RU2037157C1 - Многоканальный аэрометрический зонд - Google Patents
Многоканальный аэрометрический зонд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037157C1 RU2037157C1 RU93016661A RU93016661A RU2037157C1 RU 2037157 C1 RU2037157 C1 RU 2037157C1 RU 93016661 A RU93016661 A RU 93016661A RU 93016661 A RU93016661 A RU 93016661A RU 2037157 C1 RU2037157 C1 RU 2037157C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerodynamic body
- disks
- axis
- receiving holes
- angle
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Использование: в области измерения параметров воздушных потоков в метеорологии, воздушном и водном транспорте, а также при аэродинамических исследованиях и испытаниях различных объектов техники. Сущность: многоканальный аэрометрический зонд содержит аэродинамическое тело 1, снабженное радиально расположенными трубчатыми приемниками 2 давления, каждый из которых независимым динамическим каналом 3 сообщен со своим выходным штуцером ; на торцевых поверхностях аэродинамического тела, выполненного в виде цилиндра, размещены два соосно экранирующих диска 5 и 6, внешние поверхности которых параллельны между собой и ортогональны оси вращения аэродинамического тела, а внутренние поверхности, обращенные навстречу друг другу и примыкающие к торцам аэродинамического тела, выполнены в виде тела вращения, образующая которого близка к контуру Вентури и между ними размещены трубчатые приемники давления; конфузорная 7 и диффузорная 8 части внутренних поверхностей экранирующих дисков сопряжены между собой плоскими поверхностями 9, ортогональными оси аэродинамического тела; плоскости входных отверстий 10 трубчатых приемников давления расположены по касательной к цилиндру, проходящему через окружности сопряжения плоского и диффузорного участков внутренних поверхностей экранирующих дисков, в кольцевых канавках шириной, равной диаметру входных отверстий трубчатых приемников давления, расположены приемные отверстия статического давления, оси которых совпадают с осью аэродинамического тела, а угол при вершине конических поверхностей более 60 - 70° ; приемные отверстия статического давления через радиальные и осевые пневматические каналы сообщены между собой и с осредняющими камерами 15 и 16; вблизи входных кромок 19, 20 экранирующих дисков размещены (на каждом из дисков) приемные отверстия 21, 22 по углу скоса воздушного потока, оси которых лежат в радиальной плоскости, включающей ось аэродинамического тела, и совпадают с образующими конических поверхностей с углом раствора при вершине 70 - 80°, которые образованы вращением относительно оси аэродинамического тела. Такая конструкция обеспечивает расширение диапазона измерения направления вектора скорости воздушного потока и повышение точности изменения параметров потока. 5 ил.
Description
Изобретение относится к измерению параметров воздушных потоков в метеорологии, воздушном и водном транспорте, а также при аэродинамических исследованиях и испытаниях различных объектов техники.
Известно вариативное аэродинамическое устройство, состоящее из зонда, закрепленного на конструктивных элементах (державках) объекта техники (например, самолета), при этом на поверхности зонда (аэродинамическое тело), расположенной навстречу набегающему воздушному потоку, выступают большое количество (больше пяти) чувствительных трубок (трубчатых элементов восприятия давления), расположенных под таким углом, что воспринимают полное, статическое и динамическое давление (скоростной напор) набегающего воздушного потока и преобразуют их в информативные перепады давления, на основе которых возможно формировать (за пределами данного устройства) информативные сигналы о параметрах движения объекта техники или воздушного потока относительно последнего.
К основным недостаткам известного устройства следует отнести следующее:
узкий, не более ± (60-80о) диапазон измерения направления (углового положения) вектора скорости воздушного потока в плоскости его измерения;
недостаточная точность измерения модуля и направления вектора скорости воздушного потока, особенно в диапазоне их околонулевых (до 1-3 м/с) значений.
узкий, не более ± (60-80о) диапазон измерения направления (углового положения) вектора скорости воздушного потока в плоскости его измерения;
недостаточная точность измерения модуля и направления вектора скорости воздушного потока, особенно в диапазоне их околонулевых (до 1-3 м/с) значений.
Технический результат изобретения расширение диапазона измерения направления (углового положения) вектора скорости воздушного потока в плоскости измерения ± 180о, а также повышение точности измерения параметров вектора скорости воздушного потока в диапазоне его околонулевых значений и расширение функциональных возможностей зонда.
