DE904709C - Windkanal fuer Unter- und UEberschallgeschwindigkeit - Google Patents

Description

• Windkanal für Unter- und Uberschallgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft eine Windkanalanlage für Unter- und tYberschallgeschwindigkeit zur Durchführung von Versuchen und Messungen, wie z.B.
• Widerstandsmessungen von Flugmotoren, Flugzeugen oder Teilen derselben oder Stoß- und Bremswirkung von Fallschirmen oder Messungen ballistischer Art bei Luftströmungen kleinen und großen Querschnitts, und zwar sowohl im Freistrahl, wie es der Wirklichkeit entspricht, als auch in einer geschlossenen Meßstrecke.
• Will man in bekannten Luftumlaufkanälen Meßversuche dieser Art bei verschieden gesteigerten Überschallgeschwindigkeiten vornehmen, so erfordern sie einen wohl kaum erreichlbaren Leistungsaufwand, um solche Luftmengen, insbesondere bei großen Querschnitten, umzuwälzen.
• Um nun derartige Luftgeschwindigkeiten für erwähnte Zwecke auch bei bisher nicht erreichten Querschnitten zu ermöglichen, wird gemäß vorliegender Erfindung eine Windkanalanlage vorgeschlagen, welche darin besteht, daß ein Windturm oder Luftkessel mit einem um den Windturm oder Luftkessel 'kreisförmig angeordneten Umführungskanal, der von zwei Seiten zusammenläuft und in einen Windlaufkanal mündet, die Haupteinrichtung darstellt und ähnliche Windtürme oder Luftkessel ohne Umführungskantal die Hlilfseinrichtung der Windkanalanlage bilden und beide Einrichtungen durch Windleitungen mit dem Umführungskanal verbunden sind, wobei die Windtürme oder Luftkessel von einer Kompressoranlage mit entsprechendem Luftdruck gespeist werden. In einer solchen Windkanalanlage lassen sich hochkomprimierte Luftmassen großen Umfanges für kurzzeitige Versuche speichern oder für längere Versuchsvorgänge dauernd ergänzen und auf reduzier-tem Wege mit Hilfe des Umführungskanals in einen konstanten Luftstrom der jeweils erforderlichen Geschwindigkeit umwandeln.
• Bei der erfindungsgemäßen Windkanalanlage mit Windtürmen können dieselben auf bereits bekannte Art so ausgebildet sein, daß sich in dem Windturm ein frei sdiwebender und mit Belastung versehener Kolben befindet, der mittels eines luftdichten Mantels den inneren Raum des Windturms von der äußeren umgebenden Luft absondert.
• Der erfindungsgemäße Umführungskanal, in den die Luft aus dem Windturm durch eine entsprechende Anzahl Windleitungen geleitet wird, bildet eine gewisse Beruhigungsstrecke, durch welche ein ungestörter Luftstrom durch den Windlaufkanal zur'Düse ausströmen kann.
• Bei der erfindungsgemäßen Windkanalanlage mit vollkommen geschlossenem Luftkessel wird die für den Windturm verwendete Kolbeneinrichtung zur Erzielung eines dauernd konstanten Winddrucks durch Reduzierventile bekannter Art ersetzt, wobei dieselben für jeden Luftkessel in einer den Windleitungen des Umführungskanals entsprechenden Anzahl angeordnet und den Ventilverschlüssen solcher Windleitungen vorgelagert werden.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsart der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
• Die Abbildung zeigt im Schnitt und Grundriß einen Windturm 2 mit frei schwebendem Kolben 3, der mittels eines luftdichten Mantels 4 den Innenraum I des Windturms 2 von der äußeren umgebenden Luft absondert, und mit einem Umführungskanal 5, der in den Windlaufkanal 6 mündet, und zwar als Haupteinrichtung einer Windkanalanlage. Dieselbe Abbildung zeigt auch die im Windturm 2 strahlenförmig zum IJmfüihrungskanal 5 führenden Windleitungen 9, die mit einem Ventilverschluß 7 versehen sind, sowie die Luftzuführungsleitung 8 einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Kompressoranlage.
• Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Ausführung kann der Windlaufkanal 6 auch für eine geschlossene Meßstrecke ausgebaut werden, in welcher sich Widerstandsmessungen oder ballistische Feststellungen durchführen lassen.
• Die erfindungsgemäße Windkanalanlage hat folgende Wirkunigsweise: Durch die von einer :Kompressoranlage über die Luftzuführungsleitungen 8 in den Windturm 2 geleitete Luft wird der im Raum I für einen bestimmten Winddruck belastete Kolben 3 frei schwebend gehoben. Der vom Kolben 3 erzeugte Druck ist somit der maximale Winddruck der Anlage.
• Um diese Luftmasse durch den Windlaufkanal 6 zum Ausströmen zu bringen, sind in dem Windturm 2 eine Anzahl Windleitungeng gleichen Querschnitts mit Ventilverschluß 7 angeordnet, durch welche die Luft beim Öffnen des Ventilverschlusses 7 in den Umführungskanal 5 einströmt und sich auf das ganze Raumvolumen des Umführungskanals 5 im reduzierten Druckverhältnis gleichmäßig verteilt und in einem Luftstrom durch den Windlaufkanal 6 zur Düse ausströmt. ;Die Geschwindikeit der ausströmenden Luft hängt nun von dem summarischen Querschnitt der geöffneten Windleitungen g ab. Demnach wird die maximale Luftgeschwindigkeit einer solchen Anlage von dem summarischen Querschnitt der gesamten Windleitungen g bestimmt, die zu dem Umführungskanal 5 führen.
• Auf demselben Prinzip beruht auch die Anlage eines Luftkessels für einen solchen Windkanal. Der Unterschied besteht nur darin, daß durch den Kolbendruck der konstante Winddruck bis zur vollen Entleerung des Windturms aufrechterhalten bleibt, während bei dem Luftkessel der maximale Druck abnimmt, was eine ständig fallende Luftgeschwindigkeit zur Folge haben würde. Um dies zu vermeiden, sind erfindungsgemäß bei einer Luftkesselanlage Reduzierventile vorgesehen, durch welche die konstante Geschwindigkeit auch bei dieser Anlage erreicht wird.
• Die Erfindung hat den technischen Vorteil, daß vermöge ihrer Einrichtung Überschallgeschwindigkeiten für Luftströmungen mit großen Querschnitten, d. h. also mit großen Luftmengen, erzielt werden können, wie man sie bei Luftumlaufkanälen bekannter Bauart mit den bisherigen Mitteln nicht erreichen konnte. Bei der erfindungsgemäßen Windkanalanlage ist für die Umwälzung groß er Luftmassen bei Uberschallgeschwindigkeiten zwar keine Schwierigkeit vorhanden, es wird sich jedoch bei der Bauart solcher Anlagen für besonders große Querschnitte im Verhältnis zur Geschwindigkeit stets darum handeln, für die auftretenden Kräfte die entsprechende Festigkeit zu schaffen.
• Hierzu sind die technischen Voraussetzungen gegeben. Abgesehen davon hat man dort, wo die Festigkeit durch überaus große Querschnitte begrenzt sein sollte, bei der erfindungsgemäßenWindkanalanlage immer noch die Möglichkeit, in solchen Fällen Abhilfe zu schaffen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Windkanalanlage für Unter- und Überschallgeschwindikkeit zur Durchführung von Versuchen und Messungen bei Luftströmungen kleinen und großen Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß ein Windturm (2) oder Luftkessel mit einem um den Windturm (2) oder Luftkessel kreisförmig angeordneten Umfühführungskanal (5), der von zwei Gleiten zusammenläuft und in einen Windlaufkanal (6) mündet, die Haupteinrichtung darstellt und ähnliche Windtürme (2) oder Luftkessel ohne Umfü'hrungskanal (5) die Hilfseinrichtung der Windkanalanlage bilden und beide Einrichtungen durch Windleitungen (g) mit dem Umführungskanal (5) verbunden sind, wobei die Windtürme (2) oder Luftkessel von einer Kompressoranlage mit entsprechendem Luftdruck gespeist werden, wodurch in einer solchen Windkanalanlage hochkomprimierte Luftmasse großen Umfanges für kurzzeitige Versuche gespeichert oder für längere Versuchsvorgänge dauernd ergänzt und auf reduziertem Wege mit Hilfe des Umführungskanals (5) in einen konstanten Luftstrom der jeweils erforderlichen Geschwindigkeit umgewandelt werden können.
2. 2. Windkanalanlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Umführungskanal (5) auch nach Art von bekannten Luftumlaufkanälen eine von dem Windturm (2) oder Luftkessel getrennte Einrichtung bildet, die in diesem Falle eine Haupteinrichtung ohne Windturm (2) oder Luftkessel darstellt und ehellfalils durch Windleitungen (9) mit den Windtürmen (2) oder Luftkesseln der Hilfe einrichtung verbunden ist.
3. 3. Windkanalanlage nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Windturm (2) auf bereits bekannte Art, und zwar so ausgeführt ist, daß sich in demselben ein frei schwebender und mit Belastung versehener Kolben (3) befindet, der mittels eines lu,ftdlichten Mantels (4) den Innenraum (i) des Windturms (2) von der äußeren umgebenden Luft absondert.
4. 4. Windkanalanlage nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines vollkommen geschlossenen Luftkessels derselbe mit Reduzierventilen bekannter Art in einer den Windleitungen (g) des Umführungskanals (5) entsprechenden Anzahl versehen ist und diese den Ventilverschlüssen (7) solcher Windleitungen (g) vorgelagert bzw. übergeordnet sind.
5. 5. Windkanalanlage nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Windlaufkanal (6) nachgeschaltete und als Düse ausgebildete Teil der Windkanalanlage als auswechselbarer Körper ausgebildet ist.
6. 6. Windkanalanlage nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse durch einen Diffusor, der ebenfalls als auswechselbarer Körper ausgebildet ist, erweitert wird, um hinter demselben Strömungsverhältnisse mit noch größerem Querschnitt zu schaffen.