Аэродинамические трубы: АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА • Большая российская энциклопедия

Содержание

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА • Большая российская энциклопедия

АЭРОДИНАМИ́ЧЕСКАЯ ТРУБА́, экс­пе­рим. ус­та­нов­ка для ис­сле­до­ва­ния яв­ле­ний и про­цес­сов, со­про­во­ж­даю­щих об­те­ка­ние тел по­то­ком га­за (обыч­но воз­ду­ха). Ис­сле­до­ва­ния в А. т. ос­но­ва­ны на прин­ци­пе об­ра­ти­мо­сти дви­же­ния, со­глас­но ко­то­ро­му пе­ре­ме­ще­ние те­ла в не­под­виж­ном воз­ду­хе мо­жет быть за­ме­не­но дви­же­ни­ем воз­ду­ха от­но­си­тель­но не­под­виж­но­го те­ла. Экс­пе­ри­мен­ты в А. т. про­во­дят, как пра­ви­ло, на гео­мет­ри­че­ски по­доб­ных мо­де­лях, ре­же на са­мих ори­ги­на­лах. В А. т. экс­пе­ри­мен­таль­но оп­ре­де­ля­ют дей­ст­вую­щие на те­ло аэ­ро­ди­на­мич. си­лы и мо­мен­ты, ис­сле­ду­ют рас­пре­де­ле­ние дав­ле­ний и темп-ры по его по­верх­но­сти, ви­зуа­ли­зи­ру­ют про­цесс об­те­ка­ния те­ла по­то­ком, изу­ча­ют аэ­ро­уп­ру­гость и др.

А. т. со­дер­жит ра­бо­чую часть – пря­мо­уголь­ную или ци­лин­д­рич. ка­ме­ру, где раз­ме­ща­ет­ся мо­дель ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­та, и ком­плекс уст­ройств, по­сред­ст­вом ко­то­рых в ра­бо­чей час­ти соз­да­ёт­ся рав­но­мер­ный, од­но­род­ный по­ток с за­дан­ны­ми ско­ро­стью, плот­но­стью и темп-рой га­за. По спо­со­бу об­ра­зо­ва­ния по­то­ка А. т. под­раз­де­ля­ют на ком­прес­сор­ные не­пре­рыв­но­го дей­ст­вия и бал­лон­ные; по ком­по­нов­ке кон­ту­ра (пу­ти дви­же­ния по­то­ка) – на замк­ну­тые и ра­зомк­ну­тые. В ком­прес­сор­ных А. т. по­ток га­за соз­даёт­ся ком­прес­со­ром; они име­ют вы­со­кий кпд и удоб­ны в экс­плуа­та­ции, но для них тре­бу­ют­ся мощ­ные ком­прес­со­ры с боль­шим рас­хо­дом га­за. В бал­лонных А. т. газ под дав­ле­ни­ем ис­те­ка­ет из бал­ло­нов; та­кие А. т. про­ще ком­прес­сор­ных по кон­ст­рук­ции, но ме­нее эко­но­мич­ны из-за по­те­ри час­ти энер­гии по­то­ка при его ре­гу­ли­ро­ва­нии, кро­ме то­го, про­дол­жи­тель­ность их ра­бо­ты (от де­сят­ков се­кунд до неск. ми­нут) ог­ра­ни­че­на за­па­сом газa в бал­ло­нах. Замк­ну­тые А. т. по срав­не­нию с ра­зомк­ну­ты­ми име­ют бо­лее вы­со­кий кпд (за счёт ис­поль­зо­ва­ния зна­чит. час­ти ки­не­тич. энер­гии, ос­тав­шей­ся в га­зо­вом по­то­ке по­сле его про­хо­ж­де­ния че­рез ра­бо­чую часть тру­бы), но и боль­шие раз­ме­ры.

В за­ви­си­мо­сти от реа­ли­зуе­мо­го диа­па­зо­на Ма­ха чи­сел ($M$) раз­ли­ча­ют А. т. доз­ву­ко­вые ($M=$ 0,15–0,7), транс­зву­ко­вые ($M=$ 0,7–1,3), сверх­зву­ко­вые ($M=$ 1,3–5) и ги­пер­зву­ко­вые ($M=$ 5–25).

Рис. 1. Схема дозвуковой компрессорной аэродинамической трубы: 1 – хонейкомб; 2 – сетки; 3 – форкамера; 4 – конфузор; 5 – направление потока; 6 – рабочая часть с мо…

В доз­ву­ко­вых А. т. (рис. 1) ис­сле­ду­ют аэ­ро­ди­на­мич. ха­рак­те­ри­сти­ки доз­ву­ко­вых са­мо­лё­тов, вер­то­лё­тов, а так­же ха­рак­те­ри­сти­ки сверх­зву­ко­вых са­мо­лё­тов на взлёт­но-по­са­доч­ных ре­жи­мах; с их по­мо­щью изу­ча­ют ха­рак­тер об­те­ка­ния воз­душ­ным по­то­ком ав­то­мо­би­лей и др. на­зем­ных транс­порт­ных средств, зда­ний, мос­тов, ба­шен и др. объ­ек­тов. Ра­бо­чая часть та­ких А. т. обыч­но име­ет вид ци­лин­д­ра с по­пе­реч­ным се­че­ни­ем в фор­ме кру­га, пря­мо­уголь­ни­ка или эл­лип­са. Пе­ред ра­бо­чей ча­стью на­хо­дят­ся фор­ка­ме­ра и со­пло – кон­фу­зор, обес­пе­чива­ю­щие вы­со­кую рав­но­мер­ность воз­душ­но­го по­то­ка. В на­ча­ле фор­ка­ме­ры сто­ит ре­шёт­ка из ка­либ­ро­ван­ных тру­бок для уст­ра­не­ния ско­сов по­то­ка и раз­мель­че­ния круп­ных вих­рей – хо­ней­комб. За ре­шёт­кой рас­по­ла­га­ют­ся сет­ки, вы­рав­ни­ваю­щие ско­ро­сти в по­пе­реч­ном се­че­нии по­то­ка и умень­шаю­щие тур­бу­лент­ные пуль­са­ции. Из ра­бо­чей час­ти че­рез диф­фу­зор и ко­ле­на с по­во­рот­ны­ми ло­пат­ка­ми, умень­шаю­щи­ми по­те­ри энер­гии, по­ток по­сту­па­ет в ком­прес­сор. Да­лее рас­по­ла­га­ют­ся об­рат­ный ка­нал с диф­фу­зо­ром, ко­ле­на по­во­рот­ных ло­па­ток и воз­ду­хо­ох­ла­ди­тель, под­дер­жи­ваю­щий по­сто­ян­ную темп-ру га­за в ра­бо­чей час­ти. Эл­лип­тич. се­че­ние ра­бо­чей час­ти круп­ней­шей в Рос­сии до­зву­ко­вой А. т. име­ет раз­ме­ры 12×24 м

2. Мощ­ность ком­прес­со­ров доз­ву­ко­вых А. т. – от со­тен кВт до неск. де­сят­ков МВт.

Рис. 2. Схема баллонной трансзвуковой эжекторной аэродинамической трубы: 1 – хонейкомб; 2 – сетки; 3 – форкамера; 4 – конфузор; 5 – перфорированная рабочая часть с модель…

Транс­зву­ко­вая ком­прес­сор­ная А. т. по схе­ме ана­ло­гич­на доз­ву­ко­вой. Для реа­ли­за­ции не­пре­рыв­но­го пе­ре­хо­да че­рез ско­рость зву­ка в ней ис­поль­зу­ет­ся до­зву­ко­вое со­пло и ра­бо­чая часть с ще­ле­вы­ми или пер­фо­ри­ро­ван­ны­ми стен­ка­ми; под­би­рая фор­му и раз­мер пер­фо­ра­ции, мож­но пре­дот­вра­тить от­ра­же­ние от сте­нок волн сжа­тия и раз­ре­же­ния, воз­ни­каю­щих при об­те­ка­нии мо­дели. Пром. транс­зву­ко­вые А. т. име­ют по­пе­реч­ные раз­ме­ры ра­бо­чей час­ти до 3 м, мощ­ность ком­прес­со­ров дос­ти­га­ет 100 МВт и бо­лее. В бал­лон­ных транс­зву­ко­вых А. т. для соз­да­ния тре­буе­мо­го га­зо­во­го по­то­ка при­ме­ня­ют эжек­то­ры (рис. 2).

Рис. 3. Схема сверхзвуковой баллонной аэродинамической трубы: 1 – баллонсо сжатым воздухом; 2 – трубопровод; 3 – регулирующий дроссель; 4 – выравнивающие сетки; 5 – хоней…

В сверх­зву­ко­вых А. т. для по­лу­че­ния тре­буе­мых ско­ро­стей га­за ис­поль­зу­ют сверх­зву­ко­вое со­пло (т. н. со­пло Ла­ва­ля), со­стоя­щее из су­жаю­щей­ся (доз­ву­ко­вой) и рас­ши­ряю­щей­ся (сверх­зву­ко­вой) час­тей; в ми­ни­маль­ном (кри­ти­че­ском) се­че­нии со­пла ско­рость га­за рав­на ско­рости зву­ка. Чис­ло $M$, по­лу­чае­мое в ра­бо­чей час­ти, оп­ре­де­ля­ет­ся от­но­ше­ни­ем пло­ща­дей се­че­ния ра­бо­чей час­ти и кри­тич. се­че­ния со­пла. Тор­мо­же­ние сверх­зву­ко­во­го по­то­ка по­сле ра­бо­чей час­ти со­про­во­ж­да­ет­ся вол­но­вы­ми по­те­ря­ми пол­но­го дав­ле­ния, свя­зан­ны­ми с об­ра­зо­вани­ем скач­ков уп­лот­не­ния. Мощ­но­сти ком­прес­со­ров круп­ных сверх­зву­ко­вых А. т. с ха­рак­тер­ны­ми раз­ме­ра­ми по­пе­реч­но­го се­че­ния ра­бо­чей час­ти 1,5 × 2,5 м

2 со­став­ля­ют 50–100 МВт. В не­замк­ну­той пря­мо­точ­ной бал­лон­ной сверх­зву­ко­вой А. т. (рис. 3) нет об­рат­но­го ка­на­ла, за­дан­ное дав­ле­ние в фор­ка­ме­ре (по ме­ре ис­те­че­ния га­за из бал­ло­нов) под­дер­жи­ва­ет­ся с по­мо­щью ре­гу­ли­рую­ще­го дрос­се­ля.

