RU2314507C2 - Air pressure gage - Google Patents

Air pressure gage Download PDF

Info

Publication number
RU2314507C2
RU2314507C2 RU2005134287/28A RU2005134287A RU2314507C2 RU 2314507 C2 RU2314507 C2 RU 2314507C2 RU 2005134287/28 A RU2005134287/28 A RU 2005134287/28A RU 2005134287 A RU2005134287 A RU 2005134287A RU 2314507 C2 RU2314507 C2 RU 2314507C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiver
flow
disk
mach number
receiving holes
Prior art date
Application number
RU2005134287/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005134287A (en
Inventor
тлов В чеслав Николаевич Д (RU)
Вячеслав Николаевич Дятлов
ев Владимир Викторович Лед (RU)
Владимир Викторович Ледяев
Владимир Георгиевич Кравцов (RU)
Владимир Георгиевич Кравцов
Николай Васильевич Алексеев (RU)
Николай Васильевич Алексеев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Аэроприбор-Восход"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Аэроприбор-Восход" filed Critical Открытое акционерное общество "Аэроприбор-Восход"
Priority to RU2005134287/28A priority Critical patent/RU2314507C2/en
Publication of RU2005134287A publication Critical patent/RU2005134287A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2314507C2 publication Critical patent/RU2314507C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technique.
SUBSTANCE: air pressure gage is shaped into a part of sphere (1) whose axis (2) is set along the flow and comprises central opening (3) and peripheral receiving openings (4)-(7) for measuring direction and value of the gas flow and receiving openings (8)-(11) for measuring Mach number and static pressure arranged in the face surface of the receiver. The receiver has disk (12) that abuts against the bottom face surface. The area of the disk exceeds the area of the bottom face surface, and the receiving openings for measuring the Mach number and static pressure are made in the surface of the disk.
EFFECT: enhanced precision.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров пространственного течения газообразных сред или для определения параметров движения твердых тел, самолетов, ракет и т.п. относительно воздушной среды.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to measure the spatial flow of gaseous media or to determine the motion parameters of solids, aircraft, rockets, etc. relative to the air environment.

Известен шестиствольный насадок ЦАГИ, представляющий собой цилиндрическую трубку с головной частью полусферической формы (см. Петунин А.Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М.: Машиностроение. - 1996. - С.229), предназначенный для измерения величины и направления скорости пространственных потоков газа, а также для измерения статического давления в потоке. На головной части приемника расположены приемные отверстия, одно из которых - центральное служит для измерения полного давления, а периферийные, расположенные попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях, предназначены для измерения давлений, используемых для определения направления потока. Недостатком приемника является то, что при трансзвуковых скоростях параметры воздушного потока измеряются со значительными погрешностями.The TsAGI six-barrel nozzle is known, which is a cylindrical tube with a hemispherical head (see Petunin AN Methods and techniques for measuring gas flow parameters. M .: Mechanical Engineering. - 1996. - P.229), designed to measure magnitude and direction spatial gas flow rates, as well as for measuring static pressure in a stream. On the head of the receiver there are receiving holes, one of which is the central one for measuring the total pressure, and the peripheral ones located in pairs in mutually perpendicular planes are used to measure the pressure used to determine the flow direction. The disadvantage of the receiver is that at transonic speeds the parameters of the air flow are measured with significant errors.

