Способ измерения параметров потока и устройство для его осуществления

(ГГ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМУ С ицк.И. Аэтоды с. 2 ПАРАМЕТРОВ ПОГО ОСУЩЕСТВЛЕные углы атак тение может быть испол етательных аппаратах и наличии неняют ориент определени и их относи ния и высоть агностики п эксперимент скорости направления го потока и ельно направлполета, а таолей потока в ределяют местрадиенты пара- Сф -лы, 4 ил. ных стендЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобрезовано на лсудах дляориентациния движеже для диназемных и установках, Цель изобретенияснижение погрешности измерений и расширение экспериментальных возможностей. Насадок, выполненный в видеступенчатого пирамидального тела5,6 с изломом образующей, устанавливается в потоке под определенным установочным углом атаки скольжения.В точках, лежащих в одной плоскостина передней и задней частях насадка,измеряют попарно разности давленийи отношение давлений, По полученным данным определяют меси величины скосов, Прравномерности потокацию зонда относительнвектора скорости внешповторяют измерения0ные неравномерности иметров потока. 2 с,п.1 12787Изобретение относится к измерениюдавления, скорости и направления потока жидкости или газа и может бытьиспользовано на летательных аппаратах и судах для определения их скорости, ориентации относительно направления движения и высоты полета,а также для диагностики полей потока в различных наземных экспериментальных стендах и установках. 1 ОЦелью изобретения является снижение погрешности измерений и расширение экспериментальных возможностей,На фиг,1 и 2 представлены схемы 15выполнения устройства, реализующиеспособ измерения параметров потока;на фиг. 3 и ч -зависимости, поясняющие действие способа и работу устройства. 20Устройство содержит зонд 1, закрепленный на державке 2 в подвеске3, связанной с приводом й ее перемещения поперек потока и задания углового положения (углов атаки Ы и 25скольжения 13), Державка имеет такжевозможность поворота относительносвоей продольной оси на угол(уголкрена). Зонд 1 выполнен в виде ступенчатого пирамидального тела 5,б с 30изломом образующей, Абсолютная величина угла излома 1 д 8образующей подчиняется неравенству 56, - 8 15,где О, - угол наклона образующей передней части 5 зонда к его продольной оси (полуугол раствора конуса),а О - задней части б зонда, соответственно. Здесь величина угла изломалВ= 8 -8 .Зонд 1 для измерений в сильно неоднородных потоках выполняется ввиде состыкованных между собой острой (фиг,2) и затупленной - усеченной пирамид 7 и 8 четырехграннойФормы, Для чисел М 5 - 6 зонд выполняется с углами О,)6,.Величина угла излома образующейвыбирается иэ условия обеспечениябезотрывного обтекания места излома,Знак величины излома образующей(положительный или отрицательный)задается в соответствии с требованиями обеспечения необходимой точности измерений в рабочем диапазоне изменения чисел Маха, Для дозвуковых 55и небольших сверхзвуковых скоростейпотока соотношение давлений обеспеачивается близким к линейному приВ (О а 8б, а при больших снерхзву 21 2ковых скоростях потока целесообразно задавать В )8 (лО )0), так какпри использовании первого вариантазонда нарушается линейна.я зависимость числа М от отношения давленийР,/Р, и падает чувствительность измерений. При Д О характер кривой1(фиг,4) изменяется на противоположный.Способ измерений характеризуетсяследующей совокупностью действий,реализующихся при работе устройства.Предварительно перед измерениямив потоке проводят тарировки,1. Нагружают каждый из датчиковдавлением и снимают показания абсолютных величин и разностей при включении датчиков попарно по дифференциальной схеме,2. Помещают зонд, закрепленныйна координатнике, в барокамеру и задают углы атаки и скольжения относительно оси, совпадающей с осью образцовых сопл (сменных или регулируемых), и проводят тарировку почислу М отношения давлений, измеряемых на поверхности первого и второго участков зонда. На фиг,3 иприведены в качестве примеров характер изменения соОтношения давленияР,/Р = 2 (М ) при О = 5 на коническом зонде для случаев 8,(6 иВ Я, соответственной,и, = 5,3. При нескольких значениях числа М (из ожидаемого диапазона изменений при испытаниях) снимают зависимости перепада давления между наветренной и подветренной сторонамикаждого