Мо­де­ли­ро­ва­ние ги­пер­зву­ко­во­го по­лё­та тре­бу­ет вос­про­из­ве­де­ния в А. т. дав­ле­ния тор­мо­же­ния до со­тен МПа и темп-ры тор­мо­же­ния до 10К. При чис­ле МO 4,5 воз­дух в А. т. не­об­хо­ди­мо на­гре­вать для пре­дот­вра­ще­ния его кон­ден­са­ции, от­че­го су­ще­ст­вен­но из­ме­ня­ют­ся свой­ст­ва по­то­ка, вы­те­каю­ще­го из со­пла, и он ста­но­вит­ся прак­ти­че­ски не­при­год­ным для про­ве­де­ния аэ­ро­ди­на­мич. экс­пе­ри­мен­та. Обыч­но ис­сле­до­ва­ния ги­пер­зву­ко­вых ЛА про­во­дят на ком­плек­се экс­пе­рим. ус­та­но­вок, по­сколь­ку не су­ще­ст­ву­ет А. т., ко­то­рая од­на обес­пе­чи­ла бы все не­об­ходи­мые для мо­де­ли­ро­ва­ния та­ко­го по­лё­та ус­ло­вия.

Рис. 4. Схема баллонной гиперзвуковой аэродинамической трубы: 1 – баллонс высоким давлением; 2 – трубопровод; 3 – регулирующий дроссель; 4 – подогреватель; 5 – форкамерас…

Ги­пер­зву­ко­вые бал­лон­ные А. т. «клас­сич. ти­па» по­доб­ны сверх­зву­ко­вым бал­лон­ным А. т. со вре­ме­нем дей­ст­вия по­ряд­ка де­сят­ков се­кунд. В та­ких тру­бах по­дог­рев воз­ду­ха осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в оми­че­ских, элек­тро­ду­го­вых или кау­пер­ных по­дог­ре­ва­те­лях. Мощ­ность по­дог­ре­ва­те­лей для труб с се­че­ни­ем ра­бо­чей час­ти 1 м2 cоставляет бо­лее 10 MBт. Макс. давлениe в А. т. с ду­го­вым по­до­гре­ва­телем по­ряд­ка 20 МПа, что по­зво­ля­ет мо­де­ли­ро­вать по­лёт ги­пер­зву­ко­вых ЛА толь­ко на боль­ших вы­со­тах. Боль­шой пе­ре­пад дав­ле­ний, не­об­хо­ди­мый для ги­пер­зву­ко­вых А. т., обес­пе­чи­ва­ет­ся сис­те­мой эжек­то­ров или ва­ку­ум­ной ём­ко­стью (рис. 4).

Ряд важ­ней­ших осо­бен­но­стей ги­пер­зву­ко­во­го по­лё­та мо­де­ли­ру­ет­ся в раз­лич­ных спец. га­зо­ди­на­мич. ус­та­нов­ках. Для ис­сле­до­ва­ний при боль­ших дав­ле­ни­ях тор­мо­же­ния и на­тур­ных Рей­нольд­са чис­лах ши­ро­ко при­ме­ня­ют удар­ные и им­пульс­ные А. т. со вре­ме­нем дей­ст­вия 0,005–0,1 с. Те­п­ло­за­щит­ные по­кры­тия ис­сле­ду­ют в те­п­ло­вых А. т. с элек­тро­ду­го­вы­ми по­дог­ре­ва­те­ля­ми. По­лё­ты на очень боль­ших вы­со­тах мо­де­ли­ру­ют в ва­ку­умных А. т., обес­пе­чи­ваю­щих дав­ле­ние по­ряд­ка 10–3 Па и дли­тель­ность экс­пе­ри­мен­та до 1 ча­са. Аэ­ро­аку­стич. А. т. пред­на­зна­че­ны для ис­сле­до­ва­ния влия­ния аку­стич. по­лей на проч­ность кон­ст­рук­ции изу­чае­мо­го объ­ек­та, ра­бо­ту при­бор­ных от­се­ков и др. От обыч­ных А. т. они от­ли­ча­ют­ся тем, что их ра­бо­чая часть за­щи­ще­на от внеш­них шу­мов (ра­бо­таю­щих си­ло­вых ус­та­но­вок и вен­ти­ля­то­ров А. т.), а её стен­ки по­кры­ты ма­те­риа­лом, по­гло­щаю­щим зву­ко­вые вол­ны, воз­ни­каю­щие при об­те­ка­нии мо­де­ли и ра­бо­те ус­та­нов­лен­ных на ней дви­га­те­лей.

Управ­ле­ние А. т. и об­ра­бот­ка дан­ных, по­лу­чае­мых в хо­де экс­пе­ри­мен­тов с на­тур­ны­ми объ­ек­та­ми или их мо­де­ля­ми, осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью ЭВМ.

По­яв­ле­ние и раз­ви­тие А. т. тес­но свя­за­но с раз­ви­ти­ем авиа­ции. Пер­вые А. т. по­строе­ны в 1871 В. А. Паш­ке­ви­чем в Рос­сии и Ф. Уэн­хе­мом в Ве­ли­ко­бри­та­нии, не­сколь­ко позд­нее К. Э. Ци­ол­ков­ским (1897), брать­я­ми У. и О. Райт (1901), Н. Е. Жу­ков­ским (1902) и др. В 1920–30-х гг. раз­ви­тие А. т. шло в осн. по пу­ти уве­ли­че­ния их мощ­но­сти и раз­ме­ров ра­бо­чей час­ти. В 1925 в ЦАГИ вве­де­на в дей­ст­вие круп­ней­шая для то­го вре­ме­ни А. т. С сер. 1940-х гг. на­ча­ла бы­ст­ры­ми тем­па­ми раз­ви­вать­ся ре­ак­тив­ная авиа­ция, что об­ус­ло­ви­ло соз­да­ние круп­ных транс­зву­ко­вых и сверх­зву­ко­вых А. т. В 1946 в ЦАГИ соз­да­на пер­вая в ми­ре транс­зву­ко­вая А. т. с пер­фо­ри­ро­ван­ной ра­бо­чей ча­стью, обес­пе­чив­шая прин­ци­пи­аль­но но­вые воз­мож­но­сти для про­ве­де­ния ис­сле­до­ва­ний в об­лас­ти пе­ре­хо­да че­рез ско­рость зву­ка. Раз­ви­тие ги­пер­зву­ко­вых А. т. и соз­да­ние спец. ги­пер­зву­ко­вых га­зо­ди­на­мич. ус­та­но­вок свя­за­но с по­яв­ле­ни­ем в 1960-х гг. бал­ли­стич. ра­кет и спус­кае­мых кос­мич. ап­па­ра­тов. С це­лью уве­ли­че­ния чи­сел Рей­нольд­са в А. т. для при­бли­же­ния к на­тур­ным зна­че­ни­ям в 1980-е гг. бы­ла реа­ли­зо­ва­на кон­цеп­ция крио­ген­ной аэ­ро­ди­на­мич. тру­бы.

Аэродинамические трубы: Откуда дует ветер…

Можно с уверенностью говорить о том, что в последние несколько лет аэродинамика является одним из ключевых факторов успеха в Формуле 1. Моторы «заморожены» и практически равны в мощности, поставки резины монополизированы, электроника унифицирована — в этих областях у инженеров почти нет возможностей для маневра, а в аэродинамике всегда можно что-то оптимизировать, добиться большей эффективности, а значит — получить преимущество. Или его потерять…

Современный аэродинамический обвес — невероятно сложное, компромиссное решение. Любая ошибка, небольшой просчет может сделать аутсайдера из машины, которая еще вчера умела побеждать, и уйдут годы, чтобы найти решение и попытаться вновь вернуться на вершину. При этом работа инженеров базируется на результатах измерений в аэродинамической трубе, которые сами по себе относительны  — ни один, самый совершенный полигон, не сможет точно воссоздать поведение машины на реальной трассе. Об этих трубах мы сегодня и поговорим…

Эдриан Ньюи, Red Bull: «Аэродинамическая труба — средство моделирования, в котором по определению заложена погрешность, возрастающая в геометрической прогрессии, когда вы допускаете ошибку в методах измерений, в настройках, когда вмешивается человеческий фактор. У каждой команды на пит-лейн есть разница между поведением машины в лаборатории и на трассе, выигрывает тот, у кого она минимальна».

Причин для погрешностей, о которых говорит признанный гуру аэродинамики, несколько. Одна, и самая важная — работа с моделями. Для базовых измерений, для проработки концепции команды используют 50-65% модели машин. Точность изготовления этих моделей невероятна, но и они не абсолютны — очень сложно моделировать, к примеру, тонкие тормозные трубки и прочие мелочи, которые и на реальной машине крайне невелики.

