Изобретение относитс к измерению давлени , в частности к определению локального силового воздействи комп нент верхней атмосферы на поверхност движущегос аппарата. Известны способы определени давлени разреженного газа на поверхность рЗПьезоэлектрический способ одинако во хорошо может быть использован приИзмерени х в неравновесном газе и газовых смес х, в том числе и при наличии физико-химических превращений на поверхности. Однако присутствие зар женной компоненты или реакции на поверхности св занные с изменением зар да атомов или молекул, ухудшает точност измерени этим способом. Точность из мерени также падает, когда температура пьезокристалла измен етс под вли нием внешних факторов. Использование пьезоэлектрического способа в динамике разреженного газа ограрш е- НОвследствие недостаточной локальнос ,ти при измерении малых давлений и вли ни касательных напр жений. Деформационный способ определени давлени на поверхность также исполь зуетс при измерени х в неравновесном га.зе и газовых смес х, в том числе при наличии физико-химических превращений на поверхности. Однако при изменении температуры упругого элемент-а, имеющего непосред ственный контакт с окружаннчим газом, его точность ухудшаетс . При измерени х этим способом низких давлений не может быть достигнута требуема локальность измерени , т.е. использование модул тора набегающего потока искажает течение у поверхности. Способ дренировани , основанный . на измерении давлени газа в полости , соединенной с поверхностью дренажг ным каналом, с последующим расчетом давлени газа на поверхность, приводит при его использовании в дииамик большим ошибке разреженного кам. Недостаток способа в этом случае состоит в том, что дл определени давлени на поверхность необходимо заранее знать характеристики падающего на поверхность потока и закон вз.аимодействи с поверхностью. Этот способ может быть использойан дл слабо разреженного газа в узком диапазоне углов падени , кроме этого газоотделение внутри полости- силь но вли ет на точность измерений. Применение способа дл определени давлени на поверхность газовых смесей приводит к дополнительным ошибкам . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу вл етс спосо определени давлени газа на поверхность , закгаочаюпщйс в измерении; да лени газа в полости и разности давлени на внешнюю и внутреннюю стороны (поверхности) весового элемента йР и в нахождении давлени на поверхность из услови баланса сил, действуюпщх на весовой элемент Р РВЯ + АР. Известный по формуле ij способ сводит задачу-определени да лени на поверхность - давление на внешнюю поверхность весового элемен та, в задачу определени давлени на внутреннюю поверхность весового элемента.В простейшем случае изотер мических условий внутри полости и известного состава газовой смеси, при которых использовалс известный способ, давление на внутреннюю поверхность весового элемента равно давлению внутри полости PQ и дл измерени Р возможно использование обычного датчика давлений - Недостатком известного способа вл етс потер точности определени давлени на поверхность за счет тог что в услови х неизотермичности, т.е. когда температура весового эле мента не равна температуре стенок полости, давление на внутреннюю сто рону весового элемента не равно дав лению газа в пьлости и за счет того что при неизвестном составе смеси овпибка измерени давлени разреженного газа в полости существующими д ;чиками давлени могут быть неприемлимо велики. При неизвестном состав газовой смеси ошибки измерени давл 0 4 ни в полости св заны с тем, что используемые датчики низких давлений фактически измер ют давление не пр мо , а косвенно, при этом их чувствительность к давлению зависит от некоторого числа параметров, в частности от состава газовой смеси. Ошибки от незнани действительной чувствительности датчика давлени могут достигать нескольких сот процентов. Таким образом, известгалй способ тер ет точность, когда измерени провод т в газовых смес х неизвестного состава и (/или в услови х нензотермичности внутри полости. Цель изобретени - повышение точности определени давлени на поверхность разреженж й газовой смеси неизвестного состава в услови х еизотермичности внутри полости. Поставленна цель достигаетс там, что при определении давлени разрежен- него газд на поверхность, включающем измерение разности давлений на внешнюю и внутреннюю стороны весового элемента, провод т измерение порцио альиого состава газовой смеси внутри полости, температуры стенок полости н весового элемента и определ ют давление газа .на поверхность по формуле P.,.i,.|S).pj, Р - искомое давление разреженного газа на поверхностьj АР - разность давлений на вне гней и внутренней сторонах весового элемента; посто нна Больцмана; полости j температура стенок Т - температура весового элемента; концентраци в полости -i компоненты газовой смеси. На чертеже представлена схема, по сн юща способ, (Сущность предлагаемого способа определени давле1ш разреженного газа на поверхность заклкгчаетс в измерении дополнительных параметров, позвол ющих рассчитать поправку на иеизотермичность внутри полости и учесть ее при определении давлени на поверхность Р , в определении давлени газовой смеси неизвестного состава в полости не путем неточного, одосредственного измерени , а более точным измерений парциального соста- ра смеси с последующим определением . давлени в полости, исход из закон Дальтона . На весовой элемент внешней стороны воздействует искомое давлеjHHB , с внутренней - давление Р.. Разность этих давлений , при ложенна к державке весового элемента 2, измер етс силоизмерительным устройством 3. При известной JkP дл нахождени Р необходимо определить Рл. Разреженный газ в полости можно считать равновесным даже тогда, когда снаружи он сильно неравновесен и на поверхности могут проходить физико-химические превращени , если площади весового элемента и зазора во входнсж отверстии в полость малы - по сравнению с площадью поверхности полости. В этом случае концентраци молекул немаксвеллизованного газа, прониканицих в полость извне через зазор и отраженных от внутренней поверхности весового элемента с температурой Т, , мала по сравнению с концентрацией термализованных молекул в полости. Равновесность газа в полости дает возможность характеризовать его состо ние давлением и температурой TO. В неизотермических уелоВИЯХ ( T(j) давление на внутреннюю ; сторону весового элемента не рав но давлению газа в полости Р- из-за изменени импульса отраженных молекул . Это изменение учитывает формула р .p./.r,).SL/.& е.н Ъ 2 чМ Те / 2 V Пд / откуда видно, что дл введени поправ ки на неизотермичность необходимо измерение температуры весового элемента Т и температура стенки полости TQ . При неизвестном составе газовой смеси в полости использование известных датчиков давлений, дл измерени давлений в полости Р не обеспечивает приемп 4 точности ;вследствие неопределенной чувствитвль ности датчика. Поэтому проце; у измерени давлени , привод щую к зиачительным ошибкам, предлагаеГ н заменить на процедуру измерен парциаль- ного состава газовой смес HL в полос
ти с последующим расчетф в ней да.в-. ени газа по формуле Q Окончательна формула дл определехсл давлени разреженного газа на поверх Наукова думка, 1977, с.49-58.
2. Крыпоз А.А. и Стариков Б.В. Аэродинамика разреженных газов, ЛГУ, 1976, вып.8., с. 172-180 (прототип). ность получаетс подстановки полученных формул в исходную Л/ Д- ЧнЧРТаким образом, дл определени давлени разреженного газа на поверхность предлагаемым способом измер ют разность давлений на внешнюю и внутреннюю стороны весового элемента, измер ют парциальный.состав газовой смеси внутри полости, измер ют температуру весового элемента и стенок |полости и определ ют искомое давление по формуле pv.)-iM;