большинстве случаев рекомендуется квадратное поперечное сечение. В этом случае испытуемые образцы обычно представляют собой обтекаемые тела, и их эквивалентная фронтальная площадь не должна превышать 10% площади поперечного сечения испытательной камеры, чтобы избежать необходимости внесения нелинейных поправок на засорение.Точные методы исправления засорения представлены в Maskell (1963).

Тем не менее, прямоугольная форма также рекомендуется для применения в авиации. В случае трехмерных испытаний типичное отношение ширины к высоте составляет 4: 3; однако для двумерных испытаний рекомендуется соотношение 2: 5, чтобы толщина пограничного слоя в испытательном участке была намного меньше, чем размах модели.

С учетом того, что иногда необходимо разместить дополнительное оборудование, т.е.г. измерительные приборы, подставки и т. д. внутри испытательной камеры удобно поддерживать рабочее давление внутри нее равным локальному давлению окружающей среды. Для выполнения этого условия рекомендуется иметь небольшое отверстие, примерно 1,0% от общей длины испытательной камеры, на входе в диффузор 1.

С точки зрения расчета потери давления Испытательная камера будет рассматриваться как канал постоянного сечения со стандартными чистовыми поверхностями. Тем не менее, в некоторых случаях испытательная камера может иметь слегка расходящиеся стенки, чтобы компенсировать рост пограничного слоя.Эта модификация может избежать необходимости коррекции плавучести хвоста для испытаний модели самолета, хотя она будет строго применима только для расчетного числа Рейнольдса.

Рис. 2.

Схема испытательной камеры в аэродинамической трубе постоянного сечения.

На рисунке 2 показана конструкция типичной испытательной камеры с постоянным сечением. При типичных размерах и скоростях внутри аэродинамической трубы поток в рабочей секции, включая пограничный слой, будет турбулентным, поскольку он непрерывен по всей аэродинамической трубе.В соответствии с Idel'Cik (1969), коэффициент потери давления, связанные с давлением в динамическом испытательном участке, который рассматривается в качестве ссылки динамического давления для всех расчетов, дается выражением:

ζ = λ · L / DH,

, где L - длина испытательной камеры, DH - гидравлический диаметр и λ - коэффициент, определяемый выражением:

λ = 1 / (1,8 · log⁡Re-1 , 64) 2,

, где Re - число Рейнольдса, основанное на гидравлическом диаметре.

3.2. Сужение

Сужение или «сопло» является наиболее важной частью конструкции аэродинамической трубы; он имеет наибольшее влияние на качество потока в испытательной камере. Его цель - ускорить поток из отстойной камеры в испытательную камеру, дополнительно уменьшая турбулентность потока и неоднородности в испытательной камере. Ускорение потока и ослабление неравномерности в основном зависят от так называемого коэффициента сжатия, N , между участками входной и выходной секций.На рисунке 3 показано типичное сжатие в аэродинамической трубе.

Рисунок 3.

Общий вид трехмерного сужения аэродинамической трубы.

Хотя в связи с улучшением качества потока коэффициент сжатия N должен быть как можно большим, этот параметр сильно влияет на общие размеры аэродинамической трубы. Следовательно, в зависимости от ожидаемых приложений, следует достичь компромисса по этому параметру.

Цитата П. Брэдшоу и Р. Мета (1979): «Влияние сжатия на нестационарные вариации скорости и турбулентность более сложное: уменьшение x-компонентных (осевых) флуктуаций больше, чем у поперечных флуктуаций.Простой анализ Прандтля предсказывает, что отношение среднеквадратичных (rms) флуктуаций осевой скорости к средней скорости будет уменьшено в 1/ N 2 , как для вариаций средней скорости, в то время как отношение поперечных среднеквадратичных колебаний до средней скорости уменьшается только в N раз: то есть боковые колебания (скажем, в м / с) увеличиваются из-за сжатия из-за растяжения и раскрутки элементарных продольных вихревых линий . Бэтчелор, Теория однородной турбулентности , Кембридж (1953), дает более тонкий анализ, но результаты Прандтля достаточно хороши для проектирования туннелей.Подразумевается, что туннельная турбулентность набегающего потока далека от изотропной. Колебания осевой составляющей легче всего измерить, например с термоанемометром, и является обычно цитируемым значением «турбулентности набегающего потока». Однако он меньше, чем другие, даже если он содержит вклад от низкочастотной неустойчивости туннельного потока, а также от истинной турбулентности ».

В случае аэродинамических труб гражданского или промышленного назначения может быть достаточным коэффициент сжатия от 4,0 до 6,0.При хорошей конструкции формы уровни турбулентности и неоднородности потока могут достигать порядка 2,0%, что является приемлемым для многих приложений. Тем не менее, с одним экраном, размещенным в отстойной камере, эти уровни можно снизить до 0,5%, что является очень разумным значением даже для некоторых авиационных целей.

Для более требовательной авиации, когда качество потока должно быть лучше 0,1% для неравномерностей средней скорости и уровня продольной турбулентности и лучше 0,3% для уровня вертикальной и поперечной турбулентности, коэффициент сжатия между 8,0 и 9,0 желательнее.Это соотношение также позволяет установить в отстойнике 2 или 3 сита для обеспечения заданного качества потока без больших потерь давления через них.

Форма сокращения - вторая характеристика, которую необходимо определить. Принимая во внимание, что сжатие достаточно плавное, можно подумать, что одномерный подход к анализу потока будет адекватным для определения градиента давления вдоль него. Хотя это верно для средних значений, в распределении давления на стенках сжатия есть области с неблагоприятным градиентом давления, что может привести к локальному разделению пограничного слоя.Когда это происходит, уровень турбулентности резко возрастает, что приводит к плохому качеству потока в испытательной камере.

Согласно П. Брэдшоу и Р. Мета (1979), «форма сжатия старого образца с малым радиусом кривизны на широком конце и большим радиусом на узком конце для обеспечения плавного входа в испытательный участок - это не оптимально. Существует опасность отрыва пограничного слоя на широком конце или возмущения потока через последний экран. Хорошая практика состоит в том, чтобы отношение радиуса кривизны к ширине потока было примерно одинаковым на каждом конце.Однако слишком большой радиус кривизны на входном конце приводит к медленному ускорению и, следовательно, к увеличению скорости роста толщины пограничного слоя, поэтому пограничный слой - если он должен быть ламинарным, каким он должен быть в небольшом туннеле - может пострадать от Тейлора-Гертлера. «центробежная» нестабильность при уменьшении радиуса кривизны ».

Согласно нашему опыту, когда оба полуугла сжатия, α /2 и β /2 (см. рисунок 3), принимают значения в порядка 12º, сжатие имеет разумную длину и хорошее гидродинамическое поведение. Что касается формы контура, то, следуя рекомендациям П. Брэдшоу и Р. Мета (1979), рекомендуются два сегмента полиномиальных кривых третьей степени.

Рис. 4.

Подгоночные полиномы для формы сжатия.

Как показано на рисунке 4, условия, необходимые для определения полинома, начинающегося на широком конце, следующие: координаты ( xW, yW ), горизонтальное касательное условие в этой точке, точка, в которой контурная линия пересекает соединительный пролив. линия, обычно составляющая 50% такой линии, и касание с линией, идущее от узкого конца.Для линии, начинающейся с узкого конца, начальной точкой является ( xN, yN ), с тем же условием горизонтального касания в этой точке и соединением с широкой конечной линией. Следовательно, полиномы равны:

y = aW + bW · x + cW · x2 + dW · x3, y = aN + bN · x + cN · x2 + dN · x3.