Приходится учитывать особенности поведения модели на закрытом полигоне, непропорциональное масштабу изменение свойств воздушного потока — переменных множество, и в этих условиях работу очень осложняет ограничение обычных тестов…

Майк Гаскойн, Force India: «На тестах командам приходится проверять сотни аэродинамических конфигураций, практически не возвращаясь к базовым, а без таких сравнений направление, в котором вы движетесь, может оказаться тупиковым. Тогда все приходится начинать сначала».

Повреждение оборудования старой, проверенной аэродинамической трубы незакрепленным колесом модели Honda RA107, вынудило команду перебраться на новый, еще не откалиброванный полигон «Big Air», и все мы видели, насколько неудачной получилась эта машина.

Крошечная погрешность в оценке аэродинамических свойств шин Bridgestone, вкравшаяся в расчет аэродинамической схемы, привела к прошлогодним неудачам Renault — команде потребовались месяцы, чтобы ее устранить. В том же 2007-м проблемы с калибровкой трубы, едва не вывели Ferrari из борьбы за титул.

Сэм Майкл, Williams: «В последние 12 месяцев мы уверенно зарабатывали очки потому, что смогли добиться почти идеального соответствия измерений в аэродинамической трубе и лабораториях вычислительной гидродинамики с поведением машины на трассе».

За последние пять лет многие команды модернизировали свои полигоны или построили новые — Williams, Red Bull, BMW Sauber, Toyota, Honda — учитывая время, расходы и предстоящие поправки к регламенту, маловероятно что в ближайшее время появятся новые лаборатории, но потом все начнется сначала — срок службы аэродинамической трубы — пять лет, потом она изнашивается, теряет точность и просто устаревает.

Майк Гаскойн, Force India: «Должно пройти полгода, прежде чем инженеры освоятся с новым полигоном. Его надо запустить, откалибровать, убедиться в точности полученных результатов. Когда все будет готово, нужно построить модели соответствующего масштаба, еще раз все перепроверить и только потом можно начинать работу».

Современные аэродинамические лаборатории грандиозны и по своим возможностям, и по стоимости, но цена ошибки еще дороже, поэтому, чтобы минимизировать погрешности измерений, многие команды работают на двух полигонах…

Дэвид Пичфорд, бывший инженер Jaguar Racing, который строил аэродинамические трубы для Формулы 1, ChampCar, NASCAR и IRL: «Главная задача — воспроизводимость результатов, но люди часто забывают о том, что это лишь инструмент, моделирующий реальный мир, в котором борются гоночные машины, а не те модели, которые мы тестируем».

В последние годы физические тесты в аэродинамической трубе все чаще совмещаются с тестами виртуальными — компьютеры в лабораториях вычислительной гидродинамики (CFD) позволяют моделировать поведение отдельных элементов в необычных условиях — под дождем, или порывистым ветром.

Майк Гаскойн: «Технологии CFD быстро прогрессируют, к примеру сейчас мы проводим на компьютерах 95% измерений эффективности заднего антикрыла, но если нужно испытать небольшое дополнительное крылышко, то аэродинамическая труба незаменима. Пока большая часть исследовательских работ проводится в трубе, но эта пропорция меняется с каждым годом».

С чем работают команды

Ferrari

Одна труба в Маранелло. Работает с моделями 65% масштаба.

BMW Sauber

Одна труба в Хинвиле, 2004 года. Работает с моделями 60% масштаба, но способна испытывать и реальные машины.

McLaren

Основная труба в Уокинге и аренда полигона в Теддингтоне для корреляции данных. Обе работают с моделями 50% масштаба.

Renault

Одна труба в Энстоуне, 1998 года. Работает с моделями 50% масштаба.

Williams

Две трубы в Гроуве, последняя построена в 2004-м. Обе работают с моделями 60% масштаба.

Red Bull

Одна труба в Бистере (50%) и бывший военный полигон в Бедфорде (60%).

Toyota

Две трубы в Кельне, последняя построена в 2006-м. Обе работают с моделями 50% масштаба.

Toro Rosso

Команда использует трубу Red Bull в Бедфорде.

Honda

Две трубы в Брэкли, последняя построена в 2006-м. Обе работают с моделями 50% масштаба.

Super Aguri

Арендует трубу национальной Физической лаборатории в Теддингтоне, которая может работать с моделями 50% масштаба.

Force India

Одна труба в Брэкли, модернизированная от 40% до 50% моделей. Дополнительно команда арендует мощности на итальянском полигоне Aerolab, который позволяет работать с моделями 50% масштаба.

Экспериментальная база — ЦАГИ

Комплекс аэродинамических труб и газодинамических установок содержит более 60 установок, обеспечивающих моделирование условий полета при скоростях от 10 м/с до чисел, соответствующих М=25. Натурные дозвуковые аэродинамические трубы Т-101 и Т-104 позволяют проводить испытания крупногабаритных моделей тяжелых летательных аппаратов и их элементов, маневренных самолетов с различным составом вооружения, натурных крылатых ракет с работающим двигателем, а также исследование аэродинамики, устойчивости, управляемости и флаттера различных летательных аппаратов при дозвуковых скоростях.

В дозвуковых трубах Т-102 и Т-103 проводятся исследования на аэродинамически подобных моделях широкого спектра характеристик самолетов различного назначения.

Вертикальная аэродинамическая труба Т-105 служит для исследования характеристик моделей вертолетов и изучения штопорных качеств самолетов.

Трансзвуковые аэродинамические трубы переменной плотности Т-106, Т-112, Т-128 предназначены для исследований моделей военных и гражданских самолетов и их вооружения для окончательной отработки аэродинамики в широком диапазоне чисел Маха (до М=1,05 в Т-106 и М=1,7 в Т-128) и чисел Рейнольдса.

Труба Т-128 обладает уникальной системой адаптивной перфорации, практически исключающей влияние стенок рабочей части на характеристики моделей, а оснащение ее сменными рабочими частями обеспечивает проведение всех известных видов аэродинамических экспериментов и существенно сокращает затраты времени на замену моделей и подготовку экспериментов.

Сверхзвуковые аэродинамические трубы Т-108, Т-109, Т-113, Т-114 служат для исследования моделей сверхзвуковых самолетов и ракет (ракеты небольших размеров могут испытываться с работающим двигателем). Изучаются аэродинамические характеристики, устойчивость и управляемость, флаттер, реверс, разделение объектов, аэродинамика силовых установок в широком диапазоне летных чисел Маха (от 0,4 до 6,0).

Наличие в аэродинамической трубе Т-109 многорежимного регулируемого сопла значительно расширяет ее экспериментальные возможности, особенно при исследованиях воздухозаборников силовых установок, флаттера ЛА.

Гиперзвуковые аэродинамические трубы Т-116 и Т-117 предназначены для испытаний моделей гиперзвуковых самолетов, ракет, космических аппаратов при скорости потока числа М=20.

Специализированные аэродинамические трубы СВС-2, ТПД и Т-131 предназначены для отработки аэродинамики силовых установок во всем летном диапазоне скоростей, вплоть до гиперзвуковых.

В вакуумных аэродинамических трубах ВАТ-3, ВАТ-102, ВАТ-103, ВАТ-104 проводятся исследования, связанные с созданием объектов воздушно-космической техники.

Некоторые из аэродинамических труб ЦАГИ достойны занесения в книгу рекордов Гиннесса. К ним относятся натурная дозвуковая аэродинамическая труба Т-101 с размером рабочей части 14×24 м, трансзвуковая труба Т-128 с рабочей частью размером 2,75×2,75 м, сверх- и гиперзвуковые трубы Т-116 и Т-117 с рабочей частью диаметром 1 м.

Такие установки, как, например, СМГДУ с магнитогидродинамичес-ким разгоном потока до скорости более 8000 м/с или УГСД с мультипликатором давления, в котором достигаются давления торможения в форкамере до 5000 атм, вообще не имеют аналогов в мире!

Лаборатории прочности имеют в своем составе залы с силовым полом и необходимое оборудование для статических и ресурсных испытаний натурных конструкций в сборе и отдельных агрегатов, а также электрогидравлические испытательные машины и стенды с усилием от 1 до 2500 т. Зал статических испытаний имеет площадь силового пола 3600 м2, а зал ресурсных испытаний — 6300 м2.

Комплекс теплопрочностных и акустических камер состоит из целого ряда термовакуумных установок, установки МАК -1 с размерами камеры 2×1,5×0,25 м и уровнем генерируемого шума до 162 дБ, реверберационной камеры РК-1500 с испытательным боксом 9×11×14 м. и уровнем генерируемого шума до 163 дБ, тепло-прочностной вакуумной камеры ТПВК, предназначенной для исследования прочности натурных космических аппаратов. Этот комплекс обеспечивает испытания конструкций при воспроизведении реальных силовых, температурных и акустических нагрузок, а также климатических условий, действующих на летательные аппараты во всем диапазоне их применения.

Двигательные и компрессорные стенды активно используются для экспериментальных исследований гиперзвуковых воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД), комбинированных силовых установок (ТРД+ПВРД, ТРД+ПВРД+ЖРД), процессов горения топлива в до- и сверхзвуковых камерах сгорания (ПВРД и ГПВРД), воздухозаборников и сопел силовых установок с ВРД, систем газоструйного управления ЛА, компрессоров ТРД и ВРД.

Экспериментальная база для исследования динамики полета летательных аппаратов и систем управления состоит из различных пилотажных стендов, а также вычислительных комплексов для отработки структуры и функционирования цифровых систем управления, моделирования динамики движения аппаратов в реальном масштабе времени и др.

