RU210456U1 - Pendulum differential setting - Google Patents
Pendulum differential setting Download PDFInfo
- Publication number
- RU210456U1 RU210456U1 RU2021138315U RU2021138315U RU210456U1 RU 210456 U1 RU210456 U1 RU 210456U1 RU 2021138315 U RU2021138315 U RU 2021138315U RU 2021138315 U RU2021138315 U RU 2021138315U RU 210456 U1 RU210456 U1 RU 210456U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- blocks
- differential
- supersonic
- cylinders
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/96—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by specially adapted arrangements for testing or measuring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к области ракетостроения и предназначена для повышения точности результатов сравнительных испытаний реактивных сопел. Настоящая полезная модель позволяет снизить гидравлические потери при истечении струи воздуха через блоки делительных сопел во время проведения сравнительных испытаний на дифференциальной установке двух реактивных сопел путем замены звуковых сопел в блоках делительных сопел сверхзвуковыми соплами. Дифференциальная установка маятниковой конструкции содержит вертикальную колонну 1, в основании которой расположен полый тензометрический стакан 2, а в верхней части колонны расположены три соосных горизонтально расположенных цилиндра 4, 6, 7. При этом цилиндр бóльшего диаметра (дифференциал) 4 расположен в середине, остальные два цилиндра 6 и 7 имеют одинаковые размеры, на открытых торцах которых установлены два круглые сопла Лаваля (испытуемое и эталонное) 8 и 9, а на других концах обоих цилиндров 6 и 7 установлены блоки делительных звуковых сопел 5, отличающаяся тем, что в блоках делительных сопел 5 установлены сверхзвуковые круглые сопла Лаваля 10. 4 ил.The proposed utility model relates to the field of rocket science and is intended to improve the accuracy of the results of comparative tests of jet nozzles. The present utility model makes it possible to reduce hydraulic losses during the flow of air through the separation nozzle blocks during comparative tests on a differential installation of two jet nozzles by replacing the sonic nozzles in the separation nozzle blocks with supersonic nozzles. The pendulum differential installation contains a vertical column 1, at the base of which there is a hollow strain gauge cup 2, and in the upper part of the column there are three coaxial horizontally located cylinders 4, 6, 7. In this case, the cylinder of larger diameter (differential) 4 is located in the middle, the other two cylinders 6 and 7 have the same dimensions, on the open ends of which two round Laval nozzles (test and reference) 8 and 9 are installed, and at the other ends of both cylinders 6 and 7 there are blocks of dividing sonic nozzles 5, characterized in that in blocks of dividing nozzles 5 supersonic round Laval nozzles 10 are installed. 4 ill.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области ракетостроения и предназначена для сравнительной оценки тяги двух модельных реактивных сопел ракетных двигателей.The proposed utility model relates to the field of rocket science and is intended for a comparative assessment of the thrust of two model jet nozzles of rocket engines.
Известна дифференциальная установка маятниковой конструкции, содержащая вертикальную колонну, в основании которой расположен полый тензометрический стакан, а в верхней части колонны расположены три соосных горизонтально расположенных цилиндра, причем цилиндр бóльшего диаметра (дифференциал) расположен в середине, на срезе одного из двух (рабочих) цилиндров одинакового размера установлено круглое сопло Лаваля (испытуемое сопло), а на открытом конце другого цилиндра установлен газовый компенсатор - сопло с центральным телом (эталон). На входах двух рабочих цилиндров установлены также блоки делительных звуковых сопел, обеспечивающие одинаковые расходы рабочего тела (воздуха) через оба цилиндра. Результатом испытаний является определение разности тяг двух сравниваемых сопел при одинаковом расходе воздуха через рабочие цилиндры (патент РФ на полезную модель № 55983, МПК G01M 15/00, 2006 г.).Known differential installation of a pendulum structure, containing a vertical column, at the base of which there is a hollow strain gauge cup, and in the upper part of the column there are three coaxial horizontal cylinders, with a cylinder of larger diameter (differential) located in the middle, at the cut of one of the two (working) cylinders of the same size, a round Laval nozzle (test nozzle) is installed, and a gas compensator is installed at the open end of the other cylinder - a nozzle with a central body (reference). Blocks of separating sonic nozzles are also installed at the inlets of the two working cylinders, providing the same flow rates of the working fluid (air) through both cylinders. The test result is the determination of the thrust difference between the two compared nozzles at the same air flow through the working cylinders (RF patent for utility model No. 55983, IPC G01M 15/00, 2006).
