RU42106U1

RU42106U1 - INSTALLATION FOR AERODYNAMIC TESTS

Info

Publication number: RU42106U1
Application number: RU2004121596/22U
Authority: RU
Inventors: И.А. Носков; Н.А. Кремчеев
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2004-11-20

Abstract

Установка для проведения аэродинамических испытаний относящаяся к исследовательскому оборудованию, предназначенному для проведения аэродинамических испытаний объектов, в частности, скребковых очистителей светопропускающих поверхностей, располагаемых на обдуваемой потоком воздуха поверхности транспортных средств содержащая аэродинамическую трубу, аэродинамические тензометрические весы с прямым измерением нагрузок, рабочую часть, включающую в себя пол, содержащий кинематически разделенные горизонтально расположенные неподвижно закрепленную стационарную часть и установленную с возможностью поворота и фиксации в горизонтальной плоскости поворотную часть, образованную поворотным столом аэродинамических весов, включающим в себя горизонтально расположенную опорную плиту с, по меньшей мере, одним окном и установленным в окне вертикальным интерфейсным стержнем верхний конец которого выполнен в виде горизонтальной контактной площадки, размещенный в пределах рабочей части аэродинамической трубы дополнительный стол, содержащий неподвижно закрепленный на опорной плите поворотного стола аэродинамических весов выполненный в виде вертикально установленного полого пилона каркас контур ортогональной проекции которого охватывает, по меньшей мере, одно окно опорной плиты с установленным в окне вертикальным интерфейсным стержнем, установленную на удаленном от поверхности опорной плиты конце каркаса выступающую за габариты каркаса базу, включающую в себя кинематически разделенные неподвижно зарепленную на расположенной в пределах каркаса контактной площадке, по меньшей мере, одного интерфейсного стержня сенсорную часть и расположенную с возможностью, по меньшей мере, частичного охвата сенсорной части неподвижно закрепленную на каркасе периферийную часть, выполненные с образованием установленного, преимущественно, в горизонтальной плоскости снабженного острой внешней кромкой аэродинамического профиля противолежащая, относительно пола, поверхность которого принята в качестве поверочной, объект испытаний установлен на поверочной поверхности дополнительного стола. При этом, контур любого из сечений поверочной поверхности базы геометрической плоскостью, содержащей геометрическую ось вращения опорной плиты поворотного стола аэродинамических весов описываются гладкой кривой или прямой, по меньшей мере, часть объекта испытаний зафиксирована на сенсорной части базы. Описанная установка позволяет минимизировать затраты на разработку объектов, имеющих развитую аэродинамическую поверхность, например, скребковых очистителей Installation for conducting aerodynamic tests related to research equipment intended for conducting aerodynamic tests of objects, in particular, scraper cleaners of light-transmitting surfaces located on a vehicle surface blown by air flow containing a wind tunnel, aerodynamic tensometric scales with direct measurement of loads, a working part, including a floor containing kinematically separated horizontally spaced motionless a fixed stationary part and a rotatable part mounted with the possibility of rotation and fixing in the horizontal plane, formed by a rotary table of aerodynamic scales, including a horizontally located base plate with at least one window and a vertical interface rod installed in the window, the upper end of which is made in in the form of a horizontal contact pad, an additional table placed within the working part of the wind tunnel, containing motionlessly mounted on the support the aerodynamic balance rotary table plate made in the form of a vertically mounted hollow pylon frame, the orthogonal projection contour of which covers at least one window of the base plate with a vertical interface rod installed in the window, mounted on the end of the frame remote from the surface of the base plate protruding beyond the frame dimensions of the base including kinematically separated motionlessly fixed on at least one interface pad located within the frame of the contact pad about the rod, the sensor part and located with the possibility of at least partial coverage of the sensor part, the peripheral part, fixed on the frame, made with the formation of the opposite, relative to the floor, surface of which is accepted as verification, the test object is installed on the verification surface of the additional table. Moreover, the contour of any of the sections of the test surface of the base with a geometric plane containing the geometric axis of rotation of the base plate of the turntable of the aerodynamic balance is described by a smooth curve or a straight line, at least part of the test object is fixed on the sensor part of the base. The described installation allows you to minimize the cost of developing objects having a developed aerodynamic surface, for example, scraper cleaners

светопропускающих поверхностей транспортных средств, их адаптацию для работы на различных по кривизне поверхностях, что обуславливает создание, в частности, скребковых очистителей, обладающих наивыгоднейшим соотношением механических и аэродинамических сил, минимальным аэродинамическим сопротивлением, энергопотреблением, массой и стоимостью, при требуемых долговечности и эффективности. 1н.з.п.ф.light-transmitting surfaces of vehicles, their adaptation to work on surfaces of different curvature, which leads to the creation of, in particular, scraper cleaners with the most favorable ratio of mechanical and aerodynamic forces, minimal aerodynamic resistance, energy consumption, weight and cost, with the required durability and efficiency. 1 n.s.p.ph.

Description

Установка относится к исследовательскому оборудованию, предназначенному для проведения аэродинамических испытаний объектов, в частности, скребковых очистителей светопропускающих поверхностей, располагаемых на обдуваемой потоком воздуха поверхности транспортных средств.The installation relates to research equipment designed for aerodynamic testing of objects, in particular, scraper cleaners of light-transmitting surfaces located on the surface of vehicles blown by the air flow.