При условии, что точка соединения находится в пределах 50%, координаты этой точки равны [ xM , yM ] = [( xW + xN ) / 2, ( yW + yN ) / 2)]. Вводя условия в оба полиномиальных уравнения, можно найти два семейства коэффициентов.

Согласно Идельджику (1969), коэффициент потери давления, связанный с динамическим давлением в узком сечении, определяется выражением:

ζ = λ16 · sinα21-1N2 + λ16 · sinβ21-1N2,

где λ определяется как:

λ = 1 / (1,8 log Re-1,64) 2.

Число Рейнольдса основано на гидравлическом диаметре узкого сечения.

3.3. Отстойная камера

Как только поток выходит из четвертого угла (см. Рисунок 1), в отстойной камере начинается процесс унификации. В случае требований некачественного потока это простой канал постоянного сечения, который соединяет выход угла 4 с входом сужения.

Тем не менее, когда требуется поток высокого качества, могут быть установлены некоторые устройства для увеличения однородности потока и снижения уровня турбулентности на входе в сужение (см. Рисунок 5).Чаще всего используются экраны и соты. Оба устройства достигают этой цели за счет относительно высокой общей потери давления; Однако, имея в виду, что локальное давление динамического равен 1/ Н 2 динамического давления эталонного, такая потеря давления будет лишь небольшая часть общего одного, при условии, что N достаточно велико.

Рисунок 5.

Общий вид отстойной камеры с сотовым слоем.

Соты очень эффективны для уменьшения боковой турбулентности, поскольку поток проходит через длинные и узкие трубы.Тем не менее, он вызывает осевую турбулентность размером, равным его диаметру, что ограничивает толщину соты. Длина должна быть как минимум в 6 раз больше диаметра. Коэффициент потери давления по отношению к местному динамическому давлению составляет около 0,50 для сот диаметром 3 мм и длиной 30 мм при типичных скоростях камеры осаждения и соответствующих числах Рейнольдса.

Хотя экраны не оказывают значительного влияния на боковую турбулентность, они очень эффективны для уменьшения продольной турбулентности.В этом случае проблема заключается в том, что в камере сжатия боковая турбулентность ослабляется меньше, чем продольная. Как упоминалось выше, один экран может очень резко снизить уровень продольной турбулентности; однако использование серии из 2 или 3 экранов может снизить уровень турбулентности в двух направлениях до значения 0,15%. Коэффициент потери давления по отношению к местному динамическому давлению 80% -ного экрана из проволоки диаметром 0,5 мм составляет около 0,40.

Если требуется лучшее качество потока, наиболее рекомендуемым решением является комбинация сот и сеток.Эта конфигурация требует, чтобы соты располагались перед 1 или 2 экранами. В этом случае коэффициент потери давления по отношению к местному динамическому давлению будет около 1,5. Если коэффициент сжатия равен 9, влияние на общий коэффициент потери давления будет примерно 0,02, что может составлять 10% от общего коэффициента потери давления. Это означает снижение максимальной рабочей скорости на 5% при заданной установленной мощности.

Значения коэффициентов потери давления, приведенные в этом разделе, являются приблизительными и служат ориентиром для быстрых проектных решений.Для окончательного анализа производительности рекомендуются более тщательные расчеты, следуя методам Idel´Cik (1969).

3.4. Диффузоры

Основная функция диффузоров - восстанавливать статическое давление с целью повышения эффективности аэродинамической трубы и, конечно же, замыкания контура. По этой и некоторым другим причинам, которые обсуждаются ниже, важно поддерживать присоединение потока для эффективности восстановления давления. На рис. 6 представлена ​​схема диффузора прямоугольного сечения.

Рисунок 6.

Диффузор прямоугольного сечения.

Диффузор 1 играет важную роль в обеспечении качества потока в испытательной камере. В случае отрыва потока пульсация давления передается вверх по потоку в испытательную камеру, что приводит к неравномерности давления и скорости. Кроме того, диффузор 1 действует как буфер при передаче возмущений давления, возникающих в углу 1.

Было доказано, что во избежание отрыва потока максимальный угол полуоткрытия в диффузоре должен быть меньше 3,5 °.С другой стороны, важно максимально снизить динамическое давление на входе в угол 1, чтобы минимизировать возможные потери давления. Следовательно, настоятельно рекомендуется не превышать предельный угол полуоткрытия и сделать диффузор как можно более длинным.

Диффузор 2 - переходной воздуховод, в котором динамическое давление еще достаточно велико. Впоследствии также должен применяться критерий проектирования, устанавливающий максимальное значение угла полуоткрытия.Длину этого диффузора нельзя выбирать произвольно, потому что позже он становится ограниченным геометрией углов 3 и 4 и диффузора 5.

Диффузор 3 направляет поток к силовой установке, на которую сильно влияет отрыв потока. Во избежание этого здесь также сохраняется критерий, устанавливающий максимальное значение угла полуоткрытия. Форма поперечного сечения может изменяться вдоль этого диффузора, поскольку он должен соединять выход угла 2, форма которого обычно напоминает форму испытательной камеры, с входом в силовую установку, форма которой будет обсуждаться позже.

То же самое можно сказать и о диффузоре 4, поскольку колебания давления распространяются вверх по потоку и, следовательно, могут влиять на силовую установку. По аналогии с предыдущим случаем, он обеспечивает соединение между выходом секции силовой установки и уголком 3, имеющим форму поперечного сечения, напоминающую форму испытательной камеры.

Диффузор 5 соединяет углы 3 и 4. Он будет очень коротким из-за низкого значения динамического давления, что позволит уменьшить габаритные размеры аэродинамической трубы.Это происходит в основном при высоком коэффициенте сжатия и угле диффузии более 3,5 °. Его также можно использовать для начала адаптации форм поперечного сечения испытательной секции и силовой установки.

Точный расчет коэффициента потери давления можно выполнить с помощью метода Идель Сика (1969). Здесь представлена ​​упрощенная процедура, основанная на упомянутом выше методе, чтобы облегчить быструю оценку такого коэффициента.

Коэффициент потери давления относительно динамического давления в узкой стороне диффузора определяется как:

ζ = 4,0 · tan⁡α / 2 · tan⁡α24 · ​​(1-F0F1) 2 + ζf.

α - средний угол раскрытия, F0 - площадь узкой секции, F1 - площадь широкой секции и где ζf определяется как:

ζf = 0,028 · sin⁡α / 21-F0F12.

3.5. Углы

В аэродинамических трубах с замкнутым контуром необходимо иметь четыре угла, на которые приходится более 50% общей потери давления. Наиболее важный вклад вносит угол 1, поскольку он вносит около 34% общей потери давления.Чтобы уменьшить потерю давления и улучшить качество потока на выходе, необходимо добавить угловые лопатки. На рис. 7 показан типичный угол аэродинамической трубы, включая геометрические параметры и расположение угловых лопаток.

Ширина и высота у входа, Went и Hent соответственно, даны предыдущими размерами диффузора. Высота на выходе Hexit должна быть такой же, как и на входе, но ширину на выходе Wexit можно увеличить, придав углу коэффициент расширения Wexit / Went .Этот параметр может иметь положительное влияние на коэффициент потери давления до значений примерно до 1,1. Однако он должен быть спроектирован с учетом конкретных геометрических соображений, которые будут рассмотрены более подробно в общей схеме.