Причина, вызывающая указанные недостатки, заключается в том, что с ростом скорости потока на поверхности полусферической носовой части проявляется эффект стабилизации местных сверхзвуковых скоростей и приемник теряет чувствительность к изменению скорости потока, что приводит к погрешностям измерения параметров воздушного потока: скорости, числа Маха, статического давления и направления потока.The reason causing these drawbacks is that as the flow velocity increases on the surface of the hemispherical bow, the effect of stabilization of local supersonic velocities is manifested and the receiver loses sensitivity to changes in flow velocity, which leads to measurement errors of air flow parameters: velocity, Mach number, static pressure and flow direction.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является приемник воздушных давлений, представляющий собой тело, ограниченное частью сферической поверхности и гранью - донной торцевой поверхностью, образованной от сечения сферы плоскостью, перпендикулярной продольной оси симметрии приемника (см. патент России №2260780, G01L 19/00. - 2005). Приемник предназначен для измерения величины и направления скорости пространственных потоков газа, а также для измерения статического давления и числа Маха. На части сферической поверхности приемника расположены приемные отверстия - центральное и периферийные, предназначенные для определения направления и величины скорости потока газа. На донной торцевой поверхности приемника расположены приемные отверстия, предназначенные для измерения числа Маха и статического давления.The closest to the invention in terms of essential features is an air pressure receiver, which is a body bounded by a part of a spherical surface and a face - the bottom end surface formed from the section of the sphere by a plane perpendicular to the longitudinal axis of symmetry of the receiver (see Russian patent No. 2260780, G01L 19 / 00. - 2005). The receiver is designed to measure the magnitude and direction of the velocity of spatial gas flows, as well as to measure static pressure and Mach number. On the part of the spherical surface of the receiver there are receiving holes - central and peripheral, designed to determine the direction and magnitude of the gas flow rate. On the bottom end surface of the receiver are receiving holes designed to measure the Mach number and static pressure.

К недостаткам приемника относятся погрешности измерения числа Маха и статического давления, связанные с тем, что при изменении углов скоса (направления потока) срыв потока осуществляется не только с острой кромки, ограничивающей донную торцевую поверхность приемника, на которой расположены приемные отверстия, предназначенные для измерения статического давления и числа Маха, но и с части сферической поверхности, при этом координаты точки отрыва потока от части сферической поверхности (в полярной системе координат, связанной с продольной плоскостью симметрии приемника) нестабильны и могут изменяться в широком диапазоне углов 90÷130° (см. Максворси «Экспериментальное исследование обтекания сферы при больших числах Рейнольдса» - Западная конференция ASME по прикладной механике 25-27 августа 1969 г.). К недостаткам приемника относятся и погрешности измерения величины скорости и направления потока, связанные с тем, что при дозвуковых скоростях обтекания возмущения, вызванные отрывом потока от поверхности приемника, распространяются назад по потоку, что приводит к появлению пульсаций скоростей и давлений газа в районе расположения центрального и периферийных приемных отверстий.The disadvantages of the receiver include errors in the measurement of the Mach number and static pressure, due to the fact that when changing the angles of the bevel (flow direction), the flow is interrupted not only from the sharp edge bounding the bottom end surface of the receiver, on which there are receiving holes for measuring static pressure and Mach number, but also from a part of the spherical surface, while the coordinates of the flow separation point from the part of the spherical surface (in the polar coordinate system associated with the longitudinal by the plane of symmetry of the receiver) are unstable and can vary over a wide range of angles 90 ÷ 130 ° (see Maxworthy's “Experimental Investigation of the Flow around a Sphere at Large Reynolds Numbers” - ASME Western Conference on Applied Mechanics, August 25-27, 1969). The receiver’s disadvantages include errors in measuring the velocity and direction of flow, due to the fact that, at subsonic flow velocities, disturbances caused by separation of the flow from the receiver surface propagate backward through the flow, which leads to the appearance of pulsations of gas velocities and pressures in the region where the central and peripheral receiving holes.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что давления, измеренные донными приемными отверстиями, зависят от числа Рейнольдса - вязкости потока и от начальной турбулентности потока, т.к. линии отрыва потока от поверхности приемника, являющейся частью сферической поверхности, изменяют свое положение в зависимости от указанных параметров, что приводит к случайному изменению давлений в донной области и, как следствие этого, к погрешностям измерений. В связи с изложенным полученные для приемника давлений тарировочные зависимости, используемые для определения параметров потока, будут неточны и нестабильны в потоках с другим уровнем начальной турбулентности. Центральное и периферийные приемные отверстия, служащие для определения направления и величины скорости потока газа, у приемника находятся в непосредственной близости от области срывного течения газа, что приводит к передаче пульсаций давлений назад по потоку - к центральному и периферийным приемным отверстиям при дозвуковых скоростях обтекания и, как следствие этого, - к погрешностям измерения скорости, направления потока, статического давления и числа Маха.The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the pressures measured by the bottom receiving holes depend on the Reynolds number — the viscosity of the flow and on the initial turbulence of the flow, because the flow separation lines from the receiver surface, which is part of a spherical surface, change their position depending on the indicated parameters, which leads to a random change in pressure in the bottom region and, as a consequence of this, to measurement errors. In connection with the above, the calibration dependences obtained for the pressure receiver used to determine the flow parameters will be inaccurate and unstable in flows with a different level of initial turbulence. The central and peripheral inlet openings, which serve to determine the direction and magnitude of the gas flow rate, at the receiver are in close proximity to the stagnant gas flow region, which leads to the transmission of pressure pulsations back downstream to the central and peripheral inlet openings at subsonic flow velocities and, as a consequence of this, to errors in the measurement of speed, flow direction, static pressure and Mach number.