Из материалов к патенту US 1939047, МПК G 09 B 9/48 (публ. 12.12.1933 г.) известна установка для проведения демонстрационных аэродинамических тестов, включающая в себя объект испытаний, рычажно - тросовый механизм управления, карданный подвес, аэродинамическую трубу, содержащую выходное сопло и регулятор скорости потока воздуха, неподвижно соединенный с аэродинамической трубой расположенный перед выходным соплом аэродинамической трубы стол, содержащий рычаги управления, каркас, неподвижно расположенную на каркасе базу, выполненную в виде плиты поверочная поверхность которой горизонтальна и параллельна направлению воздушного потока, расположенное в базе сквозное отверстие, расположенные под базой шарнирно связанные с каркасом установленные с возможностью качания в вертикальной плоскости верхний и нижний балансиры, содержащие противовесные и параллелограммные плечи, установленные на противовесных плечах балансиров противовесы, установленную с возможностью вертикального перемещения проходящую через отверстие базы вертикальную штангу нижнее плече которой соединено с образованием параллелограммного механизма с параллелограммными плечами верхнего и нижнего балансиров, а торец верхнего плеча, посредством карданного подвеса, соединен с объектом испытаний. При этом, рычажно-тросовый механизм управления выполнен частично расположенным в объекте испытаний, длины противовесных плеч верхнего и нижнего балансиров, массы противовесов и координаты их расположения на противовесных плечах верхнего и нижнего балансиров выбраны с возможностью частичной или полной компенсации вращающего момента верхнего и нижнего балансирных рычагов, обусловленного разностью масс и длин противовесных и параллелограммных плеч верхнего и нижнего балансиров, массой вертикальной штанги, массой карданного подвеса и объекта испытаний, частью массы рычажно-тросового механизма управления, передаваемой на параллелограммные плечи балансиров, объект испытаний представлен уменьшенной копией летательного аппарата, включающей в себя аэродинамическую силовую часть, образованную крыльями, стабилизатором и килем, и органы аэродинамического управления, образованные, по меньшей мере, рулем From the materials for the patent US 1939047, IPC G 09 B 9/48 (publ. 12/12/1933), a known installation for conducting demonstration aerodynamic tests, including a test object, a lever-cable control mechanism, a gimbal, a wind tunnel containing an outlet nozzle and an air flow rate regulator fixedly connected to the wind tunnel located in front of the wind tunnel outlet nozzle, a table containing control levers, a frame, a base fixed on the frame, made in the form of a plate the primary surface of which is horizontal and parallel to the direction of the air flow, a through hole located in the base, the upper and lower balancers, which are mounted with the possibility of swinging in the vertical plane, containing counterbalanced and parallelogram shoulders mounted on the counterweight shoulders of the balancing weights, mounted with the possibility of vertical movement passing through the opening of the base of the vertical bar the lower arm of which is connected to the iem parallelogram mechanism with a parallelogram shoulders of upper and lower beams and upper arm end, via the gimbal, coupled to the test object. At the same time, the lever-cable control mechanism is partially located in the test object, the lengths of the counterweight arms of the upper and lower balancers, the masses of the balances and the coordinates of their location on the counterweight arms of the upper and lower balancers are selected with the possibility of partial or full compensation of the torque of the upper and lower balancer levers due to the difference in masses and lengths of counterbalanced and parallelogram shoulders of the upper and lower balancers, the mass of the vertical rod, the mass of the gimbal and of the test object, part of the mass of the lever-cable control mechanism transmitted to the parallelogram arms of the balancers, the test object is represented by a reduced copy of the aircraft, which includes the aerodynamic power section formed by the wings, the stabilizer and the keel, and the aerodynamic control bodies formed by at least driving

направлений, рулем высоты и элеронами, объект испытаний расположен в пределах геометрического цилиндрического контура образующая которого параллельна направлению генерируемого аэродинамической трубой воздушного потока, а направляющая вписана в геометрический контур выходного сопла аэродинамической трубы, рычаги управления соединены посредством рычажно-тросового механизма управления с органами аэродинамического управления объекта испытаний, и регулятором скорости потока воздуха аэродинамической трубы.directions, elevator and ailerons, the test object is located within a geometric cylindrical contour, the generatrix of which is parallel to the direction of the air flow generated by the wind tunnel, and the guide is inscribed in the geometric contour of the wind tunnel output nozzle, the control levers are connected via the lever-cable control mechanism to the aerodynamic control bodies of the object tests, and the wind speed regulator of the wind tunnel.

Среди недостатков указанной установки можно выделить значительный момент инерции противовесов, балансирных рычагов и, вертикальной штанги, возможность лишь субъективной оценки зависимости пространственного поведения объекта испытаний от расположения и характеристик аэродинамической силовой части, от положения и характеристик органов аэродинамического управления, от изменения скорости воздушного потока и, в незначительных пределах, от направления воздушного потока, а также невозможность тестирования объектов, устанавливаемых с возможностью перемещения по обдуваемой потоком воздуха поверхности транспортных средств.Among the disadvantages of this installation, one can single out a significant moment of inertia of counterweights, balancing levers and a vertical rod, the possibility of only a subjective assessment of the dependence of the spatial behavior of the test object on the location and characteristics of the aerodynamic power unit, on the position and characteristics of the aerodynamic control organs, on changes in the air flow velocity, and, to insignificant limits, from the direction of the air flow, as well as the impossibility of testing facilities installed with zmozhnostyu navigate the blown air flow surface vehicles.

Из отраслевого стандарта ОСТ37.001.443-86 «Автомобили легковые. Системы очистки ветрового стекла от загрязнений и влаги. Технические требования и методы испытаний.», а также Директивы №78/318 ЕЭС «Совета от 21.12.1977 г. о сближении законодательств Государств - членов относительно устройств стеклоочистителей и стеклоомывателей транспортных средств с собственным двигателем» известна установка для аэродинамических испытаний скребковых очистителей ветрового стекла, включающая в себя полномасштабную аэродинамическую трубу с регулируемой скоростью воздушного потока, неподвижно установленный в трубе автомобиль, содержащий каркас, неподвижно закрепленную на каркасе базу, поверочная поверхность которой образована наветренной поверхностью предварительно обезжиренного, промытого и просушенного ветрового стекла, покрытого с заданной плотностью имитирующей грязь лабораторной смесью регламентируемого химического и фракционного состава, расположенный с наветренной стороны консольно закрепленный на каркасе объект испытаний, по меньшей мере, часть которого подвижно установлена над поверочной поверхностью базы, расположенный с наветренной стороны закрепленный на каркасе омыватель поверочной поверхности базы с регламентируемыми веером орошения и расходом омывающей жидкости, а также задатчик времени работы омывателя и объекта испытаний. Объект испытаний представлен скрытым наружной поверхностью каркаса приводом, снабженным выступающим за пределы, наружной поверхности каркаса валом привода, шарнирным рычагом, содержащим пружину, шарнир From the industry standard OST37.001.443-86 "Cars. Systems for cleaning the windshield from dirt and moisture. Technical requirements and test methods. ”, As well as Directive No. 78/318 of the EEC of the“ Council of 12.21.1977 on the approximation of the laws of the Member States regarding the device of wipers and windshield washers of vehicles with their own engine ”, an installation for aerodynamic testing of scraper windshield cleaners is known including a full-blown wind tunnel with an adjustable air flow rate, an automobile fixedly installed in the pipe, comprising a carcass fixedly mounted on the car an base, the test surface of which is formed by the windward surface of a previously defatted, washed and dried windshield, covered with a given density simulating dirt laboratory mixture of regulated chemical and fractional composition, the test object cantilevered on the frame on the windward side, at least part of which is movable mounted above the reference surface of the base, located on the windward side mounted on the frame, a calibration washer the base surface with a regulated fan of irrigation and washer fluid flow, as well as a washer of the washer and test object. The test object is represented by a drive hidden by the outer surface of the frame, provided with a drive shaft protruding beyond the outer surface of the frame, by an articulated lever containing a spring, a hinge

