Измерение силовых факторов в аэродинамических трубах

Измерения в пограничном слое

Измерение параметров потока в пограничном слое необходимо, прежде всего, для изучения лобового сопротивления тел хорошо обтекаемой формы, которое в основном определяются поверхностным трением. При измерениях в пограничном слое определяется профиль скорости, толщина вытеснения и потери импульса, коэффициент трения на стенке и момент перехода ламинарного течения в турбулентное.

Малая толщина пограничного слоя требует применения существенно более прецизионных методов и более чувствительной аппаратуры, чем при обычных аэродинамических исследованиях. Для определения профиля скорости в пограничном слое применяются микронасадки с внутренним диаметром 0,05-0,3 мм и термоанемометры с малой толщиной проволочки.

Коэффициент поверхностного трения находят непосредственным методом, измеряя силу, действующую на площадку известной площади, составляющую часть обтекаемой поверхности, или с помощью поверхностных насадков измеряющих скорость внутри ламинарного подслоя.

Точка перехода ламинарного течения в турбулентное, а точнее, область перехода определяется следующими способами:

- с помощью измерения профиля скорости и фиксации его измерения;

- на основе измерения турбулентных пульсаций с помощью термоанемометра;

- метод измерения полного давления вдоль профиля; в месте перехода скорость на одном и том же расстоянии от поверхности возрастает;

- с помощью визуализации течения, например, путем введения в поток струек дыма из ряда отверстий.

Важнейшей целью аэродинамических исследований является определение аэродинамических коэффициентов ЛА по продувкам модели в трубе. Указанные коэффициенты проще всего определить, измерив соответствующие силы и моменты, действующие на модель в потоке.

Для этой цели служат аэродинамические весы, которые в отличии от обычных весов для которых направление действия силы известно, должны измерить силы и моменты, направление которых неизвестно.

В самом общем случае аэродинамические весы должны измерять компоненты полной аэродинамической силы в проекциях на три взаимно перпендикулярные оси, проходящие через какую либо точку и три компонента полного момента относительно этих осей (Рис. 7.27).

Рис. 7.27. Оси координат и проекции аэродинамической нагрузки на модель. Пунктир – поточная система координат Оxyz. Сплошные линии – система координат, связанная с моделью. Ось Ox^/ - в полусвязанной системе координат.

Особенностью этих измерений является то, что в процессе их проведения направление действия сил может меняться.

Основным признаком классификации аэродинамических весов является число измеряемых компонентов. В зависимости от места расположения весов они делятся на: весы, располагаемые вне модели и рабочей части трубы; и весы, располагаемые внутри модели. По способу регистрации действующих сил весы делятся на механические и электрические.

Дата добавления: 2014-01-07