Устройство для измерения присоединенной массы тел

) (3) А 9/О Ь 9 КбмИТЕТям и ан ытиям ОСУДАРСТВЕН ИЗОБРЕТЕТЕНИ обла динамики и мо для онределепри нестациозобретению яв" змерения присодержащее созбудитель, на но исследуе"ка и регистрацииНедостатком усто, что тело движе одну и другую стоточность и достов даныих при определ ных масс тел, обл ройства является тся попеременно в оща, что снижает рность опытных енин присоединенадающих существен" ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ Сви(72) А.НИванов и В.И.Михайлов (53) 5336071629 7 018 (088 8) (56) Я,РаЬзй, АЦЮгез 1)пцп 9 еп 5 сйпе 1" 1 ег 5 сйи 1 пяцпяеп пазИ с 1 еп К 1 йчегГаЬгеп, 2.с 1.Ч 1)1,. 1929, У 46.Римак И.С., Крепс Р.Л. Присоединенные массы тел различной формы. Труды НАГИ Р 635, 1947,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИСОЕДИНЕННОЙ МАССЫ ТЕЛ, содержащее сосуд с жидкостью, силовозбудитель, на штоке которого закреплено Изобретение относитсэкспериментальной аэрожет быть использованония характеристик телнарных процессахНаиболее близким к иляется устройство для исоединенной массы тел,суд с жидкостью., сиповоштоке которого закреплемое тело, системы запус йсследуемое тело, системы запуска и регистрации, о т л и ч а ю щ е е. с я.тем, что, с целью повышения достоверности опытных данных, оно снабжено пневматической камерой с электропневматическим клапаном и акселерометром, при этом силовозбудитель выполнен в виде пневмоцилиндра споршнем, на ко-. тором закреплены шток и акселерометр, соединенный с системами запуска и регистрации, а полость пневмоцилиндрасо стороны, противоположной крепле-; нию штока к поршню, через электропнев, матический клапан соединена с пневма-. тической камерой. ной несимметрией, которая может при" веВ водить к гистерезису характеристик.Целью изобретения является повышение достоверности опытных данных. фДля этого устройство для измере- , ния присоединенной массы тел, содер-00 жащее сосуд с жидкостью, силовозбудитель, наштоке которого закрепленоисследуемое тело, систеиы запуска и регистрации, снабжено пневматической камерой с электропневматическим кла" паном и. акселерометром, при этом си- " ловозбудитель выполнен в виде пневмоцнлнндра с поршнем, на котором закреплены шток и акселерометр,. соеди- ненный с системами запуска и регистра-.ции, а полость пневмоцилиндра со сто".роны, противоположной креплению што-.где М ем штоком при испытапри испытаприсоеди-, тройстве опка к поршню, через электропневматический клапан соединена с пневматической камерой.Па фиг, 1 приведено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - характерная осциллограмма ускорения, получения на устройстве.Устройство (фиг, 1) содержит силовозбудитель, выполненный в виде расположенного вертикально пневмоцилиндра 1, в котором помещен поршень 2. К поршню прикреппен кронштейн 3, на котором установлен акселерометр 4, Дпя прохода кронштейна в боковой по-, 5 верхности пневмоцнлиндра выполнен паз, Исследуемое тело 5 соединяют с поршнем 2 через шток 6. Темпо погружено в жидкость, налитую в сосуд 7, К- штоку 6 прикреплены пружины 8, служа щие для уравновешивания поршня, аксеерометра и штока с моделью, погруженной в жидкость. Второй конец пружины прикреплен к передвижным кронштейнам 9, регулирукицим натяжение пру.25 жин. Бесштоковая полость пневмоцилиндра 1 соединена с пневматической камерой 10 опорного давления и закрыта в. ,начальный момент тарелкой 11 быстро-, действующего электропневматического 30 клапана 12. Для создания в камере 10 необходимого начального давления газа и его,измерения служит соответственчо впускной вентиль 13 и манометр 14. Эдектроклапан 12 подключен к цепи, состоящей иэ батареи 15, заряд- ного сопротивления 16, конденсатора 17 и кнопки 18, Сигнал от акселерометра 4 регистрируют путем фотографии с экрана катодного осциллографа 19, причем цец запуска осциллографа присоединена непосредственно к цепи пита-, ния эдектроклапана 12.Устройство работает следукщим образом. 45На конце штока 6 закрепляют тело 5 ,и погружают в жидкость, налитую в сосуд 7, С помощью кронштейнов 9 регулируют натяжение пружин 8 так, что суммарный вес всех движущихся элементов (поршень, шток, тело, акселерометр) оказался равным нулю, В камере10 создают необходимое давление рабочего газа. При этом тарелка 11 клапана 12 закрывает доступ газу .в пневмо 55 цилиндр 1, Перед началом измерений .поршень 2 с телом 5 подают вверх до соприкосновения с тарелкой 1 клапана. При замыкании кнопки 18 конденсатор 17 разряжается на обмотку электромагнита клапана 2, Под действием электрического импульса клапан 12 откры-, вается, толкающий газ давит напоршень 2.Под действием приложенной силы пор. шень 2, шток 6 и тело 5 с присоединенной жидкостью начинают двигаться с постоянным ускорением. Величину ускорения измеряют акселерометром 4 и регистрируют на осциллографе 19. Посде разрядки конденсатора 17 пружина 20 возвращает клапан в исходное положение, и доступ газа в пневмоцилиндр 1 прекращается, К этому времени днище поршня 2 достигает бокового паза и находящийся в цилиндре 1 толкающий газ выходит в атмосферу. Пружина 21 служит для торможения поршня и тела 5.Устройство имеет камеру опорного давления объемом 2000 см, давление воздуха в ней может меняться от 0 до 5:1 О.Па, Диаметр пневмоцилиндра составляет 20 мм, характерный размер исследуемого тела 3 100 мм, размеры емкости для жидкости составляют О= =600 мм, Н=800 мм. На фиг, 2 приведена характерная осци лограма ускорения поршня и тела, полу иная с помощью описанного устройства. Время нарастания ускорения от нуля до постоянного значения составляет 1-1,5 мс. Величину давления в опорной камере выбирают таким образом, чтобы смещение тела за время измерения (5-10 мс) не превышапо 1-2% от характерного размера тела. При этом условии обтекание тела все время остается потенциальным.Дпя упрощения вычисления присоединенной массы обычно проводят два эксперимента,при одном и том же давлении воздуха в опорной камере - в первом иэ них тело движется в воде, во втором - в воздухе. Тогда присоединенная масса теда находится по фор- муле м =м( ф- - ),Ахх А- масса. тела с поршни акседерометром;Р " амплитуда сигнала6ниях,в воздухе;А " амппитуда сигнапаниях в жидкости,Погрешность определенияенной массы на данном ус50344 ределяется в основном погрешностью измерения сигнала электронным осциллографом и для изготовленного образца не превышает 2-37, Дпя проверки были проведены измерения присоеди 5 ненных масс тел, для которых имеются точные анапитические решения (циЛиндр, диск, пластина и .т.д.). Они показали хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений. Так, теоретические значения коэф фициента присоединенной массы И =И/Ч,для шара, цилиндра, ппастивы и диска поперекпотока соответственно равны 0=0,5 у 0,785; 0,785;0,647. Измерения для тех же тел дали (Му =0,49; 081; 0,80; 0,63. Здесь 81 6У " объем тела, для ппастины Ч- объем описанного цилиндра, а для диска - объем описанного шара.Возможность устройства проводить измерения присоединенной массы тел любой формы в условиях, более близких к их обтеканию в натурах условиях, позволяет уточнить аэродинамические характеристики тел, например, летательных аппаратов, при нестационарном течении газа около них. В результате можно сократитьколичество испытаний каждого тела на специальных установках, моделирующих нестационарные режимы обтекания, что ведет к сокращению общей стоимости экспериментов для данного объекта.в Редактор ОФил Техред Я.Олийнык Корректор С. Черю .Производственно-издательский комбинат "Патент",Гагарина, 101 оро каэ 767 Тираж 347 НИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москвау жуПодписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССРушская наб., д. 4/5