Угловой радиус - это еще один проектный параметр, который обычно пропорционален ширине на входе в угол. Радиус угловых лопаток будет таким же. Хотя увеличение углового радиуса снижает потери давления из-за распределения давления на угловых лопатках, оно увеличивает как потери из-за трения, так и общие размеры аэродинамической трубы.Согласно предыдущему опыту, рекомендуется использовать 0,25 Went в качестве значения радиуса для углов 1 и 2 и 0,20 Went для двух других углов.

Рисунок 7.

Схема угла аэродинамической трубы, включая лопатки, закрылки и номенклатуру.

Расстояние между угловыми лопатками - еще один важный параметр конструкции. Когда количество лопаток увеличивается, потери из-за давления уменьшаются, но увеличивается трение. Равный интервал легче определить, и его достаточно для всех углов, кроме угла 1.В этом случае, чтобы минимизировать потерю давления, расстояние следует постепенно увеличивать от внутренних лопаток к внешним.

Лопатки можно определить как простые изогнутые пластины, но они также могут быть выполнены в виде каскадных крыльев, что приведет к дальнейшему снижению потерь давления. В случае низкоскоростных аэродинамических труб изогнутые пластины дают достаточно хорошие результаты. Однако для угла 1 может потребоваться дополнительная стабилизация потока и уменьшение потерь давления. Удлинители закрылков с длиной, равной хорде лопатки, как показано на рисунке 7, являются настоятельно рекомендуемым решением этой проблемы.

Другие параметры, такие как длина дуги лопаток или их ориентация, выходят за рамки этой главы. Для более тщательного подхода читатель должен обратиться к Idel´Cik (1969), глава 6. Как упоминалось выше, снижение потерь давления в углах очень важно. Следовательно, оптимальная конструкция этих элементов, по крайней мере, в случае углов 1 и 2, оказывает значительное влияние на характеристики аэродинамической трубы.

Чтобы предварительно оценить потерю давления в углах, воспользуемся методом, представленным на Диаграмме 6. 33 из упомянутого выше Идельджика (1969). В этом подходе мы берем среднее количество лопаток, n = 1,4 * S / t1 , S - диагональный размер угла, где t1 - хорда лопатки. Коэффициент потери давления определяется выражением:

ζ = ζM + 0,02 + 0,031 * rWent.

ζM зависит от r / Went , и его значения 0,20 и 0,17 для r / Went равны 0,20 и 0,25 соответственно.В результате соответствующие значения ζ равны 0,226 и 0,198 соответственно, всегда по отношению к динамическому давлению на входе. Это доказывает справедливость приведенных ранее рекомендаций в отношении значения радиуса кривизны и длины диффузора 1.

3.6. Электростанция

Основная цель электростанции - поддерживать постоянную скорость потока внутри аэродинамической трубы, компенсируя все потери и рассеивание. Параметрами, которые задают его, являются приращение давления Δp , объемный расход Q и мощность P . После того, как площадь поперечного сечения испытательной камеры STC и желаемая рабочая скорость V зафиксированы и рассчитан общий коэффициент потери давления ζ , все эти параметры могут быть рассчитаны с использованием:

Δp = 12ρ · V2 · ζ

Q = V · STC

P = Δp · Qη,

, где ρ - рабочая плотность воздуха, а η - КПД вентилятора, с учетом аэродинамической эффективности и эффективности электродвигателя. .

Чтобы снизить стоимость этой детали примерно на один порядок, мы предлагаем использовать матрицу с несколькими вентиляторами, как показано на рисунке 8, вместо более стандартной конфигурации силовой установки с одним вентилятором.Устройство этой матрицы будет рассмотрено позже.

Рисунок 8.

Схема многовентиляторной электростанции.

Согласно нашему опыту, для аэродинамической трубы с замкнутым контуром, включающей в себя экраны отстойной камеры и / или соты, общий коэффициент потери давления находится в диапазоне от 0,16 до 0,24. Следовательно, в случае площади испытательного участка 1,0 м 2 и максимальной рабочей скорости 80 м / с, предполагая, что среднее значение ζ находится в указанном выше диапазоне, и для типичного значения η равный 0,65, данные, указывающие на электростанцию, следующие:

Δp = 785 Па, Q = 80 м 3 / с, P = 100 кВт.

В этом случае мы могли бы использовать вентилятор диаметром 2,0 м, специально разработанный для этой цели, или 4 промышленных вентилятора диаметром 1,0 м, производящих такое же приращение давления, но с объемным расходом 20 м 3 / с каждый . Последний вариант снизит общую стоимость, потому что вентиляторы являются стандартным продуктом.

4. Общая процедура проектирования

Параметры, которые необходимо определить для начала общего проектирования:

  • Размеры испытательной камеры: ширина, WTC, , высота, HTC , и длина, LTC .Эти параметры позволяют вычислить площадь поперечного сечения S TC = WTC HTC и гидравлический диаметр D TC = 2 WTC HTC / ( WTC + HTC ).

  • Коэффициент сжатия, N ≈5 для потока низкого качества и N ≈9 для потока высокого качества (с учетом недостатков выбора более высокого коэффициента сжатия, описанных ранее).

  • Максимальная рабочая скорость, VTC .

В соответствии с влиянием на размеры аэродинамической трубы и качество потока в таблице 1 показана классификация проектных переменных, разделенных на две категории: основные и второстепенные расчетные параметры.

9040 Безразмерная длина диффузора 1, lD1 94 Угол 4 безразмерный радиус, rC4
Основные расчетные параметры Вторичные расчетные параметры
Максимальная рабочая скорость, VTC Полуугол сжатия, αC / 2
Ширина испытательной камеры WTC Безразмерная длина отстойной камеры, lSC
Высота испытательной камеры, HTC Полуугловой диффузор, αD / 2
Длина испытательной камеры, LTC
Степень сжатия, N Степень расширения угла 1, eC1
Безразмерный радиус угла 1, rC1
Диффузор 5 non-d Габаритная длина, lD5
Безразмерный радиус угла 3, rC3
Размеры матрицы вентилятора , nW , nH
Диаметр одинарного вентилятора
Безразмерная длина силовой установки, lPP
Степень расширения угла 2, eC2

Таблица 1.

Расчетные параметры основной и вспомогательной аэродинамической трубы

Теперь, следуя указанным выше рекомендациям, таким как угол схождения и форма контурной линии зоны сжатия, можно полностью определить камеру испытания и сжатия. В случае, когда оба угла раскрытия, α и β , одинаковы, длина сжатия LC определяется выражением:

LC = N-1 · WTC2 · tan⁡ (αC / 2 ).

Следующей частью, которая должна быть спроектирована в восходящем направлении, является отстойная камера.Единственная переменная, которую необходимо зафиксировать, - это длина, потому что сечение идентично широкому сечению сужения. В случае, когда требуется качественный поток, минимальная рекомендуемая безразмерная длина, основанная на гидравлическом диаметре, lSC , составляет 0,60. Это связано с необходимостью предоставить дополнительное пространство для сот и экранов. Во всех остальных случаях безразмерная длина может составлять 0,50. Следовательно, длина отстойной камеры LSC определяется как:

LSC = N · WTC · lSC.

Чтобы получить все данные для геометрического определения угла 4, удовлетворяющие всем приведенным выше рекомендациям, нам нужно только зафиксировать безразмерный радиус, rC4 . Его длина, равная ширине, составляет:

LC4 = WC4 = N · WTC · 1 + rC4.