Недостатком прототипа являются большие гидравлические потери при истечении воздуха через звуковые сопла, установленные в блоках делительных сопел, так как струя газа дальше не разгоняется из-за отсутствия сверхзвуковых частей сопел.The disadvantage of the prototype are large hydraulic losses during the outflow of air through the sonic nozzles installed in the blocks of separating nozzles, since the gas jet does not accelerate further due to the lack of supersonic parts of the nozzles.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение гидравлических потерь при проведении сравнительных испытаний на дифференциальной установке двух реактивных сопел путем замены звуковых сопел в блоках делительных сопел сверхзвуковыми соплами.The objective of the proposed utility model is to reduce hydraulic losses during comparative tests on a differential installation of two jet nozzles by replacing sonic nozzles in blocks of separating nozzles with supersonic nozzles.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является снижение гидравлических потерь за счет замены звуковых сопел делительных сопел сверхзвуковыми, в результате чего появляется возможность проведения испытаний модельных сопел на более широком диапазоне изменения давления воздуха на их входе (в рабочих цилиндрах установки).The technical result achieved by the proposed utility model is the reduction of hydraulic losses by replacing the sonic nozzles of the separating nozzles with supersonic ones, as a result of which it becomes possible to test model nozzles over a wider range of air pressure changes at their inlet (in the working cylinders of the installation).
Заявленный технический результат достигается тем, что в дифференциальной установке маятниковой конструкции, содержащей вертикальную колонну, в основании которой расположен полый тензометрический стакан, а в верхней части колонны расположены три соосных горизонтально расположенных цилиндра, при этом в середине расположен дифференциал, представляющий собой цилиндр бóльшего диаметра, примыкающие к нему два рабочих цилиндра имеют одинаковые размеры, на открытых торцах рабочих цилиндров установлены испытуемое и эталонное круглые сопла Лаваля, а на противоположных торцах, примыкающих к дифференциалу, установлены блоки делительных сопел, согласно заявляемой полезной модели в блоках делительных сопел установлены сверхзвуковые круглые сопла Лаваля.The claimed technical result is achieved by the fact that in the pendulum differential installation containing a vertical column, at the base of which there is a hollow strain gauge cup, and in the upper part of the column there are three coaxial horizontally located cylinders, while in the middle there is a differential, which is a cylinder of larger diameter, two working cylinders adjoining it have the same dimensions, the test and reference round Laval nozzles are installed on the open ends of the working cylinders, and the blocks of separating nozzles are installed on the opposite ends adjacent to the differential, according to the claimed utility model, supersonic round Laval nozzles are installed in the blocks of separating nozzles .
В частном случае углы расширения сверхзвуковой части сопел Лаваля, устанавливаемых в блоке делительных сопел, выбираются в пределах β = (4 ÷ 10)° на одну сторону.In a particular case, the expansion angles of the supersonic part of the Laval nozzles installed in the block of separating nozzles are selected within β = (4 ÷ 10)° on one side.
На фиг. 1 изображена схема дифференциальной установки.In FIG. 1 shows a diagram of a differential setup.
На фиг. 2 приведен маятниковый узел дифференциальной установки.In FIG. 2 shows the pendulum node of the differential installation.
На фиг. 3 представлен продольный разрез блока делительных сопел.In FIG. 3 shows a longitudinal section of the block of separating nozzles.
На фиг. 4 приведен продольный разрез сверхзвукового сопла Лаваля.In FIG. 4 shows a longitudinal section of a supersonic Laval nozzle.
