Описание экспериментальных стендов СВС-2 и Т-131Б для моделирования условий полета

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 те

мпе 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);

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

· Систему водорода (давление в системе Р£15МПа);

· Топливную систему (давление в системе Р£12МПа);

· Водяную систему охолождения (давление в системе Р£3МПа).

Для обеспечения потребного перепада давления для запуска стенда на его выходе с помощью четырехступенчатого газового эжектора поддерживается низкое давление Р£2КПа.

Высотно-скоростная характеристика стенда – зависимость числа М и высоты полета, задаваемой статическим давлением на срезе аэродинамического сопла, от потребных параметров потока на стенде, определяется тем предельным разрежением, которое может обеспечить газовый эжектор на выходе из стенда. При реализации течения на стенде в диапазоне рассматриваемых чисел М=5¸10 необходимо учитывать эффективность восстановления давления во входном и выходном участках стенда. Предельное давление на входе в стенд составляет Рон £11МПа; предельное разряжение составляет Рв£2КПа. Исходя из этих условий рассчитывалась высотно-скоростная характеристика стенда. Верхняя граница определяется вакуумом, создаваемым эжектором; нижняя – эффективностью работы стендового диффузора; левая граница – располагаемым соплом, а правая предельным давлением на входе в стенд.

Таким образом аэродинамическая труба позволяет моделировать условия полета с числа М¥=5¸8 (10) на высотах Н=18¸45км при числах Re=105¸5×106 и температурах торможения потока Тt=800¸2350К.

2.1.1 Воздухоподогреватель

Для обеспечения высоких температур торможения газового потока на входе модельных камер сгорания на стенде Т-131Б используется воздухоподогреватель газопламенного типа. В камеру сгорания воздухоподогревателя подаются воздух, кислород и керосин в количествах необходимых для создания потока с заданными параметрами торможения Тt и Рt. Причем кислород подается в камеру сгорания воздухоподогревателя для восполнения сгоревшего кислорода воздуха, так чтобы доля кислорода в продуктах сгорания составляла gox=0.232. Последнее требование важно для моделирования атмосферного воздуха в испытаниях в которых исследуются процессы горения. Такой способ компенсации обеспечивает также высокую полноту сгорания керосина.

Схема воздухоподогревателя изображена на рис. 5. Воздухоподогреватель состоит из переходника (1), кислородного смесителя (2), пускового блока (3), топливного коллектора (4), камеры сгорания (5).

Воздух, через трубопровод высокого давления, обогащаясь в смесителе газообразным кислородом, поступает через отверстия в топливном коллекторе в камеру сгорания. Через форсунки топливного коллектора в камеру сгорания подается керосин, который смешивается с воздухом. Образующаяся керосин - кислород - воздушная горючая смесь поджигается от факела пламени из пускового блока и сгорает в камере сгорания.

 Скачать реферат