Спустившись вниз по потоку от испытательной камеры, мы попадаем в диффузор 1. Если предположить, что оба угла полуоткрытия составляют 3,5 °, его безразмерная длина, lD1 , является единственным конструктивным параметром. Хотя он имеет прямое влияние на общую длину аэродинамической трубы, мы должны знать, что этот диффузор вместе с углом 1 ответственен за более чем 50% общих потерь давления.Согласно опыту, lD1 > 3 и lD1 > 4 рекомендуется для аэродинамических труб с низким и высоким коэффициентом сжатия соответственно. Длина диффузора 1, LD 1 , и ширина в широком конце, WWD 1 , определяются как:

LD1 = WTC · lD1

WWD1 = 1 + 2 · lD1 · tan⁡ (αD1 / 2) · WTC.

Что касается угла 1, после того, как его сечение на входе зафиксировано (оно ограничено выходом диффузора 1), мы должны определить безразмерный радиус, rC1 , и степень расширения, eC1 .В результате ширину на выходе, WEC1, , общую длину, LC1, и ширину, WC1 , можно рассчитать по формуле:

WEC1 = WWD1 · eC1

LC1 = WWD1 · eC1 + rC1.

WC1 = WWD1 · 1 + rC1.

Таким образом, мы уже можем сформулировать общую длину аэродинамической трубы LWT как функцию размеров испытательной камеры, коэффициента сжатия и других вторичных проектных параметров:

LWT = LTC + WTC · [N-12 · tan⁡ (αC / 2) + N · lSC + N · 1 + rC4 + lD1 + 1 + 2 · lD1 · tan⁡ (αD1 / 2) · eC1 + rC1].

Этот быстрый расчет позволяет проектировщику проверить, достаточна ли имеющаяся длина для установки в аэродинамической трубе.

Принимая во внимание все рекомендуемые значения вторичных расчетных параметров, расчетное значение для общей длины аэродинамической трубы с коэффициентом сжатия N = 9 (поток высокого качества) определяется по формуле:

LWT = LTC + 16 · WTC.

В случае, когда N = 5 (поток низкого качества), формула принимает следующий вид:

LWT = LTC + 11,5 · WTC.

Проектировщик должен знать, что любое изменение, внесенное во второстепенные параметры конструкции, лишь незначительно изменяет коэффициент, который умножает WTC в приведенных выше формулах. Следовательно, если доступного пространства недостаточно, единственным решением будет изменение размеров испытательной камеры и / или степени сжатия.

Поскольку мы уже определили длину аэродинамической трубы с использованием критерия адекватного качества потока, теперь мы можем сосредоточить свое внимание на проектировании остальной части схемы, так называемой обратной цепи.Целью является не увеличение его длины, а также минимизация общей ширины и минимизация потерь давления.

Имея это в виду, следующий шаг в проектировании - это сделать первое предположение о размерах силовой установки. В соответствии с нашими рекомендациями по проектированию типичное значение общего коэффициента потери давления в аэродинамической трубе с низким коэффициентом сжатия, за исключением экранов и сот в отстойной камере, составляет 0,20 относительно динамического давления в испытательной камере.Это значение составляет примерно 0,16 для аэродинамической трубы с большим коэффициентом сжатия. Если бы потребовались экраны и соты, эти цифры могли бы увеличиться примерно на 20%.

Поскольку силовая установка расположена более или менее посередине возвратного канала, площадь секции будет аналогична средней секции сжатия. Таким образом, принимая во внимание объемный расход, общую потерю давления и имеющиеся вентиляторы, можно принять решение о типе вентилятора и их количестве.При таком подходе будет определена электростанция, по крайней мере, на предварительном этапе.

Теперь вернемся к примеру, который мы начали ранее для секции электростанции. Чтобы улучшить понимание предмета, мы собираемся представить тематическое исследование. Если бы секция испытательной камеры была квадратной и N = 5, средняя секция сжатия была бы 1,67 x 1,67 м 2 . Это позволило бы разместить 4 стандартных вентилятора диаметром 0,800 м каждый. Максимальное уменьшение ширины может быть достигнуто за счет подавления диффузора 5, получая платформу аэродинамической трубы, показанную на Фиг.9.Мы не определили полуугол рассеивания в диффузоре 3, но потом проверили, что он меньше 3,5 °. Рисунок 9 - это просто схема аэродинамической трубы, сделанная с помощью электронной таблицы Excel, и по этой причине углы не были скруглены и представлены в виде прямоугольников.

В случае прямоугольного поперечного сечения испытательной камеры с соотношением сторон 4: 3, среднее сечение сжатия будет 1869x1401 м 2 , и по этой причине мы могли бы предложить использование 6 стандартных вентиляторов мощностью 0,630 м диаметром, организованный в матрицу 3x2, занимающую сечение 1890x1260 м 2 . На рисунке 10 показана схема проводки этой новой конструкции. Мы можем проверить, что полуугол диффузора 3 также меньше 3,5 °.

Рисунок 9.

Безразмерная схема аэродинамической трубы с испытательной камерой квадратного сечения и малой степенью сжатия, N≈5.

Очевидно, что новый дизайн немного длиннее и шире, но это из-за влияния ширины испытательной камеры, как показано выше.

Обратите внимание, что в обоих случаях угол 3 имеет ту же форму, что и угол 4. Точно так же входная секция диффузора 4 такая же, как у секции силовой установки, и с использованием полуугла диффузора 3,5 ° этот элемент также хорошо определен.

На этом этапе мы полностью определили центральную линию аэродинамической трубы, поэтому мы можем рассчитать длину LCL и ширину WCL , используя:

LCL = LC1-WEC1 / 2 + LD1 + LTC + LC + LST + LC4-WED5 / 2

WCL = WC4-WEC4 / 2 + LD5 + WC3-WED4 / 2.

Расстояние между выходом из угла 1 и центром угла 2, DC1_CC2, можно рассчитать с помощью выражения (см. Рисунок 11):

DC1_CC2 = WCL-WED1rC1 + 12.
Рис. 10.

Безразмерная схема аэродинамической трубы с испытательной камерой прямоугольного сечения и малой степенью сжатия, N≈5.

С другой стороны:

DC1_CC2 = LD2 + WC2-WEC2 / 2

WEC2 = WED2 · eC2

WC2 = WED2 · rC2 + eC2

WED2 = WEC1 + 2 · LD2 · tan⁡αD2 / 2.

Управляя и комбинируя эти уравнения, получаем:

LD2 = DC1_CC2-WEC1 · rC2 + eC2 / 21 + 2 · rC2 + eC2 / 2 · tan⁡αD2 / 2.

Рис. 11.

Схема с определением переменной, включающей конструкцию диффузоров 2 и 3 и угол 2.

С этим значением, подставив его в предыдущие выражения, мы получаем все параметры для проектирования диффузоров 2 и 3, и угол 2.Наконец, необходимо убедиться, что углы открытия диффузора 3 ниже предела. В случае, когда вертикальный угол открытия α превышает предел, лучшим вариантом является увеличение длины диффузора 1, если это возможно, поскольку это улучшает качество потока и снижает потерю давления. Если длина аэродинамической трубы находится в пределе, еще один вариант - добавить диффузор 5 в исходную схему. Однако это увеличит общую ширину. Когда предел горизонтального угла раскрытия, β , превышен, тогда лучшим вариантом является корректировка значений степени расширения в углах 1 и 2, поскольку это не изменит габаритные размеры.