Воздушно-энергетический комплекс института обеспечивает работу аэродинамических труб всех типов, проведение прочностных испытаний и содержит компрессорно-газгольдерные станции для получения и хранения сжатого воздуха низкого (до 12 атм) и высокого (до 320 атм) давления в объемах до 120 000  м3.

Уникальность и национальная значимость экспериментальной базы ЦАГИ определяются, прежде всего, комплексностью ее состава, техническими характеристиками установок и научно обоснованной целесообразностью ее использования в процессе создания современной авиационной и ракетной техники военного и гражданского назначения, а также наземных и морских транспортных средств, инженерных сооружений, оборудования и систем топливно-энергети-ческого комплекса и много другого.

Аэродинамические трубы как инструмент исследования Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 533.682

Р. Р. ЖАМАЛОВ, Е. В. КОРОЛЕВ, А. И. КОТИН

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТРУБЫ КАК ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ключевые слова: воздух, поток, критерии, подобие, натура, масштаб, аэродинамика, труба, тип, параметры, испытание, сходимость, условие, устройство.

Аннотация. Рассмотрено общее устройство аэродинамических труб, их типы. Приведены технические показатели аэродинамических труб для нужд автостроения.

Аэродинамические показатели автомобиля определяют либо дорожными испытаниями, либо экспериментом в аэродинамической трубе. Расчетных методов с высокой точностью в настоящее время не существует. Этому есть простое объяснение — внешняя форма кузова легкового автомобиля очень сложна и не поддается математическому описанию. К тому же теоретическая аэродинамика автомобиля находится в зачаточном положении. Известные расчетные методики получены эмпирическим путем.

Их можно использовать для автомобилей, имеющих конкретные габаритные размеры и ограничения геометрических параметров формы. Дорожные испытания предполагают наличие натурного объекта, что препятствует использование их на ранней стадии проектирования автомобиля. Существуют различные методики проведения дорожных испытаний, но, тем не менее, именно в ходе эксперимента в аэродинамических трубах определяют полную аэродинамическую характеристику проектируемого автомобиля или серийного. В ходе дорожных испытаний невозможно получить полную аэродинамическую характеристику, включающую шесть компонентов — три безразмерных коэффициента сил и три коэффициента моментов. Проведение дорожных испытаний требует дорогостоящего оборудования и длительного времени. Влияние погодных условий снижает достоверность получен-

© Жамалов Р. Р., Королев Е. В., Котин А. И.

ных результатов. Плюсом дорожных испытаний является то, что результаты получены в реальных условиях, когда есть движение автомобиля относительно неподвижной опорной поверхности и неподвижного воздуха. В трубном эксперименте объект исследований неподвижен, как и опорная поверхность, имитирующая полотно дороги. Обращенное движение воздуха дает практически полное тождество обтекания автомобиля в реальных условиях [1]. Удобнее проводить опыты с неподвижным объектом. Степень достоверности полученных результатов зависит от соблюдения критериев подобия — геометрического, кинематического и числа Рейнольдса. Трубный эксперимент позволяет определить направление изменений внешней формы при работе с масштабными моделями уже на ранней стадии проектирования. Применение масштабных моделей оправдано на стадии поиска перспективной формы автомобиля. На моделях малых масштабов трудно воспроизвести в полном объеме форму автомобиля с имитацией поддни-щевой зоны, водоотводящих желобков, дверных ручек, системы охлаждения и т.д. На более поздней стадии в аэродинамическом эксперименте участвуют полномасштабные модели и натурные образцы автомобилей. Такой эксперимент требует больших финансовых и временных затрат.

Аэродинамическая труба является инструментом для исследователя, позволяющим получать результаты взаимодействия движущегося равномерного воздушного потока и находящегося в нем твердого тела. Движение воздушного потока создается работой вентилятора, имеющего привод от электромотора. Аэродинамические трубы для нужд автомобилестроения относят к классу низкоскоростных. Существует несколько типов [2] аэродинамических труб (рис. 1) — прямоточные и с закрытым контуром (замкнутая труба). Место, где установлен испытуемый объект, называется рабочей частью трубы. Рабочая часть может быть открытой (воздушный поток не ограничен жесткими стенками), закрытой (ограничение стенками) и с щелевыми стенками. Преимуществом открытой рабочей части является свободный доступ к исследуемому объекту, приборам. Объект, помещенный в рабочей части создает так называемое загромождение. Чем меньше загромождение, тем выше достоверность результатов испытаний. С увеличением степени загромождения скорость воздушного потока, обтекающего объект, превышает тарированную и поэтому в результаты требуется введение поправок. Обычно степень загромождения в автомобильных трубах не превышает 5…6 %. В каждой аэродинамической трубе в результаты испытаний вводят различные поправки, учитывающие

загромождение поперечного сечения рабочей части, ее тип, форму. Основным требованием к аэродинамической трубе является создание качественного потока. Так, например, поле скоростей в рабочей части должно быть постоянным в каждом ее сечении, градиент статического давления там же должен отсутствовать по всей длине. Показателем качества воздушного потока является его начальная турбулентность в рабочей части трубы. Степень турбулентности выражается в процентах и равна отношению средней квадратичной величине пульсацион-ной скорости к значению скорости потока. В аэродинамических трубах степень турбулентности определяют продувкой шара при разных скоростях или при одной скорости шаров разных диаметров.

Условно каждая аэродинамическая труба имеет четыре части [3].

Коллектор (конфузор) расположен перед рабочей частью. В коллекторе воздушный поток разгоняется до необходимой скорости. Площадь коллектора по величине больше площади поперечного сечения рабочей части трубы, что определяет степень поджатия. В коллекторе размещается хонейкомб, назначение которого состоит в уменьшении турбулентности и обеспечение равномерности воздушного потока. Турбулентность не должна превышать 1 %. В рабочей части трубы установлены весы, как правило, шестикомпонентные. Ветровая нагрузка, действующая на модель или автомобиль, фиксируется весами. Объект испытанийимеет возможность установки или соосно рабочей части или под необходимым углом. Поддерживающие объект элементы оказывают влияние на воздушный поток и в трубах это учитывают. Чувствительность весов в современных трубах очень высока. При массе автомобиля около тонны весы фиксируют изменение нагрузки в десять граммов! За рабочей частью следует диффузор. В диффузоре происходит превращение кинетической энергии на выходе из рабочей части в энергию давления. Движение воздушного потока обеспечивает агрегат привода, включающий электродвигатель и вентилятор (винт). Вентилятор должен быть тщательно отбалансирован. Перед вентилятором устанавливают предохранительную сетку.

Технические данные аэродинамических труб, используемые для испытаний автомобилей приведены в таблице. Часть труб предназначены для продувок масштабных моделей автомобилей. Распространенными являются следующие масштабы — 1:4, 1:5, 3:8. В аэродинамических трубах, используемых для экспериментов с болидами формулы 1, масштаб объектов по международным правилам не должен превышать 1:2. В данной статье такие трубы не рассматриваются.

Не редкостью является тот факт, когда для автомобиля в разных источниках приводятся величины коэффициента лобового сопротивления, значительно отличающиеся друг от друга. Объясняется это не только приукрашиванием качеств новых легковых автомобилей производителями, но и рядом технических причин. К примеру, величина аэродинамического сопротивления зависит от параметров положения, комплектации автомобиля, степени загрузки и т.п. При публикации сведений по аэродинамике легкового автомобиля производитель не дает ссылок на подобную информацию. По договоренности ряда ведущих автопроизводителей и владельцев автомобильных аэродинамических труб (Volkswagen, Daimler — Benz, Fiat, Pininfarina, MJRA) с соблюдением равных требований к условиям испытаний был продут один и тот же объект [4].

Эксперимент показал хорошую сходимость результатов при соблюдении равных условий. Максимальные стандартные отклонения составили 2,29 %. В среднем измеренные значения коэффициента лобового сопротивления ниже на 1,7 % в трубе CRF и больше на 0,9 % в трубе VW.

Среднее значение коэффициента подъемной силы изменялось в ходе эксперимента от +0,138 до -0,285 при наибольшем стандартном отклонении ± 0,036. Значения коэффициента давления отличаются не более чем на 0,1. Была определена корреляция между результатами испытаний в дорожных условиях и в аэродинамических трубах. Величина коэффициента лобового сопротивления, измеренная на дороге инерционным методом, незначительно превышает значение, полученное в аэродинамической трубе (Сх = + 0,006). Важным результатом эксперимента является вывод о ничтожно малом влиянии отсутствия вращения колес и отсоса пограничного слоя с поверхности имитирующей дорогу.

Погрешность измерения аэродинамического сопротивления, а это основной параметр, мала. В трубе VW она составляет Сх = (0,002…0,003). В трубе Казанского Государственного Технического Университета Сх = ± (0,0031.0,0048), С, = ± (0,0041.0,0085).

Точность измерений коэффициентов аэродинамических сил в трубе MJRA:

— коэффициент лобового сопротивления Сх = ± 0,005;

— коэффициент подъемной силы Cz = ± 0,023;

— коэффициент боковой силы Су = ± 0,009.