Изобретение направлено на решение задачи повышения точности измерения статического давления и числа Маха в потоках газа, движущихся с дозвуковыми, трансзвуковыми и сверхзвуковыми скоростями, а также величины скорости и направления течения газа в потоках, движущихся с дозвуковыми скоростями.The invention is aimed at solving the problem of increasing the accuracy of measuring static pressure and the Mach number in gas flows moving at subsonic, transonic and supersonic speeds, as well as the magnitude of the velocity and direction of gas flow in flows moving at subsonic speeds.

Технический результат заключается в повышении точности измерения статического давления и числа Маха в пространственных потоках газа, движущихся с дозвуковыми, трансзвуковыми и сверхзвуковыми скоростями, а также величины скорости и направления течения газа в потоках, движущихся с дозвуковыми скоростями, за счет придания приемнику формы, обеспечивающей стабильность положения линий отрыва потока с кромки, ограничивающей донную торцевую поверхность приемника, на которой расположены донные приемные отверстия, а также за счет уменьшения пульсаций давлений в местах расположения центрального и периферийных приемных отверстий.The technical result consists in increasing the accuracy of measuring static pressure and the Mach number in spatial gas flows moving at subsonic, transonic and supersonic speeds, as well as the velocity and direction of gas flow in flows moving at subsonic speeds, by giving the receiver a shape that ensures stability the position of the flow separation lines from the edge bounding the bottom end surface of the receiver on which the bottom receiving holes are located, and also by reducing ulsatsy pressures at the positions of the central and peripheral receiving openings.

Технический результат достигается тем, что приемник воздушных давлений, представляющий собой тело, ограниченное частью сферической поверхности, ось которой предназначена для установки приемника вдоль потока, с расположенными на его поверхности центральным и периферийными приемными отверстиями, предназначенными для определения направления и величины скорости потока газа и приемными отверстиями, предназначенным для измерения числа Маха и статического давления, расположенными на донной торцевой поверхности приемника, содержит диск, примыкающий к донной торцевой поверхности, площадь диска превышает площадь донной торцевой поверхности и определяется из условия, что касательная к части сферической поверхности, проведенная в плоскости продольной симметрии приемника, имеющая общую точку с ребром диска, образует угол с продольной осью симметрии приемника, больший максимальной величины модуля угла скоса потока, а приемные отверстия для измерения числа Маха и статического давления размещены на поверхности диска.The technical result is achieved in that the air pressure receiver, which is a body bounded by a part of a spherical surface, the axis of which is designed to mount the receiver along the flow, with central and peripheral receiving holes located on its surface, designed to determine the direction and magnitude of the gas flow rate and receiving holes designed to measure the Mach number and static pressure located on the bottom end surface of the receiver contains a disk, adjacent to the bottom end surface, the disk area exceeds the area of the bottom end surface and is determined from the condition that the tangent to the part of the spherical surface drawn in the plane of longitudinal symmetry of the receiver, having a common point with the edge of the disk, forms an angle with the longitudinal axis of symmetry of the receiver, greater than the maximum value modulus of the bevel angle of the flow, and receiving holes for measuring the Mach number and static pressure are located on the surface of the disk.