Следующий пример представляет собой аэродинамическую трубу с высоким коэффициентом сжатия, N ≈9, и испытательной камерой квадратного сечения. В этом случае примерная площадь участка электростанции составит 2 000 х 2 000 м 2 . В этом случае у нас есть два совместимых варианта выбора силовой установки. Мы можем просто выбрать матрицу из 4 вентиляторов диаметром 1000 м каждый. Однако, если рабочая скорость достаточно высока, для достижения необходимого прироста давления и массового расхода может потребоваться использование вентиляторов диаметром 1250 м.На рисунке 12 показаны оба варианта. Обратите внимание, что общий план немного изменен, и единственное отличие состоит в том, где расположена силовая установка.

Конструкция диффузоров 2 и 3, а также уголка 2 будет выполнена по той же методике, что и в предыдущих случаях.

Рис. 12.

Безразмерная схема аэродинамической трубы с испытательной камерой квадратного сечения и высокой степенью сжатия, N≈9. Представлены два различных стандартных варианта силовой установки.

5.Строительство аэродинамической трубы

Один из наиболее важных моментов, упомянутых в этой главе, касается стоимости аэродинамической трубы, предполагающей предложение недорогих проектных решений. До сих пор мы упоминали такие модификации силовой установки, предлагая решение с несколькими вентиляторами вместо традиционного одиночного вентилятора специального назначения.

Второй и самый важный момент - это конструкция аэродинамической трубы. Наиболее распространенные аэродинамические трубы, в том числе с квадратными или прямоугольными испытательными секциями, имеют закругленные возвратные цепи, как в случае с NLR-LSWT.Однако обратный контур аэродинамической трубы DNW имеет восьмиугольные секции. Хотя второе решение дешевле, в обоих случаях различные части схемы необходимо было построить на заводах, удаленных от места расположения аэродинамической трубы, что привело к очень сложной транспортировке.

Рисунок 13.

Безразмерная схема аэродинамической трубы с испытательной камерой прямоугольного сечения и большой степенью сжатия, N≈9.

Для снижения затрат все стены могут быть построены из плоских панелей, которые могут быть изготовлены на месте из дерева, металла или даже бетона, как в случае аэродинамической трубы ИТЭР.На рисунке 14 показаны две аэродинамические трубы, построенные из деревянных панелей и стандартной алюминиевой профильной конструкции.

Обе аэродинамические трубы, показанные на рисунке 14, имеют разомкнутую цепь. Тот, что слева, расположен в Технологическом центре UPM в Хетафе (Мадрид), и его испытательная камера имеет размер 1,20 x 1,00 м 2 . Его основное применение - это в основном исследования. Правый находится в Самолетной лаборатории Школы воздухоплавания UPM. Размер его испытательной камеры составляет 0,80 x 1,20 м 2 , и он обычно используется в учебных целях, хотя там также проводились некоторые исследовательские проекты и студенческие соревнования.Несмотря на то, что эти туннели разомкнутые, конструктивные решения могут быть применены и к замкнутым.

Рис. 14.

Аэродинамические трубы исследовательского и образовательного назначения, построенные из деревянных панелей и стандартных металлических профилей, с силовой установкой с несколькими вентиляторами.

Согласно нашему опыту, затраты на рабочую силу для строительства аэродинамической трубы, как показано на рисунках 9–13, могут составить 3 человеко-месяца на проектирование и 16 человеко-месяцев на строительство. С этими данными стоимость полной схемы без учета электростанции составила бы около 70.000,00 €. На наш взгляд, стоимость очень хорошая, учитывая тот факт, что время полного строительства не может превышать даже 9 месяцев.

У нас есть более достоверные данные по аэродинамической трубе ИТЭР, построенной в 2000-01 гг. Полная стоимость аэродинамической трубы, включая электростанцию, мастерскую и диспетчерскую, составила 150 000,00 евро.

Эта аэродинамическая труба была почти полностью построена из бетона. На рисунке 15 показаны разные этапы строительства, начиная от закладки фундамента и заканчивая практически окончательным видом.Маленькие фотографии показывают усадку с шаблоном, использованным для отделки стен, и электростанцию.

6. Выводы

Был представлен метод быстрого проектирования низкоскоростных и недорогих аэродинамических труб для авиационного и / или гражданского применения.

Возможность выбора между обоими приложениями означает, что метод позволяет достичь желаемого уровня качества потока.

Этот метод также позволяет проектировщику получить быструю и приблизительную оценку общего размера аэродинамической трубы после того, как указаны основные проектные параметры.

Рис. 15.

Последовательность фотографий строительства низкоскоростной аэродинамической трубы ИТЭР. Левый верхний рисунок показывает фундамент, верхний правый - сжатие, нижний левый - электростанцию, а нижний правый - вид снаружи почти на конец строительства.

Также даны рекомендации по выбору вторичных проектных параметров.

Для решения проблемы невысокой стоимости проектирования и строительства предлагается также использование многовентиляторной электростанции и прямоугольных секций воздуховодов.

Номенклатура

3 м D H L Длина исследуемого воздуховода Низкоскоростная аэродинамическая труба r в зависимости от гидравлического диаметра 904 9039 i 9073 3 м ζf 9039 4 Благодарности Авторы хотели бы поблагодарить Instituto Tecnológico y de Energías Renovables (ITER) и Grupo λ_3 UPM за их вклад.

Аэродинамическая труба | авиационная техника

Совершите историческую и архитектурную экскурсию в аэродинамическую трубу братьев Райт в кампусе Массачусетского технологического института

Загляните внутрь аэродинамической трубы братьев Райт в кампусе Массачусетского технологического института, Кембридж, Массачусетс , US

© Массачусетский технологический институт (издательский партнер Britannica) См. Все видео к этой статье

Аэродинамическая труба , устройство для создания контролируемого потока воздуха с целью изучения эффектов движения в воздухе или сопротивления движению воздух на моделях самолетов и других машин и объектов.При условии, что воздушный поток контролируется должным образом, не имеет значения, предназначена ли испытуемая стационарная модель для движения по воздуху, как самолет, или для того, чтобы выдерживать давление ветра, стоя на месте, как здание.

аэродинамическая труба

Модель самолета в аэродинамической трубе НАСА.

НАСА

Подробнее по этой теме

аэрокосмическая промышленность: испытания в аэродинамической трубе

Компьютерное моделирование сократило количество необходимых испытаний в аэродинамической трубе, но последнее остается важной частью разработки...

В открытых аэродинамических трубах начала 20-го века воздух медленно проходил через секцию туннеля с большим диаметром, ускорялся в испытательной секции, похожей на сопло, и снова замедлялся в секции диффузора с большим диаметром перед выбросом в атмосферу. . Поскольку в таком туннеле с разомкнутым контуром можно было мало контролировать давление, температуру и влажность воздуха, он был вытеснен конструкцией с замкнутым контуром, в которой воздух, продуваемый через испытательную секцию, содержался в круглом или прямоугольном туннеле. , прошел через вентиляторы и вернулся в испытательную секцию с помощью поворотных лопаток.Скорость воздуха контролируется изменением скорости вращения вентиляторов или регулировкой угла лопастей вентилятора. В высокоскоростных туннелях в низкоскоростных секциях устанавливаются системы водяного охлаждения для охлаждения рециркулируемого воздуха.

Аэродинамические трубы классифицируются как низкоскоростные и высокоскоростные; они также подразделяются на дозвуковые (80 процентов скорости звука), околозвуковые (примерно скорость звука), сверхзвуковые (до 6-кратной скорости звука), гиперзвуковые (от 6 до 12-кратной скорости звука) и гиперскорость (более чем в 12 раз превышает скорость звука).Чтобы повторить температуру полета на скорости 10 000 миль (16 000 км) в час и более, испытательный воздух должен быть нагрет до температуры намного выше точки плавления обычных конструкционных материалов; следовательно, такие туннели работают по импульсному принципу и только в течение очень коротких периодов времени, порядка нескольких тысячных долей секунды.