Таблица 1 — Технические данные аэродинамических труб

№ Труба Страна Год Тип трубы Рабочая часть Степень поджатия Пло- щадь сопла м2 Макс. V потока км/ч Равно- мерность потока % Степень турбу- лентно- сти N, kw

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Behr Г ермания открытая 6 5,24 120 147

2 BMW Г ермания 1981 замк щелев.ст 3,66 20 160 1676

3 BMW Г ермания 2009 замк. открытая 25 300

4 Caltech США закрытая н.д. 7,3 210 625

5 Chrysler США 1934 открытая 5,56 4,74 190 560

6 Daimler-Benz Г ермания 1976 замк. открытая 3,53 32,6 270 ±1 0,25 4000

7 DNW Г ермания-Нидерланды 1976 замк. закрытая 4,8 90,25 220 12700

8 DNW Г ермания-Нидерланды 1976 замк. закрытая 9 48 400

9 DNW Г ермания Нилеплянлы 1976 замк. закрытая 12 36 547

10 Fiat CRF Италия замк. полуоткр. 4 12 160

11 Fiat CRF Италия 1976 замк. открытая 4 30 200 ±1 0,1

12 FKFS Г ермания открытая 4,16 6 200

13 FKFS Г ермания открытая 4,41 22,5 220

14 Ford открытая 4 24,0/ 86 182/ 998

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

15 Ford США замк закрытая 3,8 23,2 201 ±3

16 General Motors США 1980 замк. закрытая 5 65,9 240 4500 л.с.

17 Hyundai Ю. Корея 55,4 200

18 Honda Япония 2010 замк. закрытая 17 288 0,2

19 Inst. Aero. St. Cyr Франция 1976 откр. щелев.ст. 5 15 144 ±1

20 JARI Япония 1976 не зам закрытая 4,06 12 205 ±1 0,25

21 Lockheed США 1968 замк. закрытая 7,02 35,1 406 ±0,25 0,4

22 Georgia бегущ.л-та

23 Mazda Япония закр./ откр. 6 24 230

24 MIRA Англия 1960 откр закрытая 1,45 34,9 140 ±2 0,8

25 Mitsubishi Япония 1981 закр./ откр. 6 24 216 ±1 0,2

26 NRC Канада 1970 замк. закрытая 6 83,6 200 ±1

27 Nippon Soken Япония закрытая 3,66 17,5/12 120/200 1450

28 Nissan Япония 1968 не зам закрытая 2,86 21 119 ±1,5

29 Opel Г ермания закрытая 4,3 22,45 120 460

30 Porsche Г ермания 1986 замк. щелев.ст 6,06 22,3 230 ±0,4 0,15… 0 99 2200

31 Pininfarina Италия 1972 откр. полу откр. 6,2 11,75 150 ±0,5 0,26 625

On

О

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

32 Porsche масштаб. Г ер мания 1986 замк щелев.ст. 13,95 238 ±0,4 0,15… 0,29

33 Toyota Япония закрытая 3,66 17,5 200 1500

34 Sofica Франция закрытая 11,0/ 4,3 80/ 170 380

35 Volkswagen Г ер мания открытая 6 6 170/ 180 460

36 Volkswagen Г ер мания 1967 замк. полуоткр. 4 37,5 180 ±1,2 0,6 2600

37 Volvo Швеция открытая 6,6 4,32 190 500

38 Volvo Швеция 1986/ 2006 щелев.ст 6 27,06 200/ 250 ±0,8 0,2 2300/ 5000

39 VRC Канада 1970 замк закрытая 6 83,6 200 ±1 1

40 НИЦИАМТ Россия 1986 замк. 144

41 ПАДГ ВАЗ Россия 1996 замк щелев.ст. 6 22,3 216 0,2 2300

42 ПАДГ ВАЗ масштаб. Россия 1996 замк. щелев.ст 6 1,395 216 220

43 Т-1ККАИ масштаб. Россия замк. открытая 3,97 216 ±1,02 0,35

44 Т-104 Россия замк. открытая 38,5 432

Аэродинамические трубы изначально предназначались для испытаний летательных аппаратов. И для них важнейшим параметром является аэродинамическая подъемная сила. Но как видно из приведенного материала точность ее определения на порядок ниже.

Современные легковые автомобили имеют малые значения коэффициента лобового сопротивления и следствием этого является увеличение значимости проработки конструкции днища. Для соблюдения реальных дорожных условий применяют отсос пограничного слоя с опорной поверхности. С этой же целью неподвижную поверхность заменяют бегущей лентой. Резервом снижения аэродинамического сопротивления является также проработка зон арок колес. На решение этих задач и направлены усилия автомобильных аэродинамиков.

С увеличением мощности компьютеров, появлением компьютерных программ роль трубных испытаний не уменьшается. Они дополняют друг друга.

CRF Volkswagen

NISSAN

Pininfarina

MIRA

Daitlez Benz

ВАЗ

КАИ

Рисунок 1 — Типы аэродинамических труб

ЛИТЕРАТУРА

1. Горлин С. М., Слезингер И. И. Аэромеханические измерения. М.: Наука, 1964. 720 с.

2. Михайловский Е. В. Аэродинамика автомобиля М.: Машиностроение, 1973. 224 с.

3. Пэнкхерст Р., Холдер Д. Техника эксперимента в аэродинамических трубах — М.:Иностранная литература , 1955. 667 с.

4. Costelli A., Garrone A., Visconti A., Buchheim R., Cogotti A., Kuhn A. FIAT research center reference car: correlation tests between tour full scale European wind tunnels and road. «SAE Tech. Pap. Ser.», 1981,

№ 810137, pp. 1-43.

WINDPIPES — A RESEARCH TOOL

Keywords: air flow criteria, similarity, nature, scope, aerodynamics, tube, type, parameters, test the convergence condition, the device.

The summary. Considered overall structure of wind tunnels, their types. The technical parameters of wind tunnels for the needs avtostroeniya.

ЖАМАЛОВ РАФИК РАФАИЛЕВИЧ — аспирант кафедры Тракторы и автомобили ГБОУ ВПО Нижегородский государственный инженерно — экономический институт, ([email protected]). КОРОЛЕВ ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ — к.т.н., профессор кафедры Тракторы и автомобили ГБОУ ВПО Нижегородский государственный инженерно — экономический институт,

([email protected]).

КОТИН АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ — аспирант кафедры Тракторы и автомобили ГБОУ ВПО Нижегородский государственный инженерно — экономический институт, ([email protected]).

KOROLEV EVGENEI VIKTOROVICH — professor of tractors and cars GBOU VPO Nizhny Novgorod State University of Engineering — Economic Institute, ([email protected]).

ZHAMALOV RAFIK RAFAILEVECH — graduate student, tractors and cars GBOU VPO Nizhny Novgorod State University of Engineering — Economic Institute, ([email protected]).

KOTIN ALEKSANDER IVANOVICH — graduate student, Trucks and Tractors GBOU VPO Nizhny Novgorod State University of Engineering—_Econamic_Institute1([email protected]).__________________________

Что такое аэротруба

Немного истории

Впервые человек взлетел в аэродинамической трубе в 1964 году. А в широкое, пользовательское распространение аэротрубы попали в конце 90-х годов. Парашютисты использовали их для оттачивания своего мастерства, но со временем, аэродинамические трубы получили широкое распространение. Профессиональные спортсмены, все так же используют их для своих тренировок перед выступлениями на соревнованиях. Но и любой желающий, может испытать на себе чувство свободного падения.

Аэродинамические трубы бывают разные по размеру, мощности, но главное их отличие друг от друга в типе конструкции. Различают открытые и закрытые трубы. В открытых трубах нет потолка, и поэтому они зависят от погодных условий и функционируют только в теплое время года и светлое время суток. Аэродинамическая труба NeoFly — закрытого типа, и поэтому функционирует круглый год в любую погоду.

Время, проведенное у нас, это непередаваемое ощущение полета, которое останется с вами ещё на долгое время. Наш дружелюбный персонал создает приятную атмосферу для активного отдыха. Кафе, работающее в комплексе NeoFly, позволит вам приятно провести время до и после полета, а также поделиться впечатлениями за чашечкой вашего любимого напитка.

Полет в трубе, осуществляется за счет сильного напора воздуха, но не волнуйтесь, это абсолютно безопасно. Мы предъявляем самые строгие требования к качеству наших услуг. Наши инструкторы помогут вам подготовиться к первому полету и ответят на все вопросы, а если вы уже не новичок, то всегда помогут советом, и укажут направление для дальнейшего развития в этой сфере. Аэродинамическая труба это и спорт, и развлечение, и отличный способ просто поддерживать себя в тонусе.

Для людей, спортивно подходящих к вопросу полетов в аэродинамической трубе, есть специальные программы обучения. Люди, уже достигшие признания в этом, а также парашютном спорте, помогут вам. Индивидуальные программы и возможность тренировок — гарантированы всем желающим, кто хочет попробовать свои силы в этом виде спорта. Мы не только преподаем теорию полета, но и выработаем у вас мышление чемпионов. Мы тесно связаны с философией полета, и будем рады поделиться ей с вами.

Так же, для самых маленьких летунов, у нас открыта детская школа полетов, где детей, по специальной программе обучат полету в аэродинамической трубе. Этот спорт укрепит здоровье ребенка, а также поможет ему пробудить внутреннюю мотивацию к активной жизни. Сейчас, в век цифровых технологий, как никогда важно давать детям возможность активного отдыха.

Не важно — взрослый вы или ребенок, профессионал или любитель. Мы всегда ждем вас и ваших близких в единственном аэродинамическом комплексе в Казани.

Малотурбулентная дозвуковая аэродинамическая труба Т-324

       

Общий вид 

Рабочая часть установки Т-324 с автоматизированным  комплексом термоанемометрического исследования

Общее описание

Малотурбулентная аэродинамическая труба дозвуковых скоростей Т-324 является установкой замкнутого типа с закрытой рабочей частью сечением 1 х 1 м и длиной 4 м. Диапазон скорости потока – V = 2-100 м/с, что соответствует числу Рейнольдса по поперечному размеру рабочей части Re = (0,13 – 6,7)*106 при максимальном числе Re по длине рабочей части – 26,6*106. Статическое давление в рабочей части близко к атмосферному. Время рабочего режима не ограничено.