и связанные посредством пружины и шарнира, консольное, расположенное над поверочной поверхностью базы, и корневое, неподвижно соединенное с валом привода, плечи, а также щеткой, включающей в себя расположенный с возможностью ометания части (скольжения по части) поверочной поверхности базы скребок и кинематически связанную с консольным плечом рычага и со скребком, преимущественно, ферменную арматурную часть, расположенную с возможностью поджатия скребка к поверочной поверхности базы. При этом, поверочная поверхность базы содержит, по меньшей мере, одну сенсорную, расположенную в сметаемой объектом испытаний зоне, и периферийную части, объект испытаний включает в себя аэродинамическую силовую часть, образованную поверхностями рычага и скребка, стержнями форменной арматурной части, при наличии таковых, органы аэродинамического управления, при наличии таковых, выполненные в виде щелевых конструкций или образованные, расположенными на рычаге и/или арматурной части и/или скребке антикрыльями, или интерцепторами, а также механическую силовую часть, образованную пружиной рычага и приводом.and connected by means of a spring and a hinge, a cantilever, located above the reference surface of the base, and a root, fixedly connected to the drive shaft, shoulders, as well as a brush, including a scraper located with the possibility of throwing a part (sliding along the part) of the test surface and kinematically connected with a cantilever arm of the lever and with a scraper, mainly a truss reinforcing part located with the possibility of pressing the scraper to the reference surface of the base. Moreover, the test surface of the base contains at least one sensor located in the area swept away by the test object and the peripheral part, the test object includes an aerodynamic power part formed by the surfaces of the lever and the scraper, rods of the shaped reinforcing part, if any, aerodynamic control bodies, if any, made in the form of slotted structures or formed by wing wings and / or scraper located on the lever and / or reinforcement part and / or scraper, as well as mechanical power part formed by the lever spring and the drive.

Среди недостатков выше указанной установки можно выделить большой расход энергии, необходимой для проведения испытаний, что обусловлено применением для испытаний аэродинамической трубы больших размеров, продиктованных габаритами автомобиля, на котором предполагается использовать тестируемый объект испытаний, большие затраты времени на предварительную подготовку испытаний, а также косвенную, по степени очистки ветрового стекла, оценку аэродинамических и механических характеристик очистителя. Совокупность указанных недостатков практически исключает подбор оптимального соотношения механических, обусловленных жесткостью пружины, подпружинивающей скребок к ветровому стеклу (поверочной поверхности базы), и аэродинамических, обусловленных геометрическими харатеристиками шарнирного рычага, скребка и арматурной части, а также антикрыльями или интерцепторами (при их наличии) характеристик очистителя и, как следствие, делает невозможным построение стеклоочистителя с минимально возможными стоимостью и энергопотреблением • и требуемым ресурсом, при условии выполнения требований по качеству очистки очищаемой поверхности.Among the shortcomings of the above installation, it is possible to single out a large energy consumption necessary for testing, which is caused by the use of large-sized wind tunnels for testing, dictated by the dimensions of the vehicle on which it is intended to use the test object to be tested, time-consuming preliminary preparation of tests, as well as indirect according to the degree of cleaning of the windshield, assessment of the aerodynamic and mechanical characteristics of the cleaner. The combination of these shortcomings virtually eliminates the selection of the optimal ratio of mechanical, due to the stiffness of the spring, springing the scraper to the windshield (reference surface of the base), and aerodynamic, due to the geometric characteristics of the articulated arm, scraper and reinforcing part, as well as wing or interceptors (if any) characteristics cleaner and, as a result, makes it impossible to build a wiper with the lowest possible cost and energy consumption • and t ebuemym resource subject to the quality requirements cleaning the surface being cleaned.

Из рекламных материалов ф. «Valeo» известна установка для аэродинамических испытаний скребковых очистителей ветрового стекла, включающая в себя многоканальный измеритель перепада давления, соединительные трубопроводы, аэродинамическую трубу с регулируемой скоростью воздушного потока, размещенные в аэродинамической трубе объект испытаний, подвижный пилон и стационарно установленный стол, включающий в себя каркас и неподвижно закрепленную на каркасе From advertising materials f. "Valeo" known installation for aerodynamic testing of scraper windshield cleaners, which includes a multi-channel differential pressure meter, connecting pipes, a wind tunnel with an adjustable air flow rate, the test object placed in the wind tunnel, a movable pylon and a stationary table, including a frame and fixed to the frame