Изучите силы сопротивления, возникающие в турбулентных пограничных слоях в движущемся самолете.

Узнайте, как аэродинамическая труба используется для исследования сил сопротивления, возникающих в турбулентных пограничных слоях.

© Университет Мельбурна, Виктория, Австралия (издательский партнер Britannica) См. Все видео к этой статье

Области применения исследований в аэродинамической трубе варьируются от стандартных испытаний планеров до фундаментальных исследований пограничного слоя, медленно движущегося слоя воздух, прилегающий к любой поверхности тела, подверженной воздействию ветра. Измерения давления воздуха и других характеристик во многих точках модели дают информацию о том, как распределяется общая ветровая нагрузка. Помимо самолетов и космических аппаратов, аэродинамические исследования в аэродинамических трубах были очень прибыльными устройствами для решения задач проектирования автомобилей, лодок, поездов, мостов и строительных конструкций.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Аэродинамическая труба Кирстен (KWT) | Аэронавтика и астронавтика

Аэродинамическая труба Кирстен - это дозвуковая аэродинамическая труба, расположенная в центральном кампусе Сиэтла Вашингтонского университета. Построенный в 1936 году, он функционирует как вспомогательное предприятие, возглавляемое штатным инженером / менеджером, а также командой студентов, которые получают практический опыт, проводя тесты.

Операционной организацией, предоставляющей услуги, является Авиационная лаборатория Вашингтонского университета (UWAL).Попечительский совет UW одобрил присвоение физическому объекту аэронавигационной лаборатории Кирстен имени профессора Ф. К. Кирстена в 1948 году, хотя «Аэродинамическая труба Кирстен» используется чаще, чем «Аэронавигационная лаборатория Кирстен».

Технические характеристики

Аэродинамическая труба Кирстен - это дозвуковая аэродинамическая труба с замкнутым контуром и двойным возвратом. В туннеле есть испытательная секция с прямоугольным поперечным сечением 8 'x 12' и длиной 10 футов. Два комплекта семилопастных гребных винтов диаметром 14 футов 9 дюймов перемещают воздух через испытательную секцию со скоростью до 200 миль в час.Автоматизированная с помощью компьютера система позиционирования и сбора данных обеспечивает эффективность тестирования и точные измерения, а сетевая система обработки и построения графиков обеспечивает немедленную видимость данных. В большинстве тестов используется шестикомпонентный внешний баланс KWT. Мы также поддерживаем системы электронного сканирования давления (EPS) с большим количеством каналов. Для получения более подробной информации см. Техническое руководство по аэродинамической трубе Кирстен.

Возможности

a i , b i , c i , d i Семейство полиномиальных коэффициентов сжатия Форма контура Dynamics
D C1_CC2 Расстояние между выходом из угла 1 и центром угла 2 м
D F Диаметр унитарного вентилятора Гидравлический диаметр секции воздуховода м
e i Угловой коэффициент расширения i
F 0 Площадь узкого сечения диффузора 9033 м 2
F 1 Площадь широкого сечения диффузора м 2 9 0022
H ent Высота секции входа в канал м
H на выходе Высота секции выхода из воздуховода м
м
L i Длина i-го воздуховода м
l i Воздуховод i безразмерная длина
L WT Общая длина аэродинамической трубы м
N Степень сжатия
n 903 903 907 n 39 W , n H Размеры матрицы вентилятора
P Мощность силовой установки W
Q Объемный расход м 3 / с
r Угловой радиус м
Re Число Рейнольдса Угловой i безразмерный радиус
S Диагональный размер угла м
t 1 Хорд угловой лопатки 3 V Рабочая скорость в испытательной камере м / с
V TC Максимальная рабочая скорость в испытательной камере м / с
W CL, L CL Ширина и длина центральной линии аэродинамической трубы м
W ent Ширина сечения входа в воздуховод
W выход Ширина секции выхода воздуховода м
W ij , H ij Ширина воздуховода j и высота i-го сечения (широкая- конец, W ; узкий, N ; постоянная,) м
WTT Испытания в аэродинамической трубе
( xN, yN ) Координаты узкого конца формы контура сжатия
, (y ) Широкие координаты формы контура сжатия
αi /2 Вертикальный полуугол сужения / раскрытия воздуховода 'i' град.
βi /2 Горизонтальное сжатие / полуугол открытия воздуховода i град
Δp Прирост давления на участке электростанции Па
ζ Общий коэффициент потери давления
Коэффициент потери давления на трение
ζM Коэффициент сингулярной потери давления угла
η КПД вентилятора
λ Коэффициент трения на безразмерную длину исследуемого воздуховода
ρ Плотность рабочего воздуха кг / м

0 3

Модули
Скорость воздуха 5-200 миль / ч (90 м / с, 295 фут / с)
Динамическое давление 0.07-100 фунтов на квадратный дюйм
Угол наклона потока Восходящий поток = -0,012 °, поперечный поток = 0,0 °
Интенсивность турбулентности 0,72%
Тестовая секция

8 футов в высоту, 12 футов в ширину, 10 футов в длину (2,44x3,66x3,05 м)

Пределы внешнего баланса
Лифт: ± 2500 фунтов ± 11120 N
Перетащите: ± 250 фунтов ± 1112 N
Сторона: ± 250 фунтов ± 1112 N
Шаг: ± 5000 дюйм-фунтов ± 564. 9 Нм
Рыскание: ± 5000 дюйм-фунтов ± 564,9 Н-м
Каток: ± 5000 дюйм-фунтов ± 564,9 Н-м
Позиционирование модели Полностью автоматизированный угол наклона и рыскания с точностью до ± 0,02 °
Сокращение данных Полускорректированные графики данных, доступные в реальном времени. Отдельный набор данных с окончательными исправлениями создается по мере необходимости с учетом пожеланий заказчика.
Визуализация потока Дым, масла, фарфоровая глина, сублимация, ультрафиолетовые мини-пленки
Электронное сканирование давления Scanivalve EPS: один 64-портовый модуль с двумя банками (± 0,007 фунта на квадратный дюйм) и один 32-портовый модуль с одним банкоматом (± 0,005 фунтов на квадратный дюйм)
Типы тестов

Масштабные модели самолетов, макеты наземной техники, БПЛА, велосипеды, мотоциклы, кили гоночных яхт

(** ТОЛЬКО НЕРАБОТАЮЩИЕ ИСПЫТАНИЯ)

Оцифровка экспериментов в аэродинамической трубе с помощью CFD | Блог

От Формулы 1 до НАСА или проектов гражданского строительства до проектирования ветряных турбин, эксперименты в аэродинамической трубе являются ключевым методом оценки проекта во многих отраслях промышленности. Использование специально построенного туннеля для ветра обеспечивает контролируемую среду, в которой инженеры могут проверить, как воздушный поток, подъемная сила, сопротивление и другие силы влияют на конструкцию, открывая путь к оптимизации. При разработке продукта с точки зрения аэродинамики, например гоночного автомобиля, испытания в аэродинамической трубе - это лучшее, что нужно после испытаний в реальной жизни. Таким образом, точная аэродинамическая оценка может означать разницу между победой и поражением конкурентов и конкурирующих продуктов.