К основным конструктивным особенностям аэродинамической трубы следует отнести:

  • значительную степень поджатия потока в коллекторе n = 17,6;
  • наличие отсека со сменными детурбулизирующими сетками;
  • повышенные требования к геометрии контура и чистоте внутренних поверхностей;
  • применение вентилятора с многолопастным рабочим колесом и малой окружной скоростью на лопатках;
  • наличие спрямляющего аппарата и поворотных лопаток;
  • использование специальных мер по защите основных узлов от вибраций;
  • наличие системы регулирования скорости вращения вентилятора с точностью поддержания заданного числа оборотов не хуже 0,03%;
  • наличие системы охлаждения потока;
  • наличие системы компенсации нарастания пограничного слоя и снижения продольного градиента давления в рабочее части;

 Наличие выше перечисленных систем и конструктивных особенностей аэродинамической трубы Т-324 позволило добиться следующих параметров потока в ее рабочей части:

  • степень турбулентности потока при V ≤ 100 м/с – ɛu ≤ 0,04%;
  • неравномерность поля скорости в поперечном сечении ∆V/Vo ≤ 0.1%;
  • продольный градиент скорости потока в рабочей части при V ≤ 100 м/с – dV/dX = 0.0007;
  • акустическая степень турбулентности потока при V ≤ 40 м/с – ɛp ≤ 0,0025%.

Данные параметры потока в рабочей части трубы позволяют утверждать, что аэродинамическая труба Т-324 как минимум не уступает, а зачастую превосходит лучшие зарубежные установки такого типа.

Исследования, проводимые на Т-324:

  • возникновение турбулентности в двух- и трехмерных пограничных слоях;
  • отрыв ламинарных и турбулентных пограничных слоев;
  • методы управления переходом к турбулентности и отрывными течениями;
  • ламинарно-турбулентный переход при высоком уровне возмущений потока;
  • управление структурой и характеристиками когерентных вихревых структур.

Методические подходы

  • использование автоматизированного термоанемометрического метода исследований, сбор пневмометрических данных, определение поля скоростей по изображениям частиц (PIV), весовые испытания;
  • визуализация потока с применением дыма, жидкокристаллических, сублимирующихся и саже-масляных покрытий;
  • моделирование возмущений ламинарного течения акустическими колебаниями потока, источниками вибраций, размещаемых в потоке и на поверхности тестовых моделей, локальными элементами неоднородности течения и т.д.

 

Примеры исследований, проведенных в Т-324 ИТПМ СО РАН

 

Разработка новой формы несущей поверхности для малоразмерных летательных аппаратов (волнистое крыло, обладающее значительными преимуществами по сравнению с обычным классическим крылом — увеличивается подъемная сила и улучшается устойчивость в полете, что позволяет избежать срыва в штопор.)

 


Обтекание модели беспилотного аппарата в Т-324 при натурных числах Рейнольдса

 


Исследования образования турбулентности на стреловидном крыле за различными

типами шероховатости (удлиненные вдоль размаха и точечные).

 

Что такое аэротруба? Виды аэродинамических труб: закрытого и открытого типа


Что такое аэротруба

Аэродинамическая труба – это тренажер свободного падения. Механизм аэротрубы простыми словами можно описать как работу гигантского вентилятора, который нагнетает снизу воздух, за счет чего человек может подниматься вверх и ощущать свободный полет.

Для чего нужна?

Первоначально конструкция задумывалась для тренировок парашютистов и военных. Однако аттракцион приобрел огромную популярность среди людей, профессионально не связанных с небом, так как никакой специальной физической подготовки для полетов в ней не требуется.

Виды аэротруб

Существует несколько типов аэродинамических труб: открытые и закрытые. Принцип их работы схожий — свободное парение достигается при помощи сильного воздушного потока. Аэротруба закрытого типа имеет больший диаметр и высоту полетной зоны. Еще одним преимуществом перед открытой конструкцией является отсутствие зависимости от погодных условий. Комфортная температура и влажность воздуха в закрытой аэротрубе поддерживается специальным оборудованием.

Vacuum – лучшее место для ваших полётов

Полёт в аэротрубе – это экстремальное развлечение, которое вы давно мечтали попробовать? Время пришло, а мечта никогда не была так близко.

Самое удобное место для получения новых незабываемых эмоций – комплекс Vacuum в Сокольниках. Сюда одинаково просто добраться на общественном транспорте от метро Сокольники и на собственном авто. Для удобства есть своя бесплатная парковка.

В новом аэродинамическом комплексе расположена лучшая аэротруба закрытого типа в Москве с ровным потоком.

Как устроена аэродинамическая труба Vacuum?

Представьте себе огромную колбу высотой 11 метров со стенками из бронированного прозрачного стекла, в которую под большим давлением нагнетается воздух. Воздушный поток аэротрубы, движущийся со скоростью от 80 до 288 км/час, держит человека в состоянии свободного падения. Диаметр колбы 3 метра позволяет одновременно летать четырем спортсменам, профессионально занимающиеся аэротрубными дисциплинами парашютного спорта.

Почему это будет ваш лучший полёт в аэротрубе? Потому что в комплексе для этого предусмотрено всё. Продуманная инфраструктура современного просторного комплекса, где каждый ваш шаг приближает к мечте. О безопасности заботятся опытные спортсмены-инструкторы, чьи инструкции следует выполнять, чтобы получить максимум удовольствия и впечатлений от полёта в аэротрубе.

Новейшее современное оборудование, удобное расположение и квалифицированный персонал создадут для вас потрясающую атмосферу!

В уютном кафе можно обсудить с друзьями свои эмоции от полёта, а в предполётной зоне с арт-объектами сделать на память эффектные селфи до следующего лучшего полёта в вашей жизни, который будет совсем скоро.

Для спортсменов действуют бонусные программы, и есть возможность получить новые навыки полета от лучших инструкторов аэротрубного и парашютного спорта.

Записаться на полет

Наш менеджер свяжется с вами и поможет
оформить заказ

Контакты

Контакты

QR-код геолокации:

Адрес:

Москва, Богородское шоссе, владение 18, строение 9 (парк Сокольники)

Телефон:

+7 (495) 260-85-58

Режим работы:

с 10:00 до 24:00, без выходных

Аэродинамические трубы с замкнутым контуром — Aerolab

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 измерения (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) футы (футы)

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

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

  • Скорость туннеля

  • Каковы минимальные / максимальные рабочие скорости в туннелях ?
  • Максимальная скорость туннеля
  • километра в час (км / ч) метров в секунду (м / с) количество узлов и дыма в секунду (кадр / с) миль в час (миль / ч)

  • Уровень турбулентности

  • Равномерность потока

  • Весы

  • Будут ли установлены внутренние и внешние весы силы / момента (доступны в AEROLAB)? Если да, опишите желаемые характеристики.
  • Информация о балансе внутренней силы / момента
  • Подъем
  • до
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Перетащите
  • до
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограммы (кг) граммы (г)

  • Боковое усилие
  • от
  • до
  • фунтов (фунты) ньютоны (Н) килограммы (кг) граммы (г)

  • Шаг шага
  • от
  • до
  • фунтов (фунты) ньютоны (Н) килограммы (кг) граммы (г)

  • Момент рыскания
  • до
  • фунты (фунты) ньютоны (Н) килограммы (кг) граммы (г)

  • Момент крена
  • до
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Информация о балансе внешней силы / момента
  • Подъем
  • до
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) ) граммы (г)

  • Перетащите
  • до
  • фунта (фунтов) ньютонов (Н) ки логограммы (кг) граммы (г)

  • Боковое усилие
  • от
  • до
  • фунта (фунта) ньютона (Н) килограмма (кг) грамма (г)

  • Шаг шага
  • от
  • до
  • фунтов (фунтов) ньютоны (Н) килограммы (кг) граммы (г)

  • Момент рыскания
  • до
  • фунты (фунты) ньютоны (Н) килограммы (кг) граммы (г)

  • Момент вращения
  • до
  • фунты (фунты) ньютоны (Н) килограммы (кгграммы (г)

  • Система позиционирования модели

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

    Ввод будет в градусах

  • Регулировка тангажа

    с моторным приводом, с ручным управлением

  • Рыскание
  • от
  • до

    Ввод будет в градусах

  • Контроль рыскания

    с моторным приводом, с ручным управлением

  • Система

  • 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?

    Входные данные будут в градусах

  • Градусах

    Фаренгейта (° F) Цельсия (° C)

  • Опишите систему охлажденной воды.
  • Информация о месте установки

  • Опишите в масштабе предполагаемое место установки.
  • В помещении или на улице?
  • По возможности предоставьте фотографии сайта.

    Перетащите файлы сюда или Выбрать файлы

    Максимум. размер файла: 50 МБ.
  • 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.

    Перетащите файлы сюда или Выбрать файлы

    Максимум. размер файла: 50 МБ.
  • 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 убрать экраны, снижающие турбулентность, после того, как туннель будет размещен? Ширина экрана примерно такая же, как ширина сжатия.
  • Какая электрическая мощность имеется в настоящее время на месте установки? По возможности предоставьте входные данные для напряжения, силы тока и частоты.
  • Можно ли обновить при необходимости?
  • Ваша контактная информация

  • Ваше имя *

    Первый Последний

  • Электронная почта *
  • Телефон *
  • Компания / Организация *
  • Дополнительные примечания
  • Электронная почта

    Это поле предназначено для проверки, и его следует оставить без изменений.