На фиг.1 изображены три вида заявляемого приемника давлений: вид спереди, вид слева, вид справа. На фиг.2 изображена схема определения площади диска, примыкающего к приемнику давлений. На фиг.3 и фиг.4 изображены поля скоростей для известного и заявляемого приемников давления.Figure 1 shows three types of the inventive pressure receiver: front view, left view, right view. Figure 2 shows a diagram for determining the area of the disk adjacent to the pressure receiver. Figure 3 and figure 4 shows the velocity field for the known and claimed pressure receivers.

Заявляемый приемник воздушных давлений (см. фиг.1) представляет собой тело, ограниченное частью сферической поверхности - 1, продольная ось симметрии которой - 2 предназначена для установки приемника вдоль потока, с расположенными на его поверхности центральным - 3 и периферийными - 4, 5, 6, 7 приемными отверстиями, предназначенными для определения направления - ε (угла скоса потока) и величины скорости потока газа - V и приемными отверстиями - 8, 9, 10, 11, предназначенными для измерения числа Маха и статического давления, расположенными на диске - 12, образующем донную торцевую поверхность приемника.The inventive receiver of air pressures (see figure 1) is a body bounded by a part of the spherical surface - 1, the longitudinal axis of symmetry of which - 2 is designed to install the receiver along the stream, with central located on its surface - 3 and peripheral - 4, 5, 6, 7 receiving holes designed to determine the direction - ε (angle of inclination of the flow) and gas flow velocity - V and receiving holes - 8, 9, 10, 11, designed to measure the Mach number and static pressure, located on the disk - 12, Braz bottom end surface of the receiver.

На фиг.2 изображена схема определения площади диска, примыкающего к телу приемника давлений, имеющего форму части сферической поверхности. Площадь диска должна превышать площадь грани, образованной сечением сферы плоскостью, а сама площадь диска определяется из условия, что касательная DE к любой части сферической поверхности, проведенная в продольной плоскости симметрии приемника, имеющая общую точку с ребром диска F, образует угол γ с осью симметрии приемника HG больший максимальной величины модуля угла скоса потока ε.Figure 2 shows a diagram for determining the area of the disk adjacent to the body of the pressure receiver, having the form of part of a spherical surface. The disk area must exceed the area of the face formed by the plane’s cross-section of the sphere, and the disk area itself is determined from the condition that the tangent DE to any part of the spherical surface, drawn in the longitudinal plane of symmetry of the receiver, having a common point with the edge of the disk F, forms an angle γ with the axis of symmetry the receiver HG is greater than the maximum modulus of the angle of inclination of the flow ε.

На фиг.3 приведено поле скоростей (изолинии скорости) в плоскости расположения одного ряда приемных отверстий (например 4-3-6) для приемника воздушных давлений, тело которого ограничено частью сферической поверхности (прототип) для числа Маха набегающего слева потока М=0,5. Более темные места соответствуют максимальным и минимальным значениям скорости газа. Позицией 13 обозначено поле скоростей у части сферической поверхности в районе расположения одного из периферийных приемных отверстий, значение тангенциальной скорости газа Vτ=196 (м/с). Позицией 14 обозначено поле скоростей у части сферической поверхности в районе расположения второго периферийного приемного отверстия, значение тангенциальной скорости газа Vτ=240 (м/с).Figure 3 shows the velocity field (velocity isolines) in the plane of the location of one row of receiving holes (for example 4-3-6) for an air pressure receiver whose body is limited by a part of the spherical surface (prototype) for the Mach number of the incoming flow on the left M = 0 ,5. Darker spots correspond to the maximum and minimum values of the gas velocity. Position 13 denotes the velocity field at a part of the spherical surface in the region where one of the peripheral receiving holes is located, the value of the tangential velocity of the gas V τ = 196 (m / s). Numeral 14 denotes a velocity field at a part of a spherical surface near the second peripheral location of the receiving hole, the value of the tangential gas velocity V τ = 240 (m / s).