Эксперименты в аэродинамической трубе Трудоемкий процесс

Аэродинамические трубы можно рассматривать как огромные трубы, через которые проходит воздух, обычно создаваемые вентиляторами туннельного привода.Они воспроизводят воздействие воздуха на объект, человека или транспортное средство внутри туннеля, будь то по земле или в воздухе. Аэродинамические трубы использовались для измерения аэродинамических сил на моделях аэродинамических труб более века, с первых дней развития авиации.

Управляйте вентиляторами в трансзвуковой аэродинамической трубе НАСА.

Воздух прозрачен, поэтому его трудно визуализировать. Для аэродинамических труб методы визуализации потоков делятся на две категории; качественный и количественный. Для качественной оценки существует ряд различных тактик, которые можно применить для лучшей визуализации воздушного потока.Дым или туман могут выявить структуру воздушного потока, масло или краска, нанесенные на модель, могут показать переход от ламинарного к турбулентному потоку, а пучки могут помочь определить направление потока.

Для сбора данных требуется количественная оценка движения частиц, что требует более ресурсоемких испытаний. При использовании дыма или пыли, велосиметрия изображения частиц (PIV) с использованием лазеров и камер фиксирует движение частиц. Отводы давления на поверхности модели могут быть прикреплены к датчику давления для точного измерения давления.Более того, гибкий выход в воздушном потоке можно рассчитать, сделав изображения движения определенных маркеров, размещенных на модели аэродинамической трубы, что известно как измерение деформации модели (MDM). Это лишь некоторые из трудоемких методов, используемых в традиционных экспериментах в аэродинамической трубе.


Загрузите наш технический документ «Советы по архитектуре, проектированию и строительству (AEC)», чтобы узнать, как оптимизировать свои проекты!


Обзор модели аэродинамической трубы

При работе с большими транспортными средствами или конструкциями используются уменьшенные модели, которые помещаются в аэродинамическую трубу для оценки аэродинамической эффективности конструкции.Как правило, модели ветра изготавливаются из таких материалов, как сталь, пластик или композиты, которые все чаще используются все чаще с момента глобального распространения методов 3D-печати. Они могут различаться по размеру, в зависимости от туннеля, от миниатюрных градостроительных моделей до целых самолетов, таких как те, которые испытываются на крупнейшем в мире аэродинамическом сооружении - Национальном полномасштабном аэродинамическом комплексе НАСА (NFAC). Производство этих моделей требует времени и ресурсов и может ограничить количество проектов, которые могут быть протестированы из-за ограничений бюджета или сроков.

«Проще говоря, аэродинамические трубы похожи на огромные фены для волос - гигантские воздушные трубки, в которых вы можете контролировать поток и температуру воздуха. Чтобы получить данные из экспериментов в аэродинамической трубе, требуется огромное количество изобретательности; дым, краска, лазеры и т. д. А также огромный объем работы! С CFD все на расстоянии одного клика ».
- Эдоардо Фриджерио, инженер SimScale и энтузиаст аэродинамики

Эксперименты в современных аэродинамических трубах Цифровое преобразование аэродинамических труб и моделей

За последнее десятилетие или около того подход к аэродинамике резко изменился, поскольку отрасли начинают внедрять и осваивать новые технологии .Типичные испытания в аэродинамической трубе как физическая практика были модернизированы новыми цифровыми инструментами, которые предлагают поддержку инженерам во многих областях. Вычислительная гидродинамика (CFD) в настоящее время является стандартной практикой для большинства компаний, независимо от того, полагаются ли они исключительно на результаты CFD или после этого переходят к сбору экспериментальных данных из физических испытаний. Оба метода также можно использовать для проверки друг друга, чтобы повысить надежность результатов.

Виртуальная аэродинамическая труба показывает воздушный поток вокруг грузовика.

Цифровые модели аэродинамической трубы, созданные с помощью программ CAD / CAE, могут быть созданы, объединены и загружены в программу CFD для аэродинамических испытаний с помощью моделирования.Возможность создавать и тестировать прототипы в цифровом виде значительно сокращает затраты и временные ресурсы, позволяя инженерам быстро выполнять итерации дизайна, а на облачных платформах, таких как SimScale, даже параллельно тестировать различные варианты дизайна.

Пример проекта с новой функцией Анализ ветрового комфорта пешеходов

Когда дело доходит до аэродинамических труб, многие сразу же подумают об автомобильных или аэрокосмических проектах, однако испытания в аэродинамической трубе имеют чрезвычайно важное значение в отрасли AEC. На примере района Каннам в Южной Корее этот проект демонстрирует, как испытания в цифровой аэродинамической трубе можно использовать для оценки характера ветра и поведения воздуха во всем городском районе (будь то предлагаемый план или уже существующий). Используя CFD, вы можете быстро и легко протестировать зону на комфортность ветра с разными скоростями ветра, приходящими с любого направления. При этом легко принимаются во внимание такие факторы, как рельеф местности, местные данные о ветре и стандарты ветроэнергетики.

Виртуальная аэродинамическая труба с использованием CFD показывает уровень комфорта пешеходов от ветра в городских условиях. (Источник: SimScale)

Подробнее о проекте и инструменте анализа комфорта пешеходов в разных направлениях SimScale можно узнать в записи вебинара на YouTube.

Современные эксперименты в аэродинамической трубе История двух подходов

В то время как 30 или 40 лет назад эксперименты в аэродинамической трубе были первопроходцами в области аэродинамического анализа, переход к цифровой эре потребовал, чтобы методы стали более быстрыми и менее затратными. Технологии уже развиваются так быстро, что моделирование широко применяется во многих отраслях промышленности в качестве полезной помощи при исследовании, разработке и проектировании продукции. Однако именно сочетание виртуальных и экспериментальных данных дает инженерам и конструкторам по всему миру уверенность в том, что их конструкция будет работать наилучшим и наиболее эффективным образом.

Другие ветровые ресурсы от SimScale:


Аэродинамические трубы с замкнутым контуром - Aerolab

Описание

AEROLAB специализируется на изготовлении аэродинамических труб замкнутого цикла (CCT) на заказ.

Использование стали для строительства предлагает полную свободу проектирования для удовлетворения ваших уникальных спецификаций и потребностей, таких как низкий зазор над потолком или опорные колонны здания.

Большинство конструкций AEROLAB CCT представляют собой традиционные горизонтально расположенные цепи с одним возвратом. Однако возможна любая конфигурация.

Как и во всех аэродинамических трубах AEROLAB, стандартным является исключительно устойчивый поток испытательной секции с близкой однородностью скорости. Уровень турбулентности обычно ниже 0,10 процента во всем диапазоне скоростей туннеля.

Свяжитесь с AEROLAB и поделитесь своими идеями (размер, скорость, форма) для получения бесплатного индивидуального предложения.

Преимущества туннелей с замкнутым контуром по сравнению с туннелями с открытым контуром

  • Требуемая мощность для данной скорости ниже.
  • В контуре могут содержаться твердые частицы.
  • Уровень шума значительно ниже.
  • Движение воздуха в лаборатории (вентиляционные отверстия, двери, окна и т. Д.) Не влияет на поток в аэродинамической трубе.
  • Воздух, поступающий в испытательную секцию, не содержит лабораторной пыли.
  • Лопасти вентилятора не так уязвимы для повреждения в результате отказа модели.