участка зонда лР,=Р 1 /Н 0 -- Р, ЫОи лР, = Р,/с=О - Р,ИО в зависимости от угла Ы, задаваемогокоординатником. Аналогично проводятся тарировки зонда и по углам р (угла скольжения):( лРс(.,8;= сопят., Х = сопя,4. Неравномерности скоростей потока и их градиенты находятся путем сравнения разностей давления между симметричными точками, размещенными на каждой иэ ступенчатых частей зонда, и разностями в близлежащих точках, например:ьР - лР л Рл м В. 2(В,. Ы)где 6; = сопяТ, Х = сопяПосле проведения тарировки зонд с помощью державки закрепляется на механизме, связанном с приводом его перемещения и поворота на углы атаки и скольжения. Державка зонда ус танавливается в потоке так, чтобы ее ось совпадала спродольной осью летательного аппарата (при измерениях в полете) или осью установки (при измерениях в стендовых условиях). 10 Закрепленный на державке зонд помещают в поток под определенным установочным углом атаки с скольженияДалее измеряют все попарные разности давлений в точках, лежащих в одной плоскости, на передней и задней частях зонда и отношение давлений на указанных участках, по величине ко-. торого из тарировочных графиков определяется число М, а по известным газодинамическим соотношениям или тарировкам определяются остальные параметры.По разности давлений в каждой иэ плоскостей с испольэойанием тарировочных графиков определяются местные углы атаки д. каждой части зонда.Ве 1личины скосов находятся как разность между с; и установочным Ы углами атаки: М = Ы;-с,. Аналогично определяются скосы в плоскости углов скольжения Л РЕсли поток равномерный на длине зонда, то ьЫ,= ь 4 и ЬПри наличии неравномерности (М =Ы и Ь,=Л ) меняют ориентацию зонда относительно направления вектора скорости внешнего потока, например,путем поворота на углы Ь( и 6при которых разности давлений между наветренными и подветренными сторонами одной из частей зонда станут равными (точнее близкими) нулю. Повторяют измерения и путем вычислений и использования тарировок находят местные неравномерности и градиенты параметров потока, приходящиеся на длину между близлежащими дренажными отверстиями первой и второй частей зондаПосле этого при нербходимости перемещают зонд с помощью координатника в продольном или поперечном направлении и повторяют измерения.При отсутствии неравномерностей и скосов потока (или когда их величины несущественны) измерение разностей давлений в каждом из сечений позволяет однозначно определить углы атаки и скольжения за одно измерение, а по отношению давлений на первом и втором участках определить все параметры потока (скорость или число Маха, скоростной напор, давление торможения и статическое давление,с величиной которого однозначно связана высота полета ЛА).Формула . изобретения1, Способ измерения параметров потока, включающий внесение в поток насадка, изменение его ориентации, измерение давлений на поверхности насадка в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с последующим определением по полученным значениям давлений параметров потока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения погрешности измерения и расширения экспериментальных возможностей, последовательно в направлении вектора скорости отклоняют поток на дискретную постоянную величину угла относительно вектора скорости путем изменения угла наклона образующей насадка, а давление измеряют в двух попарно близлежащих точках вдоль образующей насадка.2. Устройство для измерения параметров потока, содержащее насадок в виде четырехгранной пирамиды, на поверхности которого выполнены приемные отверстия, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введены пристыкованная к основанию острой четырехгранной пирамиды усеченная четырехгранная пирамида с приемными отверстиями, расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом пирамиды состыкованы равными по площади основаниями, а величина угла излома образующей пирамидальной поверхности удовлетворяет неравенстВу 5 О -О 11) Где О иод углы наклона образующей поверхности к оси симметрии соответственно до места излома и после излома.1278721 0,Белоусонич Ко СоставительТеехред М.Ход тор Е.Рошк актор А. Бандо Заказ 71 н НИИПИ по де35, Мо 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро ектная,4 гю о Фиг 3 Тираж 778ударственного комим изобретений и от ва, Ж, Раушская Подп ета СС рытий араб