Указанный результат достигается тем, что многоканальный аэрометрический зонд, содержащий аэродинамическое тело (пробник), снабженное радиально расположенными трубчатыми приемниками полного давления, каждый из которых сообщен независимым пневматическим каналом со своим выходным штуцером зонда, при этом аэродинамическое тело выполнено в виде цилиндра, на торцевых поверхностях которого размещены соосно два экранирующих диска, внешние поверхности которых параллельны между собой и ортогональны оси аэродинамического тела, а внутренние поверхности, обращенные навстречу друг другу и примыкающие к торцам аэродинамического тела, выполнены в виде композиции поверхностей вращения, образующая которых близка к контуру Вентури и между ними размещены трубчатые приемники давления, причем конфузорная и диффузорная части внутренних поверхностей экранирующих дисков сопряжены между собой плоскими поверхностями, ортогональными оси аэродинамического тела и равноотстоящими от плоскости симметрии экранирующих дисков, определяемой осями трубчатых приемников давления, на расстоянии не менее половины диаметра аэродинамического тела, при этом плоскости входных отверстий трубчатых приемников полного давления расположены по касательной к цилиндру, проходящему через окружности сопряжения плоского и диффузорного участков внутренних поверхностей экранирующих дисков, причем оси трубчатых приемников равноотстоящие по углу в плоскости симметрии экранирующих дисков, а в кольцевых канавках, шириной, равной диаметру приемных отверстий трубчатых приемников давления и расположенных на плоских участках внутренних поверхностей экранирующих дисков в месте их сопряжения с диффузорными участками внутренних поверхностей дисков, выполнены приемные отверстия статического давления с осями, расположенными по образующим конических поверхностей, оси вращения которых совмещены с осью аэродинамического тела, причем угол при вершине этих конических поверхностей не более 60-70о и все приемные отверстия статического давления через радиальные пневматические каналы сообщены с осредняющими полостями, которые осевыми пневматическими каналами сообщены между собой и с выходным штуцером статического давления, при этом в двух ортогональных и радиальных плоскостях, пересекающихся по линии, совпадающей с осью аэродинамического тела на конфузорных участках внутренних поверхностей экранирующих дисков на расстоянии от входной кромки экранирующих дисков не более половины радиуса конфузорных участков поверхностей дисков размещены диаметрально и противоположно приемные отверстия по углу скоса воздушного потока в плоскости, ортогональной плоскости симметрии экранирующих дисков и оси которых совмещены с образующими конических поверхностей, полученных вращением относительно оси аэродинамического тела с углом раствора при вершине 70-80о.
На фиг. 1, 2 приведена конструкция многоканального аэрометрического зонда; на фиг. 3, 4 конструкция многоканального аэрометрического зонда (дополнительные виды и сечения); на фиг.5 общий вид многоканального аэрометрического зонда.
Многоканальный аэрометрический зонд содержит аэродинамическое тело 1, снабженное радиально расположенными трубчатыми приемниками 2 полного давления, каждый из которых независимым пневматическим каналом 3 сообщен со своим выходным штуцером 1. На торцевых поверхностях аэродинамического тела, выполненного в виде цилиндра, размещены два соосных экранирующих диска 5 и 6, внешние поверхности которых параллельны между собой и ортогональны оси вращения аэродинамического тела, а внутренние поверхности, обращенные навстречу друг другу и примыкающие к торцам аэродинамического тела, выполнены в виде тела вращения, обращующая которого близка к контуру Вентури и между ними размещены трубчатые приемника давления. Конфузорная 7 и диффузорная 8 части внутренних поверхностей экранирующих дисков сопряжены между собой плоскими поверхностями 9, ортогональными оси аэродинамического тела. Плоскости входных отверстий 10 трубчатых приемников давления расположены по касательным к цилиндру, проходящему через окружности сопряжений плоскости и диффузорного участков внутренних поверхностей экранирующих дисков, при этом трубчатые приемники выполнены равноотстающими по углу в плоскости симметрии экранирующих дисков. В кольцевых канавках 11 шириной, равной диаметру входных отверстий трубчатых приемников давления, расположены приемные отверстия 12 статического давления, оси которых выполнены совпадающими с образующими конических поверхностей, оси вращения которых совпадают с осью аэродинамического тела, а угол при вершине конических поверхностей не более 60-70о. Приемные отверстия статического давления через радиальные 13 и осевые 14 пневматические каналы сообщены между собой и с осредняющими камерами 15 и 16, а через осевой пневматический канал 17 с выходным штуцером 18 по статическому давлению. Вблизи входных кромок 19, 20 экранирующих дисков размещены на каждом из дисков приемные отверстия 21, 22 по углу скоса воздушного потока, оси которых лежат в радиальной плоскости, включающей ось аэродинамического тела, и совпадают с образующими конических поверхностей с углом раствора при вершине 70-80о, которые образованы вращением относительно оси аэродинамического тела. Герметичность пневмоканалов обеспечивается гермозамазкой 23.