На фиг.4 приведено поле скоростей (изолинии скорости) в плоскости расположения приемных отверстий для заявляемого приемника воздушных давлений, тело которого ограничено частью сферической поверхности, с примыкающим к нему диском для числа Маха набегающего слева потока М=0,5. Более темные места соответствуют максимальным и минимальным значениям скорости газа. Позицией 15 обозначено поле скоростей у части сферической поверхности в районе расположения одного из периферийных приемных отверстий, значение тангенциальной скорости газа Vτ=112 (м/с). Позицией 16 обозначено поле скоростей у части сферической поверхности в районе расположения второго периферийного приемного отверстия, значение тангенциальной скорости газа Vτ=122 (м/с). Позицией 17 обозначено поле скоростей за ребром диска, значение скорости газа Vτ=197 (м/с). Позицией 18 обозначено поле скоростей за противоположным ребром диска, значение тангенциальной скорости газа Vτ=246 (м/с).Figure 4 shows the velocity field (velocity contour) in the plane of the receiving holes for the inventive air pressure receiver, the body of which is limited to a part of the spherical surface, with an adjacent disk for the Mach number of the incoming flow on the left M = 0.5. Darker spots correspond to the maximum and minimum values of the gas velocity. Position 15 denotes the velocity field at a part of the spherical surface in the region where one of the peripheral receiving holes is located, the value of the tangential velocity of the gas V τ = 112 (m / s). Position 16 denotes the velocity field at a part of the spherical surface in the area of the second peripheral receiving hole, the value of the tangential velocity of the gas V τ = 122 (m / s). Reference numeral 17 denotes the velocity field of the disc edge, the value of the gas velocity V τ = 197 (m / s). Position 18 denotes the velocity field behind the opposite edge of the disk, the value of the tangential velocity of the gas V τ = 246 (m / s).

Приемник давлений работает следующим образом. Сначала для заявляемого устройства с целью установления взаимосвязи давлений, воспринимаемых приемными отверстиями, с параметрами плоского воздушного (или газового) потока: углами скоса, числами Маха, статическим давлением проводят продувки приемника в аэродинамической трубе, по результатам которых находят градуировочные зависимости, которые могут иметь следующий вид: - для угла скосаThe pressure receiver operates as follows. First, for the inventive device in order to establish the relationship of the pressures perceived by the receiving openings with the parameters of a flat air (or gas) flow: bevel angles, Mach numbers, static pressure, the receiver is purged in the wind tunnel, according to the results of which calibration dependencies are found, which can have the following view: - for bevel angle

Figure 00000002
Figure 00000002

- для числа Маха- for Mach number

Figure 00000003
Figure 00000003

- для статического давления- for static pressure

Figure 00000004
Figure 00000004

где Pi - давление; i - номер приемного отверстия (см. фиг.1); ε - угол скоса потока; М - число Маха; Pст - статическое давление.where P i is the pressure; i is the number of the receiving hole (see figure 1); ε is the angle of the bevel of the flow; M is the Mach number; P article - static pressure.

Затем, при определении параметров воздушного потока или при определении параметров движения твердых тел, самолетов, ракет и т.п. относительно воздушной среды, используя градуировочные зависимости, решают обратную задачу - по измеренным давлениям находят: угол скоса, число Маха, статическое давление, а уже по найденным значениям числа Маха и статического давления - скорость потока.Then, when determining the parameters of the air flow or when determining the parameters of motion of solids, aircraft, rockets, etc. relative to the air, using calibration dependencies, they solve the inverse problem - by measured pressures they find: bevel angle, Mach number, static pressure, and already found values of the Mach number and static pressure determine the flow velocity.