базу, содержащую выполненные заедино периферийную и сенсорную части, поверочные поверхности которых лежат на одной, преимущественно, горизонтальной геометрической плоскости, расположенной параллельно направлению воздушного потока. Сенсорная часть базы выполнена в виде известной из материалов к патенту US 5929339 (приор. 25.02.98) сенсорной плиты, габаритные размеры которой согласованы с габаритными размерами объекта испытаний и амплитудой его перемещения, снабженной сетью разнесенных с заданным шагом, вдоль и поперек направления воздушного потока, сквозных каналов, первые устья каждого из которых расположены на поверочной поверхности сенсорной части базы, продольные геометрические оси каждого из которых расположены перпендикулярно поверочной поверхности сенсорной части базы, а каждое из вторых устьев соединено, посредством соединительных трубопроводов, с одним из каналов многоканального измерителя перепада давления. Пилон выполнен в виде обладающего малым аэродинамическим сопротивлением подпружиненного с регулируемым усилием в направлении сенсорной части базы подвижно установленного стержня продольная геометрическая ось которого расположена перпендикулярно к поверочной поверхности сенсорной части базы, а хорда аэродинамического профиля расположена параллельно направлению воздушного потока. Пилон установлен с возможностью нормального, относительно поверочной поверхности сенсорной части базы, а также встречного и согласного с регламентируемой скоростью, относительно направления воздушного потока, перемещений над поверочной поверхностью сенсорной части базы.a base containing peripheral and sensory parts made integrally, the test surfaces of which lie on one, mainly horizontal geometric plane, parallel to the direction of the air flow. The sensor part of the base is made in the form of a sensor plate known from US Pat. No. 5,929,339 (prior. February 25, 98), whose overall dimensions are consistent with the overall dimensions of the test object and its amplitude of movement, provided with a network spaced apart with a given step, along and across the direction of the air flow through channels, the first mouths of each of which are located on the test surface of the sensor part of the base, the longitudinal geometric axes of each of which are located perpendicular to the test surface of the sensor and the base, and each of the second orifices is connected, via connecting lines, with one of the channels of the multichannel differential pressure monitor. The pylon is made in the form of a movably mounted rod with a low aerodynamic drag, spring loaded with adjustable force in the direction of the sensor part of the base, the longitudinal geometric axis of which is perpendicular to the reference surface of the sensor part of the base, and the chord of the aerodynamic profile is parallel to the direction of air flow. The pylon is installed with the possibility of normal, relative to the reference surface of the sensor part of the base, as well as counter and consistent with the regulated speed, relative to the direction of the air flow, movements above the calibration surface of the sensor part of the base.

Объект испытаний представлен закрепленной на пилоне щеткой очистителя ветрового стекла, содержащей ориентированные поперек направления воздушного потока арматурную часть, закрепленную на пилоне, и кинематически связанный с арматурной частью подпружиненный с регламентируемым усилием, посредством пилона и арматурной части, к поверочной поверхности сенсорной части базы скребок, расположенный с возможностью скольжения по поверочной поверхности сенсорной части базы и отрыва от ее поверхности. При этом, объект испытаний включает в себя аэродинамическую силовую -часть образованную поверхностями скребка и стержнями ферменной арматурной части, при наличии таковых, органы аэродинамического управления, при наличии таковых, выполненные в виде щелевых конструкций или образованные расположенными на арматурной части и/или скребке антикрыльями, или интерцепторами, а также механическую силовую часть образованную подпружиненным к поверочной поверхности сенсорной части базы пилоном.The test object is represented by a windshield wiper brush mounted on a pylon, containing a reinforcing part oriented transversely to the air flow direction, mounted on a pylon and spring-loaded kinematically connected to the reinforcing part with a regulated force, by means of the pylon and the reinforcing part, to the scraper located on the reference surface of the sensor part of the base with the possibility of sliding along the test surface of the sensor part of the base and separation from its surface. Moreover, the test object includes aerodynamic power - the part formed by the surfaces of the scraper and the rods of the truss reinforcing part, if any, aerodynamic control elements, if any, made in the form of slotted structures or formed by wing wings located on the reinforcing part and / or scraper, or interceptors, as well as a mechanical power unit formed by a pylon spring-loaded to the reference surface of the sensor part of the base.

Среди недостатков указанной установки можно выделить невозможность учета влияния пилона на картину обтекания объекта испытаний, возможность лишь косвенной, по величине скорости генерируемого аэродинамической трубой потока воздуха и величине задаваемого, посредством пилона, усилия предварительного поджатия скребка к поверочной поверхности сенсорной части базы, при которых происходит отрыв скребка или его части от поверочной поверхности сенсорной части базы, оценки аэродинамических и механических характеристик очистителя, а также невозможность оценки работы объекта испытаний на криволинейной, имитирующей реальную, поверхности транспортного средства, например, предполагаемую для очистки поверхность ветрового стекла. Совокупность указанных недостатков практически исключает оптимальный подбор механических и аэродинамических характеристик очистителя.Among the shortcomings of this installation, it is possible to single out the impossibility of taking into account the influence of the pylon on the picture of the flow around the test object, the possibility of only indirect, by the value of the speed of the air flow generated by the wind tunnel and the value set by means of the pylon, efforts of preliminary squeezing the scraper to the test surface of the sensor part of the base, at which separation occurs the scraper or its part from the test surface of the sensor part of the base, the assessment of the aerodynamic and mechanical characteristics of the cleaner, as well as the impossibility of evaluating the operation of the test object on a curved, simulating the real surface of the vehicle, for example, the surface of the windshield supposed to be cleaned. The combination of these disadvantages virtually eliminates the optimal selection of mechanical and aerodynamic characteristics of the cleaner.

В качестве прототипа полезной модели приняты известные из статьи О.Громовой «От научной идеи к новым проектам», опубликованной на стр. 7 газеты «Волжский автостроитель» №55 (6283), вышедшей в среду, 24 марта 2004 г., а также из раздела 2 «Отдел аэродинамических испытаний» (см. стр. 14...23) рекламного буклета «АО "АВТОБАЗ" Дирекция по техническому развитию. Научно технический центр. Управление специальных испытаний», подготовленного Мынковым А.В., Михеевым С.Б., Еськовым Р.А., отпечатанного в типографии ДИС АО "АВТОБАЗ" спроектированные ф. «DSMA INTERNATIONAL INC.» (Канада) полномасштабная и модельная с регулируеммыми скоростями воздушного потока установки для аэродинамических испытаний, соответственно, объектов или их уменьшенных копий, каждая из которых снабжена аэродинамической трубой замкнутого (геттингентского) типа, сменным объектом испытаний, аэродинамическими 6-компонентными тензометрическими весами ф. «CARL SCHENK AG» (Германия) с прямым измерением нагрузок, одним обратным каналом и рабочей частью, включающей в себя выполненные в виде щелевых панелей стены и потолок, а также перфорированный каналами системы отсоса пограничного слоя пол, содержащий кинематически разделенные неподвижно расположенную стационарную часть и установленную с возможностью поворота и фиксации в горизонтальной плоскости поворотную часть. Поворотная часть пола образована поворотным столом аэродинамических весов, включающим в себя горизонтально расположенную опорную плиту с окнами и четыре, по числу окон, установленных с возможностью перемещения и фиксации в горизонтальной плоскости, каждый в пределах своего окна, вертикальных интерфейсных стержня верхние концы которых выполнены в виде контактных площадок. Обращенные вовнутрь рабочей части трубы поверхности стационарной части пола, As a prototype of a utility model, the well-known from O. Gromova’s article “From a Scientific Idea to New Projects” published on page 7 of the Volzhsky Avtostroitel newspaper No. 55 (6283), published on Wednesday, March 24, 2004, as well as from section 2 “Department of aerodynamic testing” (see pages 14 ... 23) of the advertising booklet of JSC “AVTOBAZ” Directorate for Technical Development. Scientific and technical center. Management of special tests ”, prepared by A. Mynkov, S. B. Mikheev, R. A. Eskov, printed in the printing house of the AvtoBAZ JSC, designed by f. “DSMA INTERNATIONAL INC.” (Canada) is a full-scale and model installation with adjustable air flow rates for aerodynamic tests, respectively, of objects or their reduced copies, each of which is equipped with a closed (gettingent) type wind tunnel, interchangeable test object, 6-component aerodynamic tensometric scales f. CARL SCHENK AG (Germany) with direct load measurement, one return channel and a working part, including walls and ceilings made in the form of slit panels, as well as a floor perforated by channels of the boundary layer suction system, containing a kinematically separated stationary part and mounted with the possibility of rotation and fixing in the horizontal plane of the rotary part. The rotary part of the floor is formed by a rotary table of aerodynamic scales, including a horizontally located base plate with windows and four, according to the number of windows installed with the possibility of moving and fixing in the horizontal plane, each within its window, vertical interface rod, the upper ends of which are made in the form contact pads. The inwardly facing working part of the pipe, the surfaces of the stationary part of the floor,