Работа многоканального аэрометрического зонда происходит следующим образом.
При размещении аэродинамического зонда в газовом потоке (например, воздушном потоке) происходит взаимодействие входных кромок 19, 20 и поверхностей 7, 8, 9 аэродинамического тела 1 с воздушным потоком. Это приводит к перестройке структуры поля скоростей в междисковом промежутке и как результат этого происходит формование поля давлений вокруг аэродинамического тела. Газодинамические параметры этого поля давлений воспринимаются приемными отверстиями трубчатых элементов 2 и приемными отверстиями 12 статического давления.
Давления Рп от входных отверстий 10 каждого из трубчатых элементов 2 по своим независимым каналам 3 подают к выходным штуцерам 4.
Давления, воспринимаемые элементами 2, определяются зависимостью
Рп Рм.ст + κ ρ V2/2, (1), где Рм.ст. местное статическое давление;
κ коэффициент восстановления давления трубчатого приемника;
ρ и V плотность и скорость воздушного потока на входе в трубчатый приемник.
Рп Рм.ст + κ ρ V2/2, (1), где Рм.ст. местное статическое давление;
κ коэффициент восстановления давления трубчатого приемника;
ρ и V плотность и скорость воздушного потока на входе в трубчатый приемник.
Приемные отверстия 12 статического давления воспринимают давления в кольцевых канавках 11, ортогональных направлению течения воздушного потока в промежутке между экранирующими дисками 5 и 6. Давления от приемных отверстий 12 статического давления через радиальные 13 и осевые 14 пневматические каналы сообщены между собой и с осредняющими камерами 15 и 16, а через осевой пневматический канал 17 с выходным штуцером 18 статическому давлению, которое определяется в соответствии с зависимостью
Pст= P/12 (2), где Рст.j давление, воспринимаемое каждым из приемных отверстий статического давления и равное Рст.j Рмст. + κст ρ Vм 2/2 (Рм.ст. местное статическое давление,
κст. коэффициент восстановления давления приемных отверстий статического давления, κст. < 0).
Pст= P/12 (2), где Рст.j давление, воспринимаемое каждым из приемных отверстий статического давления и равное Рст.j Рмст. + κст ρ Vм 2/2 (Рм.ст. местное статическое давление,
κст. коэффициент восстановления давления приемных отверстий статического давления, κст. < 0).
Набегающий воздушный поток воспринимается также приемными отверстиями 21, 22, расположенными вблизи входных кромок 19, 20 экранирующих дисков.
Давления Р1 и Р2 от каждой из четырех пар приемных отверстий по α (фиг. 2, вид В), размещенных во взаимно ортогональных плоскостях, передаются по независимым пневматическим каналам (фиг.3 и 4) к выходным штуцерам по углу α.
Преобразуя измеренные давления в электрический сигнал, а также используя при этом технику цифрового преобразования, можно получить результаты измерения параметров вектора в диапазоне скоростей 1-200 м/с при вариациях направления вектора в диапазоне ±180.
Кроме того обеспечивается измерение углов скоса (в диапазоне ±30о) воздушного потока в плоскости, ортогональной плоскости измерения.
Claims (1)
- МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АЭРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗОНД, содержащий аэродинамическое тело, снабженное радиально расположенными трубчатыми приемниками полного давления, каждый из которых сообщен независимым пневматическим каналом со своим выходным штуцером зонда, отличающийся тем, что аэродинамическое тело выполнено в виде цилиндра, на торцевых поверхностях которого размещены соосно два экранирующих диска, внешние поверхности которых параллельны между собой и ортогональны оси аэродинамического тела, а внутренние поверхности, обращенные навстречу одна другой и примыкающие к торцам аэродинамического тела, выполнены в виде композиции поверхностей вращения, образующая которых близка к контуру Вентури, и между ними размещены трубчатые приемники полного давления, причем конфузорная и диффузорная части внутренних поверхностей экранирующих дисков сопряжены между собой плоскими поверхностями, ортогональными оси аэродинамического тела и равноотстающими от плоскости симметрии экранирующих дисков, определяемой осями трубчатых приемников полного давления, на расстояние не менее половины диаметра аэродинамического тела, плоскости входных отверстий трубчатых приемников полного давления расположены по касательной к цилиндру, проходящему через окружности сопряжения плоского и диффузорного участков внутренних поверхностей экранирующих дисков, а оси трубчатых приемников выполнены равноотстающими по углу в плоскости симметрии экранирующих дисков, в кольцевых канавках шириной, равной диаметру приемных отверстий трубчатых приемников полного давления, и расположенных на плоских участках внутренних поверхностей экранирующих дисков в месте их сопряжения с диффузорными участками внутренних поверхностей дисков выполнены приемные отверстия статического давления с осями, расположенными по образующим конических поверхностей, оси вращения которых совмещены с осью аэродинамического тела, угол при вершине этих конических поверхностей равен 60 70o и все приемные отверстия статического давления через радиальные пневматические каналы сообщены с осредняющими полостями, которые осевыми пневматическими каналами сообщены между собой и с выходным штуцером статического давления, при этом в двух ортогональных и радиальных плоскостях, пересекающихся по линии, совпадающей с осью аэродинамического тела на конфузорных участках внутренних поверхностей экранирующих дисков на расстоянии от входной кромки экранирующих дисков не более половины радиуса конфузорных участков поверхностей дисков, размещены диаметрально и противоположно приемные отверстия по углу скоса вектора скорости воздушного потока в плоскости, ортогональной плоскости симметрии экранирующих дисков, и оси которых совмещены с образующими конических поверхностей, полученных вращением вокруг оси аэродинамического тела, с углом раствора при вершине 70- 80o, а каждое из приемных отверстий по углу скоса в радиальной плоскости сообщено через радиальный и осевой каналы со своим штуцером.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93016661A RU2037157C1 (ru) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Многоканальный аэрометрический зонд |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93016661A RU2037157C1 (ru) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Многоканальный аэрометрический зонд |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037157C1 true RU2037157C1 (ru) | 1995-06-09 |
RU93016661A RU93016661A (ru) | 1995-07-09 |
Family
ID=20139566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93016661A RU2037157C1 (ru) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Многоканальный аэрометрический зонд |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037157C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007024159A2 (en) | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Prepprijatie 'central Aerohydrodynamic Institute'(Fgup Tsagi) Named After Prof. N.E. Zhukovsky | Flight air data measuring system |
-
1993
- 1993-03-31 RU RU93016661A patent/RU2037157C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 3244002, кл. 73-180, 1966. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007024159A2 (en) | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Prepprijatie 'central Aerohydrodynamic Institute'(Fgup Tsagi) Named After Prof. N.E. Zhukovsky | Flight air data measuring system |
WO2007024159A3 (fr) * | 2005-08-26 | 2007-04-12 | Federalnoe G Unitarnoe Preppri | Systeme de mesure en vol de parametres aeriens |
US8256284B2 (en) | 2005-08-26 | 2012-09-04 | Federalnoe gosudarstvennoe unitarnoe predprijatie “Central Aerohydrodynamic Institute” (FGUP “TSAGI”) | System for acquiring air data during flight |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2063820C (en) | Flow conditioner | |
CA2650713C (en) | A method and apparatus for tomographic multiphase flow measurements | |
US5003828A (en) | Flowmeter for gases | |
CA2481869A1 (en) | Averaging orifice primary flow element | |
US3898883A (en) | Stator assembly for flowmeters and the like | |
US3699811A (en) | Flow velocity and direction instrument | |
RU2037157C1 (ru) | Многоканальный аэрометрический зонд | |
CN106248345B (zh) | 一种管道流场旋流强度测量装置及其测量方法 | |
CN202304911U (zh) | 旋进漩涡质量流量计 | |
Browne et al. | Pressure drop reduction in cyclones | |
CN104458904A (zh) | 一种用于航天器推进剂加注的小管径气流两相流的检测装置 | |
RU2042137C1 (ru) | Многоканальный аэрометрический преобразователь | |
US4506553A (en) | Apparatus for measuring small values of air flow | |
CN218724397U (zh) | 对射型超声波气表的流道组件、气表组件及超声波气表 | |
CN116754031A (zh) | 一种基于流态整型组合装置的气体超声流量计 | |
US3768308A (en) | Flow sensor | |
SE407461B (sv) | Flodesmetare av fluidistoroscillatortyp | |
CN110285861A (zh) | 一种超声波流量计 | |
RU93016661A (ru) | Многоканальный аэрометрический зонд | |
CN109709351A (zh) | 基于风压预测的临近空间实时原位风速风向传感器 | |
CN212483617U (zh) | 一种超声波流速测量系统 | |
CN212007351U (zh) | 一种一体化文丘里管流量计 | |
CN112710597B (zh) | 一种适用于空间尘埃粒径测量的光学传感器结构设计方法 | |
CN202956150U (zh) | 双曲式平衡锥型流量计 | |
CN214224940U (zh) | 非金属pe管太赫兹无损检测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120401 |