Дифференциальная установка состоит из вертикальной колонны 1, полого цилиндрического тензометрического стакана 2 с проволочными тензодатчиками 3, воздушного дифференциала 4, расположенного перпендикулярно колонне 1 и содержащего блоки делительных сопел 5, рабочих цилиндров 6 и 7, объединенных соосно с воздушным дифференциалом 4, эталонного сопла 8 и испытуемого сопла 9. Эталонное сопло 8 и испытуемое сопло 9 установлены соосно с рабочими цилиндрами 6 и 7. При этом площади их минимальных сечений одинаковы. Вертикальная колонна 1, воздушный дифференциал 4, рабочие цилиндры 6 и 7, эталонное сопло 8 и испытуемое сопло 9 составляют маятниковый узел установки (фиг. 2), который установлен вертикально на полый тензометрический стакан 2. С целью создания максимального изгибного напряжения внутри стенки тензометрического стакана 2 его стенки выполняются тонкостенными. Толщина стенки определяется ее механической прочностью на воздействие давления сжатого воздуха, протекающего через него. Со стороны воздушного дифференциала 4 на входах рабочих цилиндров 6 и 7 установлены блоки делительных сопел 5. Каждый из блоков состоит из пяти круглых сверхзвуковых сопел 10. При этом суммарная площадь минимальных сечений сверхзвуковых сопел 10 одного блока делительных сопел 5 меньше площади минимального сечения испытуемого сопла 9. В этом случае достигается одинаковый расход воздуха через блоки делительных сопел 5 в оба рабочих цилиндра 6 и 7. Два проволочных тензодатчика 3 наклеены на стенке тензометрического стакана 2 с диаметрально противоположных его сторон. Они входят в состав тензометрического моста измерительной линии (на фигурах не показан). Длина вертикальной колонны 1 маятникового узла должна быть достаточной, чтобы создать во время работы установки требуемый для измерения тяги испытуемого сопла изгибный момент.The differential setup consists of a vertical column 1, a hollow cylindrical strain gauge cup 2 with wire strain gauges 3, an air differential 4 located perpendicular to the column 1 and containing blocks of separating
Установка работает следующим образом. Сжатый воздух через полый тонкостенный тензометрический стакан 2 по вертикальной колонне 1 попадает в воздушный дифференциал 4. Воздушный дифференциал с помощью делительных сопел 5 обеспечивает разделение воздуха к рабочим цилиндрам 6 и 7 в равном соотношении, обеспечивая равные расходы воздуха через эталонное сопло 8 и испытуемое сопло 9. В результате возникновения разности тяг, создаваемых эталонным соплом 8 и испытуемым соплом 9, тензометрический стакан 2 изгибается в плоскости действия разности тяг. Так как тензодатчики 3 наклеены на тензостакане 2 по мостовой схеме, то один из проволочных тензодатчиков растягивается, а другой сжимается. В результате этого они меняют свое сопротивление, что приводит к нарушению баланса тензомоста, и на его диагонали возникает электрическое напряжение. Электрический сигнал, пропорциональный величине разности тяг эталонного сопла 8 и испытуемого сопла 9, регистрируется прибором. После первого запуска производят перестановку двух сопел Лаваля местами, и повторяют запуск. Величину разности тяг между двумя сравниваемыми круглыми соплами Лаваля (между эталоном и рабочим соплом) находят путем усреднения суммы двух измеренных величинThe installation works as follows. Compressed air through a hollow thin-walled strain gauge cup 2 along a vertical column 1 enters the air differential 4. The air differential with the help of dividing
Рср= (ΔР1 - ΔР2)/2,Рср= (ΔР1 - ΔР2)/2,
где ΔР1, ΔР2 - разность тяг между испытуемым соплом и эталонным соплом при двух запусках.where ΔР1, ΔР2 - thrust difference between the test nozzle and the reference nozzle during two launches.
При таком методе испытаний двух сравниваемых сопел устраняется ошибка измерения разности тяг из-за неодинаковости расхода через блоки делительных сопел.With this method of testing two compared nozzles, the error in measuring the difference in thrust due to the variance in flow through the blocks of dividing nozzles is eliminated.
Угол расширения сверхзвуковой части сопла Лаваля, устанавливаемого в блоке делительных сопел, выбирается в пределах β = (4 ÷ 10)° на одну сторону.The expansion angle of the supersonic part of the Laval nozzle installed in the block of separating nozzles is selected within β = (4 ÷ 10)° on one side.