Рассмотрим особенности обтекания прототипа и заявляемого приемника воздушных давлений и покажем, почему именно выполнение приемника согласно фиг.1 позволяет обеспечить достижение заявляемого технического результата.Consider the features of the flow around the prototype and the claimed receiver of air pressures and show why it is the implementation of the receiver according to figure 1 allows to achieve the claimed technical result.

Как следует из приведенных выше формул, общих для прототипа и заявляемого приемника, все они содержат давления

Figure 00000005
, воспринимаемые приемными отверстиями, расположенными на донной торцевой поверхности приемника, в связи с чем точность измерений параметров воздушного потока в значительной степени определяется точностью измерения давлений
Figure 00000006
As follows from the above formulas common to the prototype and the claimed receiver, they all contain pressure
Figure 00000005
perceived by the receiving holes located on the bottom end surface of the receiver, in connection with which the accuracy of the measurement of air flow parameters is largely determined by the accuracy of pressure measurements
Figure 00000006

Только стабильность и не случайность получаемых градуировочных зависимостей позволяет обеспечить высокую точность определения параметров воздушного (газового) потока при измерении давлений в донной области - зоне отрывного течения. Для прототипа, представляющего собой тело, ограниченное только частью сферической поверхности и гранью, образованной сечением сферы плоскостью, не удается получить в донной области течение со стабильными и не изменяющимися случайным образом во времени параметрами (скоростью, плотностью, давлением) из-за того, что отрыв потока при изменении углов скоса не может осуществляться одновременно со всей длины кромки, ограничивающей грань приемника, на которой расположены донные приемные отверстия. Отрыв потока осуществляется, в том числе, и с части сферической поверхности, а для тел с плавными обводами координаты линии отрыва потока от поверхности тела зависят от параметров набегающего потока: числа Рейнольдса, начальной турбулентности (см. Аэродинамика ракет: в 2-х кн. Кн.1. / Под ред. М.Хемша, Дж.Нилсена. - М.: Мир. - 1989. С.261-267).Only the stability and non-randomness of the obtained calibration dependences allows us to ensure high accuracy in determining the parameters of the air (gas) flow when measuring pressures in the bottom region — the separation flow zone. For the prototype, which is a body limited only by a part of the spherical surface and the face formed by the plane’s cross-section of the sphere, it is not possible to obtain a flow in the bottom region with stable parameters that do not change randomly in time (speed, density, pressure) due to the fact that flow separation with a change in the bevel angles cannot be carried out simultaneously with the entire length of the edge bounding the face of the receiver on which the bottom receiving holes are located. The flow is separated, including from a part of the spherical surface, and for bodies with smooth contours, the coordinates of the flow separation line from the body surface depend on the parameters of the incoming flow: Reynolds number, initial turbulence (see. Aerodynamics of rockets: in 2 books. Book 1. / Under the editorship of M. Hemsch, J. Nielsen. - M .: Mir. - 1989. S.261-267).

Течение с параметрами, изменяющимися неслучайным образом, может быть получено лишь для тел, форма которых обеспечивает отрыв потока в строго определенных местах вне зависимости от параметров набегающего потока (числа Рейнольдса, начальной турбулентности потока). Заявляемый приемник воздушных давлений содержит такие элементы конструкции - кромка диска 12 (фиг.1), которая всегда будет являться линией отрыва потока, если (см. фиг.2) касательная DE к любой части сферической поверхности, проведенная в продольной плоскости симметрии приемника, имеющая общую точку с ребром пластины - F, образует угол - γ с осью симметрии HG приемника, больший максимальной величины модуля угла скоса потока ε. При выполнении неравенства γ>|ε| диск 12 (см. фиг.1) ни при каких значениях углов скоса потока ε (направление потока) не будет находиться в аэродинамической тени от тела приемника, вследствие чего именно кромка диска 12 по всей длине (а не поверхность приемника) будет являться линией отрыва воздушного (газового) потока.A flow with parameters that change in a nonrandom fashion can be obtained only for bodies whose shape ensures flow separation in strictly defined places, regardless of the parameters of the incoming flow (Reynolds number, initial flow turbulence). The inventive air pressure receiver contains such structural elements - the edge of the disk 12 (figure 1), which will always be the line of separation of flow, if (see figure 2) the tangent DE to any part of the spherical surface, held in the longitudinal plane of symmetry of the receiver, having a common point with the edge of the plate - F, forms an angle - γ with the axis of symmetry HG of the receiver, greater than the maximum modulus of the angle of inclination of the flow ε. If the inequality γ> | ε | the disk 12 (see Fig. 1) at any values of the angles of the flow ε (flow direction) will not be in the aerodynamic shadow of the receiver body, as a result of which the edge of the disk 12 along the entire length (and not the surface of the receiver) will be the separation line air (gas) flow.

Только наличие в конструкции приемника давлений острых кромок, находящихся при изменении углов скоса потока с наветренной стороны, позволяет получать стабильные координаты линий отрыва потока и, как следствие этого, минимальные погрешности при измерении давлений в районе расположения донных приемных отверстий 8-11 (фиг.1). Измеряемые давления в этом случае будут зависеть только от скорости газового потока, а не от его вязкости и начальной турбулентности.Only the presence in the design of the receiver of pressure of sharp edges located when changing the angles of the bevel of the stream from the windward side allows us to obtain stable coordinates of the flow separation lines and, as a result, minimal errors in measuring pressure in the region of the bottom receiving openings 8-11 (Fig. 1 ) The measured pressures in this case will depend only on the gas flow velocity, and not on its viscosity and initial turbulence.

У прототипа, вследствие того, что кромка, образованная сечением сферы плоскостью, при изменении углов скоса потока находится с подветренной стороны, т.е. попадает в аэродинамическую тень, линия отрыва потока нестабильна, что и приводит к погрешностям измерения давлений.The prototype, due to the fact that the edge formed by the cross-section of the sphere by the plane, when the angle of the bevel is changed, is located on the leeward side, i.e. falls into the aerodynamic shadow, the flow separation line is unstable, which leads to pressure measurement errors.

На дозвуковых скоростях полета за прототипом и заявляемым приемником давлений образуются области вихревого движения газа. Образующиеся в донной области за приемниками давлений вихри приводят к появлению пульсаций скоростей и давлений газа в районе расположения центрального и периферийных приемных отверстий. Но у заявляемого приемника давлений эти пульсации значительно меньше вследствие того, что срыв потока и образование вихрей происходит у кромки диска, габаритный поперечный размер которого превышает соответствующий габаритный размер сферического тела приемника давлений. Вследствие этого точность измерения воздушных параметров заявляемым приемником давлений выше, чем у прототипа.At subsonic flight speeds behind the prototype and the inventive pressure receiver, vortex gas regions are formed. Vortices formed in the bottom region behind the pressure receivers lead to the appearance of pulsations of velocities and gas pressures in the region where the central and peripheral receiving holes are located. But the claimed pressure receiver, these pulsations are much less due to the fact that the stall and the formation of vortices occurs at the edge of the disk, the overall transverse dimension of which exceeds the corresponding overall dimension of the spherical body of the pressure receiver. Because of this, the accuracy of the measurement of air parameters by the claimed pressure receiver is higher than that of the prototype.

Таким образом, выполнение заявляемого приемника воздушных давлений в форме тела, ограниченного частью сферической поверхности, с примыкающим к нему диском, позволит повысить точность измерения воздушных параметров как на дозвуковых, так и на трансзвуковых и сверхзвуковых скоростях по сравнению с приемником, выполненным в форме тела, ограниченного только частью сферической поверхности без примыкающего к нему диска.Thus, the implementation of the inventive receiver of air pressures in the form of a body bounded by a part of the spherical surface, with a disk adjacent to it, will improve the accuracy of measuring air parameters at both subsonic and transonic and supersonic speeds compared to a receiver made in the form of a body, limited only to a part of a spherical surface without a disk adjacent to it.

Claims (1)

Приемник воздушных давлений для пространственных потоков газа, представляющий собой тело, ограниченное частью сферической поверхности, ось которой предназначена для установки приемника вдоль потока, с расположенными на его поверхности центральным и периферийными приемными отверстиями, предназначенными для определения направления и величины скорости потока газа и приемными отверстиями, предназначенными для измерения числа Маха и статического давления, расположенными на донной торцевой поверхности приемника, отличающийся тем, что приемник содержит диск, примыкающий к донной торцевой поверхности, площадь диска превышает площадь донной торцевой поверхности и определяется из условия, что касательная к части сферической поверхности, проведенная в плоскости продольной симметрии приемника, имеющая общую точку с ребром диска, образует угол с продольной осью симметрии приемника больший максимальной величины модуля угла скоса потока, а приемные отверстия для измерения числа Маха и статического давления размещены на поверхности диска.An air pressure receiver for spatial gas flows, which is a body bounded by a part of a spherical surface, the axis of which is designed to mount the receiver along the stream, with central and peripheral receiving holes located on its surface, designed to determine the direction and magnitude of the gas flow rate and receiving holes, designed to measure the Mach number and static pressure, located on the bottom end surface of the receiver, characterized in that the receiver contains a disk adjacent to the bottom end surface, the disk area exceeds the area of the bottom end surface and is determined from the condition that a tangent to a part of the spherical surface drawn in the plane of longitudinal symmetry of the receiver, having a common point with the edge of the disk, forms an angle with the longitudinal axis of symmetry of the receiver greater than the maximum modulus of the bevel angle of the flow, and the receiving holes for measuring the Mach number and static pressure are located on the surface of the disk.
RU2005134287/28A 2005-11-08 2005-11-08 Air pressure gage RU2314507C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005134287/28A RU2314507C2 (en) 2005-11-08 2005-11-08 Air pressure gage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005134287/28A RU2314507C2 (en) 2005-11-08 2005-11-08 Air pressure gage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005134287A RU2005134287A (en) 2007-05-20
RU2314507C2 true RU2314507C2 (en) 2008-01-10

Family

ID=38163726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005134287/28A RU2314507C2 (en) 2005-11-08 2005-11-08 Air pressure gage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2314507C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005134287A (en) 2007-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105716788B (en) Three hole transonic speed pressure probes
Krogstad et al. Structure of turbulent boundary layers on smooth and rough walls
CN102023077B (en) Supersonic velocity axisymmetrical boundary layer wind tunnel
EP0229534A2 (en) Combination pressure probe
EP3040702B1 (en) Air pressure probe
JPH0623778B2 (en) Air data sensor device
US6557423B1 (en) Air-pressure sensor
WO2006056029A2 (en) Method and device for measuring a differential pressure in a fluid flow
WO2019082087A1 (en) A pitot tube that provides speed and altitude information for air vehicles
RU2314507C2 (en) Air pressure gage
US3914997A (en) Static pressure probe
JP7421769B2 (en) Duct pressure measurement structure and wind tunnel test equipment
JP3612075B2 (en) Aviation sensors for listening to acoustic signals
Wilcox et al. Force, surface pressure, and flowfield measurements on a slender missile configuration with square cross-section at supersonic speeds
RU2314505C2 (en) Air pressure gage
Haghiri et al. Experimental study of boundary layer in compressible flow using hot film sensors through statistical and qualitative methods
RU2245525C2 (en) Air pressures receiver
RU2115102C1 (en) Pitot-static tube
Morkovin et al. Experiments on interaction of shock waves and cylindrical bodies at supersonic speeds
Dovgal et al. Response of axisymmetric separated flow to its spatially localized perturbation
RU2260780C2 (en) Air pressure transducer
Shimshi et al. Experimental investigation of asymmetric and unsteady flow separation in high Mach number planar nozzles
Vashishtha et al. Breathing blunt-nose concept for drag reduction in supersonic flow
RU2314506C2 (en) Air pressure gage
RU2133948C1 (en) Pressure receiver