опорной плиты и контактных площадок интерфейсных стержней поворотного стола аэродинамических весов расположены на единой горизонтальной параллельной направлению воздушного потока геометрической плоскости. Объект испытаний может быть представлен размещенным внутри рабочей части аэродинамической трубы зафиксированным на контактных площадках интерфейсных стержней аэродинамических весов любым натуральным объектом, к примеру, автомобилем, или его уменьшенной копией. При этом, для оценки общих аэродинамических характеристик объекта испытаний его обдуваемая потоком воздуха поверхность использована в качестве поверочной, для оценки аэродинамических характеристик навесного, размещаемого на наружной поверхности натурального объекта, оборудования, например, при оценке очистителей и смывателей ветровых стекол транспортных средств на соответствие требованиям директивы №78/318 ЕЭС, внешняя поверхность последнего или внешняя поверхность его уменьшенной копии использована в качестве базы, навесное оборудование или его уменьшенная копия приняты в качестве объекта испытаний, а контактирующая с объектом испытаний и/или расположенная в непосредственной близости с объектом испытаний обдуваемая потоком воздуха поверхность базы использована в качестве поверочной.the base plate and the contact pads of the interface rods of the rotary table of the aerodynamic balance are located on a single horizontal plane parallel to the direction of air flow. The test object can be represented placed inside the working part of the wind tunnel fixed on the contact pads of the interface rods of the aerodynamic balance by any natural object, for example, a car, or its reduced copy. At the same time, to assess the general aerodynamic characteristics of the test object, its surface blown by the air flow was used as a calibration, to assess the aerodynamic characteristics of mounted equipment placed on the external surface, for example, when evaluating vehicle windshield cleaners and washers for compliance with the requirements of the directive No. 78/318 EES, the outer surface of the latter or the outer surface of its reduced copy is used as a base, mounted equipment ment or reduced copy taken as a test object, and in contact with the test object and / or located in close proximity to the test object airflow blown base surface used as a calibration.

Среди недостатков указанных установок можно выделить низкую точность доводочных работ по оптимизации аэродинамических характеристик размещаемых на поверхности транспортных средств незначительных по габаритам, относительно поверочной поверхности объекта испытаний, элементов, например, скребковых очистителей ветрового стекла, что, для указанной категории, практически исключает подбор оптимального соотношения механических, обусловленных жесткостью пружины, подпружинивающей скребок к ветровому стеклу (части поверочной поверхности базы), и аэродинамических, обусловленных геометрическими харатеристиками шарнирного рычага, скребка и арматурной части, а также антикрыльями или интерцепторами (при их наличии) характеристик очистителя и, как следствие, делает невозможным построение стеклоочистителя с минимально возможными стоимостью и энергопотреблением и требуемым ресурсом, при условии выполнения требований по качеству очистки очищаемой поверхности.Among the shortcomings of these installations, it is possible to highlight the low accuracy of finishing work on optimizing the aerodynamic characteristics of vehicles located on the surface of the vehicle, which are insignificant in size relative to the test surface of the test object, elements, for example, scraper windshield cleaners, which, for this category, almost eliminates the selection of the optimal ratio of mechanical due to the stiffness of the spring, springing the scraper to the windshield (part of the reference surface base), and aerodynamic, due to the geometric characteristics of the hinged lever, scraper and reinforcing part, as well as wing or interceptors (if any) of the characteristics of the cleaner and, as a result, makes it impossible to build a wiper with the lowest possible cost and energy consumption and the required resource, provided meeting the requirements for the quality of cleaning the surface being cleaned.

Задачей полезной модели было создание установки, существенно облегчающей работы по разработке скребковых очистителей светопропускающих поверхностей транспортных средств, обладающих, при заданной кривизне очищаемой поверхности, наивыгоднейшим соотношением механических, обусловленных упругими элементами очистителя, и аэродинамических, обусловленных геометрическими характеристиками The objective of the utility model was to create an installation that significantly facilitates the work on the development of scraper cleaners of light-transmitting surfaces of vehicles, which, for a given curvature of the surface being cleaned, have the best ratio of mechanical due to the elastic elements of the cleaner and aerodynamic due to geometric characteristics

очистителя и скоростью обдувающего очиститель воздушного потока, минимизированных, при условии сохранения достаточности, сил, а также наивыгоднейшим соотношением прижимающей очиститель к очищаемой поверхности составляющей аэродинамических сил и сил аэродинамического сопротивления и, как следствие, минимально возможными энергопотреблением, массой и стоимостью при требуемой долговечности.of the purifier and the speed of the airflow blowing around the purifier, minimized, provided that the forces are sufficient, as well as the best ratio of the aerodynamic and aerodynamic drag forces pressing the purifier to the surface to be cleaned and, as a result, the minimum possible energy consumption, weight and cost with the required durability.

Задача решается в установке, содержащей объект испытаний, горизонтально расположенную аэродинамическую трубу с регулируемой скоростью воздушного потока, аэродинамические тензометрические весы с прямым измерением нагрузок, рабочую часть, включающую в себя пол, содержащий кинематически разделенные горизонтально расположенные неподвижно закрепленную стационарную часть и установленную с возможностью поворота и фиксации в горизонтальной плоскости поворотную часть, образованную поворотным столом аэродинамических весов, включающим в себя горизонтально расположенную опорную плиту с, по меньшей мере, одним окном и установленным в окне вертикальным интерфейсным стержнем верхний конец которого выполнен в виде горизонтальной контактной площадки.The problem is solved in the installation containing the test object, a horizontally located wind tunnel with an adjustable air flow rate, an aerodynamic tensometric balance with direct measurement of loads, a working part, including a floor, containing kinematically separated horizontally located stationary fixed part and installed with the possibility of rotation and fixation in the horizontal plane of the rotary part formed by the rotary table of the aerodynamic balance, including ebya horizontally disposed baseplate with at least one window and a window set in the vertical interface rod whose upper end is configured as a horizontal pad.

Задача решается тем, что установка снабжена размещенным в пределах рабочей части аэродинамической трубы дополнительным столом, содержащим неподвижно закрепленный на опорной плите поворотного стола аэродинамических весов выполненный в виде вертикально установленного полого пилона каркас контур ортогональной проекции которого охватывает, по меньшей мере, одно окно опорной плиты с установленным в окне вертикальным интерфейсным стержнем, установленную на удаленном от поверхности опорной плиты конце каркаса выступающую за габариты каркаса базу, включающую в себя кинематически разделенные неподвижно закрепленную на каркасе периферийную часть и неподвижно закрепленную на расположенной в пределах каркаса контактной площадке, по меньшей мере, одного интерфейсного стержня сенсорную часть, периферийная часть базы расположена с возможностью, по меньшей мере, частичного охвата сенсорной части базы, расположенные с возможностью обдува потоком воздуха поверхности базы выполнены с образованием расположенного, преимущественно, в горизонтальной плоскости снабженного острой внешней кромкой аэродинамического профиля противолежащая, относительно пола, поверхность которого принята в качестве поверочной, при этом, контур любого из сечений поверочной поверхности базы геометрической плоскостью, содержащей геометрическую ось вращения опорной плиты поворотного стола аэродинамических весов описывается гладкой кривой или прямой, объект испытаний установлен на поверочной поверхности The problem is solved in that the installation is equipped with an additional table located within the working part of the wind tunnel, containing an aerodynamic balance frame fixed in the form of a vertically mounted hollow pylon fixed to the base plate of the rotary table of the aerodynamic scale, the orthogonal projection contour of which covers at least one window of the base plate with a vertical interface rod installed in the window, installed on the end of the frame remote from the surface of the base plate protruding beyond the dimensions of kasa base, including kinematically separated peripheral part fixedly fixed on the frame and fixedly located on the contact pad located within the frame of the at least one interface rod, the peripheral part is located with the possibility of at least partial coverage of the sensor part the base, located with the possibility of blowing a stream of air, the surface of the base is made with the formation located mainly in the horizontal plane equipped sharply the outer edge of the aerodynamic profile is opposite, relative to the floor, the surface of which is accepted as a verification one, while the contour of any section of the verification surface of the base with a geometric plane containing the geometric axis of rotation of the base plate of the rotary table of the aerodynamic balance is described by a smooth curve or a straight line, the test object is installed on reference surface

дополнительного стола, при этом, по меньшей мере, часть объекта испытаний зафиксирована на сенсорной части базы, габаритные размеры поверочной поверхности которой равны или несколько больше габаритных размеров контура ортогональной проекции зафиксированной на сенсорной части базы части объекта испытаний. Полезная модель поясняется следующими чертежами:additional table, while at least part of the test object is fixed on the sensor part of the base, the dimensions of the test surface of which are equal to or slightly larger than the overall dimensions of the orthogonal projection circuit fixed on the sensor part of the base part of the test object. The utility model is illustrated by the following drawings:

- на Фиг.1 изображен продольный разрез рабочей части заявляемой установки.- figure 1 shows a longitudinal section of the working part of the inventive installation.

- на Фиг.2 изображен поперечный разрез рабочей части заявляемой установки. Полезная модель реализуется в установке, содержащей горизонтально расположенную модельную аэродинамическую трубу 1 (показана частично и условно) с одним обратным каналом (не показан) и регулируемой скоростью воздушного потока, аэродинамические тензометрические весы 2 (показаны условно) с прямым измерением нагрузок, рабочую часть 3, включающую в себя перфорированный каналами системы отсоса пограничного слоя пол, содержащий кинематически разделенные горизонтально расположенные неподвижно закрепленную стационарную часть 4 и установленную с возможностью поворота и фиксации в горизонтальной плоскости поворотную часть, дополнительный стол, расположенный внутри рабочей части 3, и размещенный на дополнительном столе объект испытаний. Поворотная часть образована поворотным столом аэродинамических весов 2, включающим в себя горизонтально расположенную опорную плиту 5 с четырьмя выполненными в плите окнами и расположенными, в каждом из окон по- одному, четырьмя вертикальными интерфейсными стержнями 6 верхние концы каждого из которых выполнены в виде горизонтальной расположенной на одном уровне с поверхностью пола контактной площадки. Дополнительный стол образован неподвижно закрепленным на опорной плите 5 поворотного стола аэродинамических весов 2 выполненным в виде вертикально установленного полого пилона цилиндрическим каркасом 7 контур ортогональной проекции которого охватывает два окна опорной плиты с расположенными в окнах вертикальными интерфейсными стержнями, установленной на удаленном от поверхности опорной плиты 5 конце каркаса 7 выступающей за габариты каркаса базой, включающей в себя кинематически разделенные неподвижно закрепленную на каркасе 7 периферийную часть 8 и неподвижно закрепленную на контактных площадках интерфейсных стержней б сенсорную часть 9. Периферийная часть 8 базы охватывает по замкнутому контуру сенсорную часть 9 базы. Расположенные с возможностью обдува потоком воздуха поверхности базы выполнены с образованием аэродинамического профиля, снабженного острой внешней кромкой. Произведенные в аэродинамической трубе ОАО «АВТОБАЗ» предварительные (для целей испытаний скребковых очистителей ветрового стекла) - figure 2 shows a cross section of the working part of the inventive installation. The utility model is implemented in an installation containing a horizontally located model wind tunnel 1 (partially shown and conditionally) with one return channel (not shown) and an adjustable air flow rate, aerodynamic tensometric scales 2 (conventionally shown) with direct measurement of loads, working part 3, including a floor perforated by channels of the boundary layer suction system, comprising a kinematically separated horizontally located stationary fixed part 4 and installed with the possibility of rotation and fixing in the horizontal plane, the rotary part, an additional table located inside the working part 3, and the test object placed on the additional table. The rotary part is formed by a rotary table of aerodynamic weights 2, which includes a horizontally located base plate 5 with four windows made in the plate and located, in each of the windows, one at a time, four vertical interface rods 6, the upper ends of each of which are made in the form of a horizontal flush with the floor surface of the pad. The additional table is formed by a cylindrical frame 7 fixed in the form of a vertically mounted hollow pylon with a cylindrical frame 7 fixedly mounted on the base plate 5 of the rotary table of the aerodynamic balance 2, the orthogonal projection circuit of which covers two windows of the base plate with vertical interface rods located in the windows, mounted at an end remote from the surface of the base plate 5 frame 7 protruding beyond the dimensions of the frame base, which includes kinematically separated perimetrically fixed to the frame 7 the serial part 8 and the sensor part 9, which is fixedly mounted on the contact pads of the interface rods. The peripheral part 8 of the base covers the sensor part 9 of the base in a closed loop. The base surfaces located with the possibility of blowing with a stream of air are made with the formation of an aerodynamic profile equipped with a sharp outer edge. Preliminary made in the wind tunnel of OJSC "AVTOBAZ" (for the purpose of testing windshield scraper cleaners)

продувки достаточно большого количества автомобилей капотной компановки как с плоскими, так и с цилиндрическими ветровыми стеклами показали, что процесс обтекания элементов скребкового очистителя ветрового стекла прогоняемым по аэродинамической трубе воздушным потоком может быть достаточно точно смоделирован на горизонтальной (параллельной направлению воздушного потока аэродинамической трубы) поверхности. Учитывая изложенное, противолежащие, относительно пола, поверхности периферийной 8 и сенсорной 9 частей базы выполнены в виде лежащих на единой горизонтальной геометрической плоскости плоских площадок поверхность которых принята в качестве поверочной. Для целей испытаний скребковых очистителей, работающих на более криволинейных, чем среднестатистические, светопропускающих поверхностях транспортных средств поверочные поверхности периферийной и сенсорной частей базы могут быть выполнены криволинейными (иммитирующими реальную поверхность). При этом, поверочные поверхности периферийной и сенсорной частей базы должны быть расположены с образованием единого расположенного в горизонтальной плоскости или под наклоном профиля контур любого из сечений которого геометрической плоскостью, содержащей геометрическую ось вращения опорной плиты поворотного стола аэродинамических весов 2, описывается гладкой кривой. Объект испытаний представлен неподвижно закрепленным на поверочной поверхности периферийной части 8 базы нормально расположенным к поверочной поверхности базы штифтом 10, имитирующим геометрические характеристики вала (не показан) привода (не показан) стеклоочистителя, шарнирным рычагом 11, содержащим пружину (не показана), шарнир (не показан) и связанные посредством пружины и шарнира, консольное, расположенное над поверочной поверхностью базы, и корневое, неподвижно соединенное со штифтом 10 плечи, а также щеткой 12, включающей в себя неподвижно закрепленный на поверочной поверхности сенсорной части 9 базы скребок (не показан) и кинематически связанную со скребком, преимущественно, ферменную арматурную часть (не показана). Объект испытаний включает в себя аэродинамическую силовую часть, образованную поверхностями рычага 11, скребка и стержнями форменной арматурной части, при наличии таковых, органы аэродинамического управления, при наличии таковых, выполненные в виде щелевых конструкций (не показаны) или образованные, расположенными на рычаге и/или арматурной части и/или скребке антикрыльями (не показаны), или интерцепторами (не показаны), а также механическую силовую часть, образованную пружиной рычага и штифтом 10. При этом, в зависимости от конкретной конструкции объекта испытаний и конкретой программы испытаний, ферменная арматурная часть скребка может быть выполнена как кинематически соединенной с purges of a sufficiently large number of bonnet cars with both flat and cylindrical windshields have shown that the surface flow around the elements of a scraper windshield wiper blown through the wind tunnel can be fairly accurately modeled on a horizontal (parallel to the direction of the wind tunnel air flow) surface. Given the above, opposite, with respect to the floor, the surface of the peripheral 8 and touch 9 parts of the base are made in the form of flat areas lying on a single horizontal geometric plane, the surface of which is accepted as a reference. For the purpose of testing scraper cleaners working on vehicles that are more curved than the average, light-transmitting surfaces, the test surfaces of the peripheral and sensor parts of the base can be made curved (imitating the real surface). At the same time, the test surfaces of the peripheral and sensor parts of the base should be located with the formation of a single contour of any sections which is located in the horizontal plane or at an angle to the profile, the geometry of which contains the geometric axis of rotation of the base plate of the turntable of the aerodynamic balance 2, is described by a smooth curve. The test object is represented by a pin 10 normally located on the reference surface of the peripheral part 8 of the base, which is normally located to the reference surface of the base with a pin 10 that simulates the geometric characteristics of the wiper shaft (not shown) of the wiper, an articulated lever 11 containing a spring (not shown), a hinge (not shown) and connected by means of a spring and a hinge, cantilever, located above the reference surface of the base, and root, motionlessly connected to the pin 10 of the shoulders, as well as a brush 12, which includes a a scraper (not shown) movably fixed on the test surface of the sensor part 9 of the base and kinematically connected to the scraper, mainly a truss reinforcement part (not shown). The test object includes an aerodynamic power part formed by the surfaces of the lever 11, the scraper and the rods of the shaped reinforcing part, if any, aerodynamic control elements, if any, made in the form of slotted structures (not shown) or formed located on the lever and / or the reinforcing part and / or the scraper with wing wings (not shown), or interceptors (not shown), as well as the mechanical power section formed by the lever spring and pin 10. Moreover, depending on the concrete the structure of the test object and the specific test program, the truss reinforcing part of the scraper can be performed as kinematically connected with

консольным плечом рычага 11, установленной с возможностью поджатия скребка к поверочной поверхности сенсорной части 9 базы, так и кинематически изолированной от консольного плеча рычага 11. В зависимости от условий решаемой задачи, объект испытаний может быть представлен также неподвижно установленной на поверочной поверхности сенсорной части 9 базы одной щеткой 12.the cantilever arm of the lever 11, installed with the possibility of pressing the scraper to the test surface of the sensor part 9 of the base, and kinematically isolated from the cantilever arm of the lever 11. Depending on the conditions of the task, the test object can also be fixedly mounted on the test surface of the sensor part 9 of the base one brush 12.

Установка работает следующим образом: При скорости воздушного потока равной нулю поворотный стол аэродинамических весов 2 устанавливают таким образом, чтобы объект испытаний, расположенный на поверочной поверхности базы занял исходное, оговоренное алгоритмом испытаний, положение. При этом, интерфейсные стержни оказываются нагружеными вертикальной силой, обусловленной массой сенсорной части базы, массой щетки 12 и, для случая когда шарнирный рычаг 11 и щетка 12 кинематически связаны, частью массы консольного плеча рычага 11 и силой, обусловленной длиной консольного плеча рычага и жесткостью пружины, за вычетом сил трения в шарнире корневого плеча рычага. Снимают показания аэродинамических весов 2. Полученные значения сил и моментов принимают за точку отсчета. Задают оговоренную алгоритмом испытаний скорость воздушного потока. Согласно алгоритма испытаний разворачивают поворотный стол аэродинамических весов 2, тем самым, изменяя расположение аэродинамических (силовой части и органов управления) поверхностей объекта испытаний относительно направления воздушного потока, и осуществляют измерение воспринимаемых интерфейсными стержнями 6, посредством сенсорной части 9, сил и моментов, обусловленных аэродинамическими (геометрическими) характеристиками объекта испытаний.The installation works as follows: When the airflow rate is zero, the rotary table of the aerodynamic balance 2 is set so that the test object located on the reference surface of the base takes the original position specified by the test algorithm. In this case, the interface rods are loaded with vertical force due to the mass of the sensor part of the base, the mass of the brush 12 and, for the case where the hinge lever 11 and the brush 12 are kinematically connected, part of the mass of the cantilever arm of the lever 11 and the force due to the length of the cantilever arm of the lever and the spring stiffness , minus the frictional forces in the hinge of the root shoulder of the lever. Take the readings of the aerodynamic balance 2. The obtained values of forces and moments are taken as a reference point. The air flow rate specified by the test algorithm is set. According to the test algorithm, the rotary table of the aerodynamic balance 2 is deployed, thereby changing the location of the aerodynamic (power part and control) surfaces of the test object relative to the direction of the air flow, and perceptible by the interface rods 6, by means of the sensor part 9, the forces and moments due to aerodynamic (geometric) characteristics of the test object.

При этом, в случае, когда поверочная поверхность базы выполнена криволинейной, для учета влияния профиля поверочной поверхности базы на результаты тестов осуществляют предварительную, без объекта испытаний, продувку дополнительного стола.In this case, in the case when the test surface of the base is curved, in order to take into account the influence of the profile of the test surface of the base on the test results, a preliminary purge of the additional table is carried out without a test object.

Установка позволяет измерить реальные аэродинамические показатели объекта испытаний, а именно, вертикальные (нормальные к поверочной поверхности базы) и горизонтальные (касательные к поверочной поверхности базы) составляющие подъемной (отрывной) или прижимной силы, а также сил аэродинамического сопротивления. Изменяя геометрическую конфигурацию объекта испытаний или применяя сменные объекты различной конфигурации подбирают оптимальный, для решаемой в процессе доводки очистителя, задачи. При этом, располагая точными значениями аэродинамических показателей рассчитывают (или подбирают) оптимальные показатели для механической силовой части очистителя и его привода.The installation allows you to measure the real aerodynamic parameters of the test object, namely, the vertical (normal to the reference surface of the base) and horizontal (tangent to the reference surface of the base) components of the lifting (tearing) or clamping force, as well as the aerodynamic drag forces. Changing the geometrical configuration of the test object or using interchangeable objects of various configurations, they select the optimal one for the task to be solved during the refinement of the cleaner. At the same time, having accurate values of aerodynamic parameters, optimal indicators for the mechanical power part of the cleaner and its drive are calculated (or selected).

Claims

Installation for conducting aerodynamic testing of objects, in particular scraper cleaners of light-transmitting surfaces located on a vehicle surface blown by air flow, containing a test object, a horizontally located wind tunnel with an adjustable air flow rate, an aerodynamic tensometric balance with direct measurement of loads, a working part, including a floor containing kinematically separated horizontally spaced motionless fixed the stationary part and the rotary part installed with the possibility of rotation and fixing in the horizontal plane, formed by a rotary table of aerodynamic scales, including a horizontally located base plate with at least one window and a vertical interface rod installed in the window, the upper end of which is made in the form horizontal contact area, characterized in that the installation is equipped with an additional table located within the working part of the wind tunnel, containing but mounted on a base plate of a rotary table of aerodynamic scales made in the form of a vertically mounted hollow pylon frame, the orthogonal projection of which covers at least one window of the base plate with a vertical interface rod installed in the window, protruding on the end of the frame remote from the surface of the base plate for the dimensions of the frame base, which includes a kinematically separated peripheral part fixedly fixed to the frame and fixedly mounted on the split the sensor part, the peripheral part of the base is located with the possibility of at least partial coverage of the sensor part of the base, located with the possibility of blowing with a stream of air the surface of the base, formed mainly in horizontal plane equipped with a sharp outer edge of the aerodynamic profile, the opposite surface of the floor which is accepted as a calibration, the contour of any and cross-sections of the reference surface of the base with a geometric plane containing the geometric axis of rotation of the base plate of the rotary table of the aerodynamic balance, is described by a smooth curve or straight line, the test object is mounted on the calibration surface of the additional table, at least part of the test object is fixed on the sensor part of the base, the overall dimensions of the test surface of which are equal to or slightly larger than the overall dimensions of the orthogonal projection circuit fixed on the sensor part of the base parts of the test object.