Недостатки туннелей с замкнутым контуром по сравнению с туннелями с открытым контуром

  • Стоимость обычно в три раза выше для данного размера испытательного участка.
  • Подача воздуха используется повторно, что может быть недопустимо при работе с двигателями внутреннего сгорания.
  • Площадь основания намного больше и требует больше места.
  • Повышение температуры воздуха может стать проблемой при длительном использовании.

Технические характеристики

  • Диапазон воздушной скорости: определяется заказчиком
  • Уровень турбулентности: обычно <0,1%

Сокращение

Коэффициент сжатия (соотношение площадей на входе и выходе) является основным фактором, влияющим на общий размер и сложность туннеля с замкнутым контуром. Требования к питанию, соответственно, следующие.

AEROLAB использует полином пятого или девятого порядка для определения плавного перехода между отстойной камерой (вход сжатия) и входом в испытательную секцию.

Брошюра

См. Брошюру «Аэродинамические трубы замкнутого цикла».

Анкета

Следующая анкета предназначена для упрощения начального процесса проектирования вашей новой аэродинамической трубы замкнутого цикла AEROLAB. Пожалуйста, ответьте на вопросы как можно более тщательно и подробно и придерживайтесь единой системы единиц (например, дюймы, футы, метры, фунты и т. Д.). Пожалуйста, дважды проверьте все размеры и включите дополнительную информацию и / или фотографии, если это необходимо для облегчения понимания.

  • Размеры испытательной секции

  • Каковы внутренние размеры испытательной секции (ДхШхВ)?
  • Длина
  • миллиметры (мм) сантиметры (см) метры (м) дюймы (дюймы) фут (фут)

  • Ширина
  • миллиметры (мм) сантиметры (см) метры (м) дюймы (дюймы) фут (фут)

  • Высота
  • миллиметры (мм) сантиметры (см) метры (м) дюймы (дюймы) фут (фут)

  • Скорость туннеля

  • Каковы минимальная / максимальная скорость в туннелях?
  • Максимальная скорость туннеля
  • километров в час (км / ч) метров в секунду (м / с) количество узлов и шаров футов в секунду (кадров / с) миль в час (миль / ч)

  • Уровень турбулентности

  • Равномерность потока

  • Остаток

  • Будет ли установлен внутренний и внешний баланс силы / момента (можно приобрести в AEROLAB)? Если да, опишите желаемые характеристики.
  • Информация о балансе внутренней силы / момента
  • Лифт
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Перетащите
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Side Force
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Шаговый момент
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Момент рыскания
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Roll Moment (Момент вращения)
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Информация о балансе внешней силы / момента
  • Лифт
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Перетащите
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Side Force
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Шаговый момент
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Момент рыскания
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Roll Moment (Момент вращения)
  • в
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кгграмма (г)

  • Система позиционирования модели

  • Будет ли установлена ​​система позиционирования модели (доступная в AEROLAB)? Если да, опишите желаемые характеристики.
  • Шаг
  • в

    Введите градусы

  • Контроль высоты тона

    с приводом от двигателя с ручным управлением

  • Рыскание
  • в

    Введите градусы

  • Контроль рыскания

    с приводом от двигателя с ручным управлением

  • Система траверсы

  • Будет ли установлена ​​система перемещения испытательной секции (доступная в AEROLAB)?
  • Система охлаждения

  • Будет ли использоваться охлаждение?
  • Если да, то какую температуру вы хотели бы поддерживать?

    Введите градусы

  • Градусов

    Фаренгейта (° F) Цельсия (° C)

  • Опишите систему охлажденной воды.
  • Информация о месте установки

  • Опишите размер предполагаемого места установки.
  • Это в помещении или на улице?
  • По возможности предоставьте фотографии сайта.
  • Опишите предполагаемый маршрут установки.
  • Укажите размеры узких мест, таких как подвесные трубопроводы, опорные балки, углы, дверные проемы и т. Д.
  • Также, по возможности, предоставьте фотографии маршрута.
  • Компоненты аэродинамической трубы замкнутого цикла могут быть тяжелыми.Опишите пол на месте установки (материал, толщина, расчетный предел допустимой нагрузки и т. Д.).
  • Достаточно ли велико предполагаемое место установки, чтобы снять экраны, уменьшающие турбулентность, после того, как туннель будет размещен? Ширина экрана примерно такая же, как ширина сжатия.
  • Какая электрическая мощность доступна в настоящее время на месте установки? По возможности укажите входные данные для напряжения, силы тока и частоты.
  • Можно ли обновить при необходимости?
  • Ваша контактная информация

  • Ваше имя *
  • Электронная почта *
  • Телефон *
  • Компания / Организация *
  • Дополнительные примечания
  • Комментариев:
  • Это поле предназначено для проверки и должно быть оставлено без изменений.

Низкая скорость

ETW - аэродинамическая труба: обзор

ETW - это самый современный аэродинамический испытательный центр в мире. Применяя низкотемпературный режим работы, ETW способен точно моделировать реальные условия полета с большой подъемной силой и высокой скоростью современного транспортного самолета, определяемые числом Маха и числом Рейнольдса. Этот туннель выделяется своей способностью соответствовать высокому числу Рейнольдса, что является ключевой особенностью, которую невозможно реализовать в обычных аэродинамических трубах при температуре окружающей среды.

По сути, если температура потока понижается, вязкость газа и скорость звука уменьшаются, а плотность увеличивается. Общий эффект охлаждения состоит в том, что число Рейнольдса быстро увеличивается. Таким образом, герметичный туннель при очень низких «криогенных» температурах может обеспечить реальные числа Рейнольдса за счет как повышенного давления, так и пониженной температуры.

В ETW модели не тестируются в воздушном потоке, как в обычных аэродинамических трубах.Вместо этого поток чистого азота с температурой до 110 К (= -163 ° C = -261 ° F) проходит через замкнутый аэродинамический контур аэродинамической трубы, подвергается давлению до 4,5 бар и проходит через испытательную секцию. на скоростях до малого сверхзвукового диапазона (М = 1,35).

Еще одним замечательным преимуществом криогенной концепции, применяемой к герметичному туннелю, является то, что число Маха, число Рейнольдса и динамическое давление можно изменять, сохраняя другие постоянными, так что их влияние можно изучать независимо (т.е. эффекты сжимаемости, эффекты трения и эффекты деформации).

Топливо - одна из самых высоких статей расходов при эксплуатации авиакомпаний, а цены на нефть нестабильны. Поэтому, когда авиакомпания решает купить новое оборудование, расход топлива - это одна из первых вещей, на которую она обращает внимание, а аэродинамические характеристики самолета имеют важное значение (см. Руководство ATAG для начинающих по эффективности авиации). Для оптимизации такой производительности с соответствующим снижением рисков ETW предоставляет ключевую возможность. Как было показано в различных случаях, превосходная, непревзойденная точность данных испытаний ETW с результатами летных испытаний более чем компенсирует дополнительные усилия, связанные с криогенными испытаниями, что делает их наиболее эффективным методом испытаний в аэродинамической трубе.

Во многих случаях испытания ETW при полетных числах Рейнольдса или разделение числа Рейнольдса и аэроупругих эффектов выявляли серьезные критические для характеристик недостатки конструкции самолетов промежуточной конструкции, которые не были обнаружены ни с помощью численного моделирования, ни с помощью предшествующих испытаний в обычной аэродинамической трубе. ETW позволила клиентам обнаруживать и устранять эти недостатки достаточно рано и избегать дополнительных затрат из-за поздних изменений конструкции. Такой опыт способствует переходу от обычных испытаний к испытаниям с использованием летного числа Рейнольдса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *