Отчет по практике: Описание экспериментальных стендов СВС-2 и Т-131Б для моделирования условий полета

На рис.3 Показаны три режима течения:

а) расчетный, ;

б) режим недорасширения, ;

в) режим перерасширения, .

Стандартные режимы соответствуют стандартному давлению в форкамере; для них давление в эжекторе либо равно нулю (М<2,5), либо подобрано так, чтобы было несколько выше, чем (т. е. режим “б” со слабой нерасчетностью). Это сделано из условия обеспечения устойчивости течения при относительно большом загромождении рабочей части моделью. При отклонении от стандартного режима необходимо контролировать режим нерасчетности так, чтобы не попасть с воздухозаборником в неравномерную или неизвестную область. Нужно, чтобы вход ВЗ попадал в характеристический ромб. На рис.3 Даны примерные зависимости от М величин и , при которых в сопле СВС-2 реализуется расчетный режим течения. Эти данные можно использовать при выборе режимов для различных видов испытаний.

Для испытаний ВЗ важно иметь равномерные в поперечном сечении поля потока. Измерение полей гребенкой полного давления показали, что в ядре потока неравномерность полей М не превышает 01% для всего диапазона регулируемого сопла. При М=23 она меньше и составляет . Вдоль оси сопла при неравномерность не превышает . Толщина пограничного слоя на стенках трубы составляет 70-80 мм.

1.2 Система измерений стенда

СВС-2 оборудована теневым прибором ИАБ-451 и оптической системой “лазерный нож”, позволяющей визуализировать картинку обтекания модели в продольном и поперечном сечениях. Для основного вида эксперимента с измерением давлений имеется пневмотрасса на 150 каналов, оканчивающаяся двумя герморазъемами на плите - механизма стойки.

Стационарное давление измеряется электрическими датчиками типа ИКЛ на различные диапазоны давлений. Для измерения нестационарныхдавлений в каналах ВЗ используются датчики типа ДМИ, оборудованные демпфирующими камерами, а также измеритель дисперсии случайного процесса . Датчики ИКД и измеритель дисперсии включены в состав информационно – измерительной системы на базе объектовой ЭВМ. Характеристики нестационарного процесса записываются также на кинопленку с помощью шлейфного осциллографа, или, в необходимых случаях, на магнитограф.

Кинопленка используется затем для определения границы устойчивых режимов ВЗ (помпаж), максимальной амплитуды и частоты пульсаций потока в канале.

Преимуществом СВС-2, как специализированной трубы для исследования ВЗ, является большая степень визуализации эксперимента. Предусмотрены:

1. визуализация нестационарного процесса на катодных осциллографах;

2. представление результатов в темпе эксперимента в цифровой и графической форме на дисплеях;

3. визуализация работы пневмотрасс на цветовом индикаторе и на дисплее;

4. визуализация на электронном цифровом вольтметре аэродинамических нагрузок на модель (для весовых испытаний).

В паузах между пусками трубы может быть при необходимости проведена полная обработка, включая результаты весовых измерений, а также построение дроссельных характеристик.

Кроме того, в СВС-2 на базе ЭВМ создан оперативный банк данных и система визуализации на цветном дисплее дроссельных характеристик, взятых по желанию ведущего из разных пусков для сравнения. Эта система также включается и работает в паузах между пусками или сменами и обслуживается квалифицированными операторами ЭВМ. Система визуализации постоянно совершенствуется. Она необходима для обеспечения высокого качества эксперимента, который проводится, как правило, при непосредственном участии научного работника.

1.3 Виды эксперимента, поддерживающие устройства

Основным видом испытаний в СВС-2 является определение дроссельных характеристик ВЗ (~70%). Другой вид (~20%) – это изучение оптическими и другими методами картины обтекания носовой части фюзеляжа с определением полей течения, формы скачков уплотнения и формы пристеночных линий тока. Прочие виды испытаний проводятся с целью исследования специальных вопросов – например, течения в пограничном слое, киносъемки динамических процессов, устойчивости течения в ВЗ при стрельбе и т п. Эти и другие виды испытаний проводятся по специально разработанным методикам.

В СВС-2 модели ВЗ или носовых частей фюзеляжей устанавливаются на специальных поддерживающих устройствах (стойках), закрепляемых в свою очередь на плите механизма и . Диапазон углов и - соответственно от – 10 до 20 и от 0 до .

Конструкция механизма выполнена таким образом, что при изменении углов и входная часть ВЗ не выходит из поля теневого прибора.

Часть моделей устанавливается на стандартной универсальной стойке с герморазъемом и дроссельно - расходомерным устройством. Другие – на индивидуальных стойках со своим дросселем (обычно заводские модели). Для таких компоновочных моделей стойка снабжается верхней установочной плитой, на которой монтируется фюзеляж, дроссели с ВЗ и т. п. Дроссель – это электромеханическое устройство с дросселирующей “грушей” внутри, выравнивающими сетками и калиброванным расходомером, в котором измеряется полное и статическое давления.

Модели, предназначенные для изучения обтекания носовой части фюзеляжа, не имеют дросселя, но иногда могут иметь поддерживающее устройство, обеспечивающее возможность поворота модели относительно оси сопла АДТ. Этим обеспечивается наблюдение за формой и построение пространственного головного скачка уплотнения. Некоторые модели испытывают на хвостовой державке с тензовесами и без весов.

2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА Т-131Б

2.1 Принципиальная схема и параметры аэродинамической трубы

Экспериментальный стенд Т-131Б представляет собой высокотемпературную гиперзвуковую аэродинамическую трубу незамкнутого типа. Принципиальная схема стенда приведена на рис.4. Он состоит из воздухоподогревателя – 1, аэродинамического сопла – 2, рабочей камеры – 3 с установленной в ней моделью ГПВРД – 4, стендового диффузора – 5, газового эжектора – 6 и выхлопной шахты – 7.

Энергетический комплекс включает в себя следующие системы:

· Систему воздуха высокого давления (давление в системе Р£32МПа);

· Систему кислорода (давление в системе Р£20МПа);