При угле расширения сверхзвуковой части сопла Лаваля меньше β<4° увеличатся потери трения из-за увеличения продольной длины сверхзвуковой части сопла Лаваля.When the expansion angle of the supersonic part of the Laval nozzle is less than β<4°, friction losses will increase due to the increase in the longitudinal length of the supersonic part of the Laval nozzle.
При угле расширения сверхзвуковой части сопла Лаваля больше β>10° изменится расход воздуха через блоки делительных сопел Лаваля из-за изменения структуры течения внутри сверхзвуковых сопел Лаваля.When the expansion angle of the supersonic part of the Laval nozzle is greater than β>10°, the air flow through the blocks of separating Laval nozzles will change due to a change in the flow structure inside the supersonic Laval nozzles.
При угле расширения сверхзвуковой части круглого сопла Лаваля в пределах β = (4 ÷ 10)° наступает такое течения потока воздуха, при котором внутри сверхзвуковой части круглого сопла Лаваля происходит восстановление давления воздуха, в результате чего в рабочих цилиндрах дифференциальной установки давление составляет Рц = 0,9 Рд, тогда как при использовании звуковых сопел Рц = 0,53 Рд, где Рд - давление воздуха внутри дифференциала.With an expansion angle of the supersonic part of the round Laval nozzle within β = (4 ÷ 10)°, such an air flow occurs at which the air pressure is restored inside the supersonic part of the round Laval nozzle, as a result of which the pressure in the working cylinders of the differential installation is Pc = 0 .9 Rd, while when using sonic nozzles Pc = 0.53 Rd, where Pd is the air pressure inside the differential.
Перепад давления воздуха в случае использования звукового сопла составитThe air pressure difference in the case of using a sonic nozzle will be
при коэффициенте адиабаты для воздуха К = 1.4 критический перепад равенwith the adiabatic coefficient for air K = 1.4, the critical difference is equal to
Ркр/Р0 = (2/2,4)1,4/0,4 = 0,8333,5 = 0,528Pcr / P0 \u003d (2 / 2.4) 1.4 / 0.4 \u003d 0.8333.5 \u003d 0.528
[Иров Ю.Д. Газодинамические функции, М., Машиностроение, 1965].[Irov Yu.D. Gas-dynamic functions, M., Mashinostroenie, 1965].
В данном случае давление в рабочих цилиндрах установки будетIn this case, the pressure in the working cylinders of the installation will be
Рц = Ркр = 0,528* Рк = 0,528*100 атм = 52,8 атм.Rc = Rcr = 0.528 * Rc = 0.528 * 100 atm = 52.8 atm.
При использовании в блоках делительных сопел сверхзвуковых сопел давление в рабочем цилиндре составитWhen supersonic nozzles are used in separating nozzle blocks, the pressure in the working cylinder will be
Рц = 0,9*Р0 = 0,9*100 = 90 атм.Rts \u003d 0.9 * P0 \u003d 0.9 * 100 \u003d 90 atm.