Δ

Узнайте, как и где работают аэродинамические трубы

Ветер и воздушный поток окружают нас повсюду. Его важно измерить, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию в наших домах, фабриках и офисных зданиях. Также необходимо измерять воздушный поток для обеспечения безопасности зданий (от резких ветров или ураганов) или в лабораториях, работающих с летучими химическими веществами. Аэродинамические трубы используются для калибровки и создания датчиков ветра, которые могут помочь в измерении скорости ветра.Они также используются, чтобы узнать больше об аэродинамике таких объектов, как автомобили, самолеты и поезда.

Как они работают

Аэродинамические трубы — довольно простая конструкция. Это длинная труба, заключенная в стекло, пластик, металл, а иногда и в целые здания. В аэродинамических трубах установлены мощные вентиляторы на обоих концах трубы. Один для подачи ветра на объект, а другой для вывода воздуха из туннеля. Таким образом, отсутствует обратный поток, который мог бы повредить собираемые данные.Аэродинамические трубы могут быть маленькими, как журнальный столик, или большими, как склад. У них часто есть несколько различных настроек для проверки объектов или повторной калибровки датчиков ветра при разных скоростях ветра. Таким образом, объект или датчик ветра не будут повреждены во время работы, а датчик ветра сможет точно и точно измерять ветер на улице или в помещении.

Как они используются

Аэродинамические трубы используются для калибровки и тестирования датчиков ветра. Ветромеры используются для измерения силы ветра на открытом воздухе, на заводах и даже в воздуховодах офисов и заводов.Это поможет предохранить воздуховоды от неисправности или повышения давления из-за проходящего через них воздуха. Он также может хорошо проветривать офисы и растения. Офисы, фабрики и заводы должны хорошо вентилироваться, чтобы обеспечить здоровье органов дыхания сотрудников, а в некоторых случаях они могут защитить сотрудников и продукты от попадания вредных химикатов в воздух. Многие производители эфирных масел имеют продуманные системы вентиляции, которые должны работать максимально эффективно, чтобы уберечь сотрудников от болезней или травм.

Аэродинамические трубы также используются для измерения аэродинамики определенных объектов и систем. Многие самолеты и автомобили помещаются в аэродинамические трубы до того, как их начнут массово производить. Это необходимо для проверки того, являются ли они аэродинамическими и будут ли они безопасно преформироваться на дороге или в небе. То же самое и с двигателями многих самолетов. Многие компании, включая NASA и Boeing, используют массивные аэродинамические трубы (часто занимающие целые здания) для испытаний своих самолетов и авиационных двигателей. Это важно для обеспечения безопасности и эффективности самолета.

Не все аэродинамические трубы одинаковы

Даже если вы никогда не сталкивались с аэродинамической трубой вблизи, скорее всего, вы видели хотя бы одну в рекламе автомобилей, телевизионных документальных фильмах или даже во время своего тура в НАСА. Но знаете ли вы, что существуют разные типы аэродинамических труб? Аэродинамическая труба — это инструмент, который инженеры используют для решения проблем с воздушным потоком, но, как и отвертки и гаечные ключи, существуют разные инструменты для разных работ.

Аэрокосмические аэродинамические трубы
Модель самолета в аэрокосмической трубе

Это то, о чем думает большинство людей, когда слышат термин «аэродинамическая труба».Аэрокосмический туннель помогает конструкторам и инженерам понять, как самолет будет вести себя в различных условиях полета. Аэрокосмические туннели обладают двумя очень важными характеристиками:

.
  1. Практически равномерный профиль скорости: Разработчики аэрокосмических аэродинамических труб стараются поддерживать как можно более постоянные скорости по всему поперечному сечению. Скорость естественным образом меняется у стен, но центральная часть хорошего аэрокосмического туннеля будет иметь почти постоянный воздушный поток.

  2. Низкая турбулентность: Турбулентность — это мера того, насколько порывистый поток; то есть, насколько скорость ветра колеблется выше и ниже желаемой скорости.Лучшие аэрокосмические туннели имеют очень низкий уровень турбулентности.

Аэродинамические трубы автомобильные

Обычно они очень похожи на аэрокосмические туннели, но автомобильные туннели часто имеют подвижный пол, который позволяет инженерам-испытателям моделировать движение автомобиля по дороге с различной скоростью.

Аэродинамические трубы для пограничного слоя атмосферы (ABL)
Аэродинамические трубы

ABL специально разработаны для инженеров, изучающих здания и сооружения. Атмосфера Земли резко меняется от уровня земли к верху здания.У земли ветер медленный и порывистый (турбулентный), но ветер более быстрый и менее порывистый на уровне крыши.

Модель Нью-Йорка в одной из аэродинамических труб ABL компании CPP

Эти изменения скорости ветра и турбулентности для небоскреба на Манхэттене отличаются от склада, окруженного сельскохозяйственными угодьями. По этим причинам туннели ABL имитируют

  1. Как скорость ветра увеличивается по мере того, как вы поднимаетесь над землей.

  2. Как турбулентность уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь над землей.

  3. Как окружающие здания, ландшафт и другие особенности влияют на эти характеристики.

Большинство туннелей ABL позволяют инженерам учитывать различные ветровые условия и включают вращающуюся платформу для имитации ветра, приближающегося со многих направлений.

Если ваш проект требует твердого понимания воздействия ветра, помните, что не все аэродинамические трубы созданы одинаково. Свяжитесь с CPP сегодня, чтобы наши опытные ветроэнергетики позаботились о том, чтобы ваш следующий проект был эффективным, безопасным и надежным.

Обязательно посмотрите, как вице-президент CPP Джон Картер объясняет создание аэродинамических труб с пограничным слоем атмосферы, стоя внутри них.

Лаборатория аэродинамических труб — Университет Олд Доминион

Лаборатория аэродинамической трубы содержит три различных аэродинамической трубы. Наиболее часто используемым является низкоскоростная аэродинамическая труба с замкнутым контуром .Существует также низкоскоростной туннель с открытым контуром с 6-дюймовым испытательным участком. Наконец, в лаборатории находится сверхзвуковой аэродинамический туннель . Эта страница посвящена низкоскоростной аэродинамической трубе с замкнутым контуром .


Описание сооружения аэродинамической трубы замкнутого цикла:

(Поставлено ООО «АэроЛаб», Лаураль, Мэриленд, 1971 г.)

Используется для обучения и исследований в бакалавриате и магистратуре;

  • Аэродинамика, авиация, автомобилестроение и архитектура

  • Техника измерения


Общие технические характеристики:


Секция высокоскоростных испытаний:

  • 3 на 4 фута, длина 8 футов, 55 м / с (123 миль / ч)

  • Поворотно-поворотный механизм (2DOF)


Секция низкоскоростных испытаний:

  • 7 на 8 футов, 7 футов в длину, 12 м / с (26 миль / ч)

  • 3-осевая траверса с компьютерным управлением


Тестовые программы:

  • Исследование взаимодействия судовой воздушной следа и несущего винта (С.Доан)

  • Исследование следа от земли дорожным транспортным средством (Дж. Чен)

  • Исследование следа транспортного самолета (Б. Сахин, Х. Явас)

  • MagLev Аэродинамика автомобиля (М. Уэллс, Б. Рено)

  • Классы MAE 621, MAE 406, MAE 407 (приборы)


Контрольно-измерительные приборы:

Система давления:

Скорость измерения изображения частиц (PIV)

  • Оценивает скорость микроскопических частиц дыма в плоскости, освещенной импульсным лазерным светом.

  • 2-3 компоненты скорости, 1-875-3.5 кадров в секунду

Анемометр с горячей проволокой (HWA)

  • Скорость охлаждения очень тонких нагретых проволок, помещенных в поток

  • 1-, 2-, 3-компонентный, частотная характеристика> 50 кГц

Сверхзвуковая аэродинамическая труба
Низкоскоростная секция и сужающееся сопло Крыло и датчик в сборе в высокоскоростной секции
Компьютеры для сбора данных и оборудование NI

Penn State Engineering: Aerospace Engineering

Дозвуковая аэродинамическая труба с низкой скоростью и низкой турбулентностью

Низкоскоростной аэродинамический туннель с низкой турбулентностью — это закрытый атмосферный туннель с одинарным возвратом.Испытательная секция имеет высоту 39,9 дюйма (101,3 см) и ширину 58,1 дюйма (147,6 см). Поворотные столы с электрическим приводом обеспечивают позиционирование и крепление двухмерных моделей, а шестикомпонентные тензометрические весы облегчают установку и измерения на трехмерных моделях. Интенсивность турбулентности в испытательной секции составляет приблизительно 0,05 процента при скорости 150 футов / с (46 м / с). Его выдающееся качество потока и система сбора данных позволяют получать качественные и надежные аэродинамические данные о аэродинамических профилях, самолетах, ветряных турбинах и т. Д.

Ключевой факультет: : Марк Момер

Характеристики туннеля:
  • Туннель с закрытым возвратом: 75 футов x 25 футов (24 м x 8 м)
  • Испытательная секция с закрытым горлом: 3,25 x 5 футов (0,99 м x 1,52 м)
  • Скорость: до 200 футов в секунду (64 м / с)
  • Низкая интенсивность турбулентности: <0,045%
  • Диапазон числа Рейнольдса: <50,000−3x10 6

Туннель пограничного слоя

Наш туннель пограничного слоя активно используется в наших лабораторных курсах для студентов и аспирантов.В этом туннеле также проводятся общие эксперименты, связанные со случайными студенческими проектами и небольшими исследовательскими грантами.

