Устройство для визуализации обтекания аэродинамического объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 9) (1 (5)5 601 М 9/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ ПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1,2 (21) 47882999/23Целью изобретения является повышение (22) 31.01.90 . ":. ": -: . "достоверности информации о приповерхно- (46) 23,07.92. Бюл, Ф 27стном течении газа ирасширение диапазо- (71) Государственный оптическйй институт . на условий испытаний. Устройствоим, С.И, Вавилова:. содержит размещенные на исследуемой по- (72) М,Ф, Борисов. М;Ф.Данилов, И,Г.Лит- верхности объекта 3 высоковольтный 5 и винова и А,Н. Сидоров .,низковольтный 6 электроды, соединенные с . (56) Власов Ю.Н, и др. Устройство для фор- .источййком 1 импульсоввысокого напряжемировайия в потоке тепловой метки лазеР-; ния, Исследуемый объект 3 выполнен с диэным лучом-: Теплофиэика высоких лектрическим покрытием 4, под которым температур, 1972, М 5, с. 1135,-: размещен иницйирующий электрод 8, галь, Ее 1 зсйгй аког Кпо-ТесЬп(, 1958, М 9, 3 ванически или емкостно подсоединенный к 254 - 258.электроду 6, При подаче высоковольтногоФрюгель Ф. Имйульсная техника, М;-Лимпульса от источника 1 на электрод 5 под Энергия, 1965, с. 346-350," воздействием высокой напряженности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦЙИэлектрическогополя, создаваемогоиниции-,. ОБТЕКАНЙя АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО рующим электродом"8, возникает скользя- З . ОБЪЕКТА.щий по поверхности искровой разрядныйканал 7, который сносится вниз по потоку(57) Изобретение относйтся.к эксперимен-. газа по поверхностиобъекта 3,виэуалиэи. тальной эродинамике и.может быть исйоль- руя его обтекание. Повторнье импульсы иазовано при изучении обтеканйя различных пряжения подпитывают разрядный. канал аэродинамических объектов, а также тече- при его смещении вниз по потоку. 1 з.п,фний в газодинамических устройствах; лы,2 ил.- ъь.10 20 25 30 35 40 50 55 Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть ис-. пользовано при изучении обтекания различных аэродинамических объектов, а также течений в газодинамических устройствах.Известно устройство для визуализации обтекания методом формирования в потоке тепловой метки лазерным лучом, которое позволяет определять скорости течения на различнйх участках наряду с картйной наглядного их распределения вдоль создающего меткулуча,Однако это устройство пригодно главным образом для диагностики потока жидкости и требует для визуализации теневого или интерференционного метода регистрации. Возможно применение его в газовой среде в виде лазерной искры, но это сопряжено со значительными трудностями, так как необходима высокая мощность лазерного ймпульса и длиннофокусная оптика для получения протяженйой искры,Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности и достигнутому результату является устройство для визуализации обтекания аэродинамического объекта, включающее основные электроды, размещенные на исследуемой повехности обьекта, выполненной с диэлектрическим покрытием, соединенный с электродами высокьоольтный импульсный источник тока и средства регистрации свечения канала разряда в разрядном промежутке между электродами,Это устройство позволяет создавать и периодически подпитывать малоэнергетич ный искровой разряд поперек потока газа. ДрейФуя в потоке, периодически вспыхивающий искровой канал визуализирует картину течения, Однако трудности возникают , при использовании такого устройства для визуализации приповерхностного,течения газа. Если металлический обьект сам является одним из электродов разряда, выброс металлической плазмы затемняет изображение искрового канала. Кроме того, при наклоне искрового канала к поверхности объекта под углом менее 45, перескосом происходит его спрямление по кратчайшему пути, Если же объект из диэлектрика, то изображение приповерхностного течения сильно искажается и возможен обрыв искрового канала,Кроме того, реальные величины напряжений питания (- 60 кВ) ограничивают длину искрового канала в атмосфере несколькими сантиметрами, а при повышенных давлениях или в среде более электроотрицательных газов - до еще более меньших значений. Это является одной из главных причин, ограничивающих практическое применение устройства.Цель изобретения - повышение достоверности информации о приповерхностном течении газа и расширение диапазона условий испытаний.Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее основные электроды, размещенные на исследуемой поверхности объекта, выполненного с диэлектрическим покрытием, соединенный с электродами высоковольтный импульсный источник тока и средства регистрации свечения канала разряда в разрядном промежутке между электродами. снабжено дополнительным инициирующим электродом, выполненным в виде размещенного под диэлектрическим покрытием,проводника. электрически соедийенного с одним из электродов.При этом проводнйк инициирующего электрода выполнен в вйде ленты, имеющей ширину не менее 0,03 длины разрядного промежутка.На фиг.1 показана схема устройства; на фиг,2 - осциолграмма импульсов напряжения источника питания устройства,Устройство содержит источник 1. импульсов высокого напряжения, обдуваемый потоком 2 объект 3. диэлектрическое,покрытие 4 на поверхности объекта 3, расположенные на этом покрытии 4 высоковольный 5 и низковольтный 6 электроды и размещенный под диэлектрическим покрытием 4 в месте образования разрядного канала 7 (в виде скодьзящей по поверхности покрытия 4 искры) инициирующий электрод 8 (инициатор), гальванически или емкостно подсоединенный к электроду 6,Устройство работает следующим образом,При подаче высоковольтного импульса от источника 1 на электрод 5, благодаря высокой напряженности поля, обеспечиваемой присутствием инициирующего электрода 8, развивается скользящая искра -разрядный канал 7, точно повторяющий форму поверхности. Обдувающий поток 2 сносит канал 7 и следующий импульс напряжения застает его в новом месте. При этом происходит новая вспышка и дополнительная ионизация успевшей частично рекомбинировать плазмы канала 7, Таким образом, можно проследить путь возникшего разрядного канала 7 даже за пределами объекта, а измеряя сдвиг участков канала 7 за время между импульсами - получить значения локальных скоростей по всему полю,1749742ФРрче Составитель В, Шкатоведактор А, Козориз Техред М,Моргентал Корректор Л. Ьеск каз 2589 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент, г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Отличительной особенностью скользящего разряда по сравнению со свободойискрой является большая его длина присравнительно низком напряжении пробоя,что дает возможность в десятки раз увеличить размеры исследуемых объектов иуменьшить габариты оборудования при сохранении необходимой электропрочности иэлектробезо пас ности,В предлагаемом устройстве формирование скользящего разряда непосредственно на поверхности обдуваемого объектапозволяет точно задать начальное положение разрядного канала в пограничном слоепотока при весьма сложной форме поверхности как вогнутой, так и выпуклой.При этом собственная конфигурацияразрядного канала не вносит искажений вкартину течения даже при сильной зависимости локальной скорости газа от высоты 20над обдуваемой поверхностью, так как вотличие от свободной искры изгибы разрядного канала скользящей искры локализуются строго у поверхности диэлектрика, т,е.лежат в одном скоростном слое, 25Таким образом, ошибка, связанная с.выявлением и усилениемфлюктуационных отклонений разрядного канала от поверхности в потоке, исключается. Формула изобретения 1. Устройство для визуализации обтекания аэродинамического объекта, включающее основные электроды, размещенные на исследуемой поверхности объекта, выполненной с диэлектрическим покрытием, соединенный с электродами высоковольтный импульсный источник тока и средства регистрации свечения канала разряда в разрядном промежутке между электродами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности информации о приповерхностном течении газа и расширениядиапазона условий испытаний, оно снабжено дополнительным инициирующим электродом, выполненным в виде размещенного под диэлектрическим покрытием проводника. электрически соединенного с одним из электродов.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что .проводник инициирующего электрода выполнен в виде ленты, имеющей ширину не менее 0,03 длины разрядного промежутка.