Таким образом, при использовании в блоках делительных сопел сверхзвуковых сопел Лаваля за счёт восстановления давления внутри сверхзвуковых сопел, гидравлические потери в блоках делительных сопел существенно снижаются, вследствие чего появляется возможность проведения сравнительных испытаний двух реактивных сопел при широком диапазоне изменения давления воздуха в рабочих цилиндрах, то есть на входе в испытуемые сопла.Thus, when supersonic Laval nozzles are used in separating nozzle blocks due to pressure recovery inside the supersonic nozzles, hydraulic losses in separating nozzle blocks are significantly reduced, as a result of which it becomes possible to conduct comparative tests of two jet nozzles with a wide range of air pressure changes in the working cylinders, then is at the entrance to the tested nozzles.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает при одинаковых давлениях в рабочих цилиндрах (до и после замены звуковых сопел) за счёт замены в блоках делительных сопел звуковых сопел сверхзвуковыми соплами Лаваля существенную экономию рабочего тела (сжатого воздуха), что несомненно даст экономический эффект.The proposed utility model provides, at the same pressures in the working cylinders (before and after replacing the sonic nozzles), by replacing the sonic nozzles in the separating nozzle blocks with supersonic Laval nozzles, significant savings in the working fluid (compressed air), which will undoubtedly give an economic effect.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021138315U RU210456U1 (en) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | Pendulum differential setting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021138315U RU210456U1 (en) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | Pendulum differential setting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU210456U1 true RU210456U1 (en) | 2022-04-15 |
Family
ID=81255689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021138315U RU210456U1 (en) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | Pendulum differential setting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU210456U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4208676A1 (en) * | 1992-03-18 | 1993-09-23 | Kaefer Isoliertechnik | Test bed for jet engine - has housing with closing doors, separate primary and secondary air paths and openings with sound baffles |
RU2135976C1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-08-27 | Конструкторское бюро приборостроения | Device for measuring constituents of traction force of jet engine |
RU55983U1 (en) * | 2005-10-03 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) | DIFFERENTIAL INSTALLATION OF THE PENDULAR DESIGN |
RU61872U1 (en) * | 2006-10-23 | 2007-03-10 | Московский авиационный институт (государственный технический университет) | TENZOMETRIC GLASS |
-
2021
- 2021-12-22 RU RU2021138315U patent/RU210456U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4208676A1 (en) * | 1992-03-18 | 1993-09-23 | Kaefer Isoliertechnik | Test bed for jet engine - has housing with closing doors, separate primary and secondary air paths and openings with sound baffles |
RU2135976C1 (en) * | 1998-06-16 | 1999-08-27 | Конструкторское бюро приборостроения | Device for measuring constituents of traction force of jet engine |
RU55983U1 (en) * | 2005-10-03 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) | DIFFERENTIAL INSTALLATION OF THE PENDULAR DESIGN |
RU61872U1 (en) * | 2006-10-23 | 2007-03-10 | Московский авиационный институт (государственный технический университет) | TENZOMETRIC GLASS |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дифференциальная установка для сравнительных испытаний сопел, Труды НИИ-1, N28, 1959. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kyriakides et al. | The initiation and propagation of a localized instability in an inflated elastic tube | |
Tijsseling et al. | Fluid-structure interaction and cavitation in a single-elbow pipe system | |
US10996133B2 (en) | Sealing tightness testing device | |
CN113028299B (en) | Gas-liquid equivalent detection method and system for micro leakage of aviation hydraulic pipeline | |
Murphy et al. | Laterally converging flow. Part 1. Mean flow | |
Fan et al. | Fluid-structure interaction with cavitation in transient pipe flows | |
CN104407013B (en) | Measure the gas burst experimental provision to structure influence | |
CN105372150A (en) | Measurement method and apparatus of dynamic capillary pressure curve of oil reservoir | |
RU210456U1 (en) | Pendulum differential setting | |
CN209911123U (en) | Rock tensile and tensile shear test device | |
US4723442A (en) | High-temperature, high-shear capillary viscometer | |
US3837220A (en) | Determination of gross thrust-related parameters | |
RU55983U1 (en) | DIFFERENTIAL INSTALLATION OF THE PENDULAR DESIGN | |
CN2606894Y (en) | Limiting expansion and contraction device for concrete | |
Oliver et al. | Normal stress measurement by means of a jet thrust apparatus | |
Kumar et al. | Laminar length of a non-Newtonian fluid jet | |
CN108398370B (en) | Test device and test method for measuring deformation process of coal body during gas flow | |
Spurling | Using a Semi-Infinite Tube to measure pressure oscillations in solid rocket motors | |
Mee et al. | Balances for the measurement of multiple components of force in flows of a millisecond duration | |
Stark et al. | Scaling effects on side load generation in subscale rocket nozzles | |
JPH1030975A (en) | Apparatus for generating underwater impact pressure | |
CN214374865U (en) | Gas speedometer | |
CN113109032B (en) | Measurement experiment method for transient whipping behavior of pressurized pipeline | |
Khan et al. | A new approach to instability testing of shells | |
CN113092085B (en) | Measurement test device for transient whipping behavior of pressurizing pipeline |