Некоторые из наших предыдущих исследований включают измерения пограничного слоя, общие двухмерные и трехмерные испытания аэродинамического профиля, измерения сопротивления длинных тонких транспортных средств, исследования сопротивления выпуклости, оценки вихревого флаттера винтокрылых аппаратов и, совсем недавно, разработку, тестирование и контроль ветряных турбин в микромасштабах.

Ключевой факультет: Рик Ол

Характеристики туннеля:
  • Закрыто-возвратный контур: 110 футов x 14 футов x 10 футов (33.5 м x 4,3 м x 3 м)
  • Испытательная секция с закрытым горлом: 2 x 3 x 20 футов (0,6 м x 0,9 м x 6 м)
  • Скорость ветра: от 0 до 150 кадров в секунду (от 0 до 46 м / с)
  • Интенсивность турбулентности: ~ 0,3%
  • Диапазон числа Рейнольдса: от 50 000 до 150 000
  • Необычно длинный испытательный участок позволяет проводить исследования пограничного слоя и длинные модели.

применений и разработок — Nova Science Publishers

Содержание

Содержание

Предисловие

Глава 1.Численное исследование влияния геометрии коллектора на аэродинамические характеристики потока внутри аэродинамической трубы
(Собхи Фриха, Зид Дрисс, Камель Хайчи и Сами Рихан, Университет Сфакса, Национальная школа инженеров Сфакса, Лаборатория электромеханических систем, Сфакс, Тунис)

Глава 2. Исследование влияния геометрии диффузора на аэродинамические характеристики потока внутри аэродинамической трубы
(Собхи Фриха, Камель Хайчи, Сами Рихан и Зиед Дрисс, Университет Сфакса, Национальная школа инженеров Сфакса, Лаборатория электрооборудования). Mechanic Systems, Сфакс, Тунис)

Глава 3.Влияние радиуса входного отверстия коллектора на турбулентный поток внутри аэродинамической трубы
(Собхи Фриха, Сами Рихан, Зид Дрисс и Камель Хайчи, Университет Сфакса, Национальная школа инженеров Сфакса, Лаборатория электромеханических систем, Сфакс, Тунис)

Глава 4. Исследование влияния вращающейся области на турбулентный поток вокруг ветряного ротора Савониуса
(Собхи Фриха, Зид Дрисс, Эмна Аяди, Зиед Масмуди и Мохамед Салах Абид, Университет Сфакса, Национальная школа инженеров Сфакса, Лаборатория Electro-Mechanic Systems, Сфакс, Тунис)

Глава 5.Исследование выбора зацепления аэродинамической ветряной турбины NACA2415
(Собхи Фриха, Зид Дрисс, Тарек Челби и Мохамед Салах Абид, Университет Сфакса, Национальная школа инженеров Сфакса, Лаборатория электромеханических систем, Сфакс, Тунис)

Глава 6. Исследование эффекта угла заклинивания аэродинамической турбины NACA2415 в аэродинамической трубе
(Тарек Челби, Зиед Дрисс, Собхи Фриха и Мохамед Салах Абид, Лаборатория электромеханических систем, Национальная школа инженеров Сфакса, Университет Сфакс, Сфакс, Тунис)

Глава 7.Исследование влияния профиля NACA ветряной турбины с горизонтальной осью в аэродинамической трубе
(Зид Дрисс, Тарек Челби, Собхи Фриха и Мохамед Салах Абид, Лаборатория электромеханических систем, Национальная школа инженеров Сфакса, Университет Сфакса, Сфакс , Тунис)

Глава 8. Компьютерное моделирование аэродинамической структуры препятствий с наклонной крышей с разной высотой в аэродинамической трубе
(Сла Дрисс, Зид Дрисс, Имен Каллель Каммун и Мохамед Салах Абид, Лаборатория электромеханических систем, Национальная школа инженеров Сфакса , Университет Сфакса, Сфакс, Тунис)

Глава 9.Испытания в аэродинамической трубе Delta Wing с Privileged Apex
(Иддир Бумрар и Зид Дрисс, факультет машиностроения, Университет Мулуда Маммери в Тизи-Узу, Тизи-Узу, Алжир, и другие)

Индекс


Ключевые слова : Аэродинамическая труба, аэродинамика, использование, дизайн, разработки, ветряные турбины, строительство, модели самолетов

Аудитория :
— Студенты PhD
— Промышленность
— Инженеры

Аэродинамические трубы

Департамент аэрокосмической инженерии Мичиганского университета может похвастаться десятью аэродинамическими трубами для учебных и исследовательских работ.Эти туннели находятся в ведении компании Aerodynamics and Propulsion, которая состоит из тесно интегрированной группы профессоров, техников и студентов аэрокосмического факультета.

Функция этой группы заключается в проведении экспериментальных и теоретических исследований, проведении лекций и лабораторных занятий, а также в подготовке кандидатских диссертаций. Исследовательские интересы группы включают широкий круг проблем гидродинамики, горения и движения, большая часть которых основана на экспериментах в аэродинамической трубе. Ниже приведен список объектов в аэродинамической трубе, которые предлагает департамент.

  • Дозвуковая аэродинамическая труба с низкой турбулентностью 5 футов x 7 футов
  • Сверхзвуковая аэродинамическая труба с переменным числом Маха
  • Эдвард А. Сталкер Дозвуковая аэродинамическая труба 2 фута x 2 фута
  • Дозвуковая аэродинамическая труба 2 фута x 2 фута Обучающая туннель
  • Дозвуковой ветер 6 дюймов Туннели для студенческих аудиторий лабораторий

(Аэродинамическая труба Мичиганского университета аэрокосмической техники была представлена ​​в специальном отчете WNEM.com 15 мая 2012 г. опасности, которые с ними сопутствуют.)

Дозвуковая труба с низкой турбулентностью 5 футов x 7 футов в аэродинамической трубе

Дозвуковой тоннель был построен в 1956 году совместными усилиями ВВС США. Первоначально он был разработан для изучения воздействия порывов ветра на воздушные суда, но с тех пор был модернизирован для различных применений. В настоящее время он полностью принадлежит университету и используется для обучения, исследований и обслуживания местной промышленности в качестве хорошо оборудованного и доступного ресурса для дозвуковой аэродинамической трубы.

Объект представляет собой замкнутый туннель с одним обратным трубопроводом с испытательной секцией шириной 7 футов, высотой 5 футов и длиной 25 футов.При коэффициенте сжатия 15: 1 и использовании нескольких диффузионных экранов достигается очень низкая турбулентность. Туннель может работать в непрерывном режиме со скоростью более 150 миль в час. Большие окна сбоку и сверху тестовой секции обеспечивают отличный обзор модели.

Данные о силе и моменте получены от системы балансировки под полом, способной выдерживать модели с общим весом более 300 фунтов. Он разрешает все шесть компонентов силы и момента с точностью до одной части на 3000, с точностью менее 0.1 процентная ошибка взаимодействия.

В аэродинамической трубе также есть приборы для измерения и регистрации рабочего давления, угла атаки или угла рыскания, статического давления в туннеле, динамического давления и температуры. Компьютер / система сбора данных используется для усреднения и записи результатов. Профили скорости пограничного слоя на стенках туннеля или на модели могут быть получены с помощью трубок Пито или датчиков с горячей проволокой.

Лаборатория имеет обширные возможности для визуализации потоков.Введение наполненных гелием пузырьков или дыма в поток, небольшие лопатки, установленные на заданной поверхности, чтобы показать направление потока, покрытие модели маслом и использование пучков — вот некоторые из этих методов. Доступны фотографические системы от неподвижного до движущегося (от 5 кадров / сек до 1 миллиона кадров / сек). Также доступны видеокамеры и рекордеры.

  • Технические характеристики:
  • Конструкция: Замкнутая обратная петля, диаметр 335 футов по средней линии
  • Испытательная секция: ширина 7 футов, высота 5 футов, длина 25 футов
  • Максимальная скорость: 170 миль в час с минимальным засорением, 150 миль в час при 3 квадратных футах блокировка
  • Коэффициент сжатия 15: 1
  • Источник энергии: 10-лопастной вентилятор, приводимый в действие двигателем-генератором мощностью 1200 л.с.
  • Тип баланса: 6-компонентная пирамидальная
  • Подъемная сила: 600 фунтов.
  • Сила сопротивления: 120 фунтов
  • Боковое усилие: 80 фунтов.
  • Момент шага: 3000 дюйм-фунт
  • Момент крена: 3000 дюйм-фунт.
  • Момент рыскания: 1800 дюйм-фунт.

Внутренние и внешние ставки использования аэродинамической трубы следующие. Пожалуйста, свяжитесь с г-ном Крисом Чартье, 734.764.6206, или по адресу [email protected], чтобы задать вопросы или назначить время для использования аэродинамической трубы 5 × 7.

  • Внутренняя ставка для пользователей U of M составляет 315 долларов США за час ветра
  • Внешняя ставка для пользователей, не входящих в U of M, составляет 630 долларов США.00 за ветровой час

Сверхзвуковая аэродинамическая труба с переменным числом Маха

Технические характеристики:

  • Конструкция: Прерывистая — продувочного типа, при котором воздух перетекает из атмосферного в откачанный резервуар.
  • Размер сопла: 4 x 4 дюйма
  • Диапазон Маха: от 1,3 до 4,6

Этот туннель был спроектирован в соответствии с контрактом ВВС для исследования контуров сопел с переменным числом Маха. Объект продолжает использоваться в учебных и исследовательских целях.

Оптическая система Schlieren установлена ​​на подвесной стреле, которая, в свою очередь, установлена ​​на рельсовой системе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *