RU2020442C1

RU2020442C1 - Aerodynamic facility

Info

Publication number: RU2020442C1
Authority: RU
Inventors: М.Д. Белов
Original assignee: Дворянчиков Леонид Федорович
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: experimental aerodynamics. SUBSTANCE: aerodynamic facility gas barrel-shaped body 1, cylindrical shell 2, rotating disks 3 and 4 with blades 5 and 6, shafts 7 and 8, motors 9 and 10, cover 11, as well as model 12, its elastic-mass compensator 13 and rod 14 with flexible joints 15. EFFECT: widened experimental potentialities, prevention of inflow into cylindrical shell. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в прочностных и аэродинамических испытаниях моделей, совершающих колебания в газовом потоке. The invention relates to experimental aerodynamics and can be used in strength and aerodynamic tests of models oscillating in a gas stream.

Наиболее близкой по своей сущности к изобретению является аэродинамическая установка для получения потока воздуха, содержащая установленную на основании опору с шарнирно закрепленным в ней валом привода вращения, неподвижный цилиндрический стаканообразный корпус с закрепленной на дне внутри него коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и вращающийся диск, расположенный с открытой стороны цилиндрической оболочки с зазором от ее торца. Цилиндрический стаканообразный корпус установлен на основании, вал привода вращения связан с диском, диск выполнен с радиально расположенными лопатками, установленными со стороны торца цилиндрической оболочки, а зазор между ними выбран меньше высоты лопаток. The closest in essence to the invention is an aerodynamic installation for receiving an air flow, comprising a support mounted on the base with a rotation drive shaft pivotally mounted therein, a fixed cylindrical glass-like body with a coaxially arranged cylindrical shell fixed to the bottom and a rotating disk located with an open side of the cylindrical shell with a gap from its end. A cylindrical cup-shaped housing is mounted on the base, the rotation drive shaft is connected to the disk, the disk is made with radially arranged blades mounted on the side of the end face of the cylindrical shell, and the gap between them is selected less than the height of the blades.

Скорости потока в поперечном сечении этой установки изменяются по трапециевидному закону и в рабочей ее части совпадают с треугольным законом изменения окружных скоростей вращения точек диска. В результате аэродинамический контур модели обдувается косым потоком, что является недостатком установки. Кроме того, цилиндрическая оболочка в установке выполнена с раскрытым торцом. Поток затекает в оболочку через ее торец и тем самым вносит помехи в колебания упругомассового компенсатора испытуемой модели, размещенного в оболочке, в результате чего в установке отмечается недостаточно широкий диапазон экспериментальных возможностей. The flow rates in the cross section of this installation vary in a trapezoidal law and in its working part coincide with the triangular law of change in the peripheral rotational speeds of the disk points. As a result, the aerodynamic contour of the model is blown oblique flow, which is a disadvantage of the installation. In addition, the cylindrical shell in the installation is made with an open end. The flow flows into the shell through its end and thereby interferes with the vibrations of the elastic-mass compensator of the tested model placed in the shell, as a result of which an insufficiently wide range of experimental possibilities is noted in the setup.

Целью изобретения является расширение экспериментальных возможностей установки. The aim of the invention is to expand the experimental capabilities of the installation.

Поставленная цель достигается тем, что аэродинамическая установка, содержащая установленную на основании опору с шарнирно закрепленной в ней валом привода вращения, неподвижный цилиндрический стаканообразный корпус с закрепленной на дне внутри него коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и диск с радиально расположенными на нем лопатками, подвижно установленный от свободного торца цилиндрической оболочки с зазором, меньшим высоты лопаток, снабжена дополнительным диском с независимым приводом и с возможностью реверса вращения. This goal is achieved in that an aerodynamic installation comprising a support on a base with a rotational drive shaft pivotally mounted therein, a fixed cylindrical glass-like body with a coaxially arranged cylindrical shell fixed to the bottom and a disk with blades radially located on it, movably mounted from free the end face of the cylindrical shell with a gap smaller than the height of the blades, is equipped with an additional disk with an independent drive and with the possibility of reverse Knowledge.

На фиг. 1 приведен продольный разрез предлагаемой установки; на фиг. 2 - полученный разрез установки; на фиг. 3 - графики изменения скорости потока V по радиусу r в поперечном сечении установки при вращении двух облопаченных, коаксиально установленных дисков с равными или различными окружными скоростями вращения лопаток. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the proposed installation; in FIG. 2 - obtained section of the installation; in FIG. 3 - graphs of the change in the flow velocity V along the radius r in the cross section of the installation during rotation of two bladed, coaxially mounted disks with equal or different peripheral speeds of rotation of the blades.

Аэродинамическая установка содержит неподвижный стаканообразный корпус 1, неподвижную цилиндрическую оболочку 2, закрепленную коаксиально на дне корпуса 1 и внутри него, вращающиеся диски 3 и 4 с лопатками 5 и 6, вал 7 привода вращения диска 3 от двигателя 9, вал 8 привода вращения диска 4 от двигателя 10, крышку 11 на свободном торце оболочки 2. Между корпусом 1 и оболочкой 2 размещен аэродинамический контур 12 модели, а в оболочке 2 - упругомассовый компенсатор 13 модели. Они связаны в единую механическую систему с помощью стержней 14 с упругими шарнирами 15 на концах. The aerodynamic installation comprises a stationary cup-shaped housing 1, a fixed cylindrical shell 2, fixed coaxially on the bottom of the housing 1 and inside it, rotating disks 3 and 4 with blades 5 and 6, a shaft 7 of a drive for rotation of a disk 3 from an engine 9, a shaft 8 of a drive for rotation of a disk 4 from the engine 10, the cover 11 on the free end of the shell 2. Between the body 1 and the shell 2 there is an aerodynamic circuit 12 of the model, and in the shell 2 is an elastic-mass compensator 13 of the model. They are connected into a single mechanical system using rods 14 with elastic hinges 15 at the ends.

Аэродинамическая установка работает следующим образом. The aerodynamic installation operates as follows.

Цилиндрический круговой слой газа, заключенный между корпусом 1 и оболочкой 2, приводится в движение путем вращения двух коаксиально установленных дисков 3 и 4 с лопатками 5 и 6 от двигателей 9 и 10 с помощью валов 7 и 8. При реализации равномерного поля скоростей потока окружные скорости вращения дисков 3 и 4 с лопатками 5 и 6 выбираются равными. Скорости потока в аэродинамической установке ограничены только условиями прочности вращающихся дисков 3 и 4 с лопатками 5 и 6 и могут быть выбраны равными скорости звука, поскольку, например, при скоростях вращения дисков, равных V = 300 м/с, нормальные напряжения в ободе диска составляют всего лишь ≈72 кг/мм², что допустимо по нормам прочности для легированных сталей. Порожденный поток нагружает силами аэродинамический контур 12 модели. Эти силы через стержни 14 передаются на упругомассовый компенсатор 13 модели, в результате чего возникают совместные колебания контура 12 и компенсатора 13 поперек скорости потока, отвечающие натурным.A cylindrical circular gas layer, enclosed between the housing 1 and the shell 2, is driven by rotation of two coaxially mounted disks 3 and 4 with blades 5 and 6 from the engines 9 and 10 using shafts 7 and 8. When implementing a uniform field of flow velocities, peripheral velocities the rotation of the disks 3 and 4 with the blades 5 and 6 are chosen equal. The flow velocities in the aerodynamic installation are limited only by the strength conditions of the rotating disks 3 and 4 with blades 5 and 6 and can be chosen equal to the speed of sound, because, for example, at disk rotation speeds of V = 300 m / s, the normal stresses in the disk rim are only ≈72 kg / mm ² , which is permissible by the strength standards for alloy steels. The generated flow loads the aerodynamic circuit 12 of the model. These forces are transmitted through the rods 14 to the elastic-elastic compensator 13 of the model, as a result of which joint vibrations of the circuit 12 and the compensator 13 across the flow velocity corresponding to the natural ones occur.

Claims

AERODYNAMIC INSTALLATION, comprising a support mounted on the base with a rotation drive shaft pivotally mounted therein, a cylindrical cup-shaped body with a coaxially arranged cylindrical shell fixed to the bottom and a disk located on the open side of the cylindrical shell, characterized in that it is provided with an additional disk located on the open side of the cylindrical shell and the associated additional shaft with an independent drive, and a cylindrical glass-like core the hub is mounted on the base, and both discs are made with radially spaced blades.

2. Installation according to claim 1, characterized in that its free end is closed by a lid.