Принцип работы аэродинамической трубы

Аэродинамической трубой называется устройство, предназначенное для создания искусственного потока воздуха. Закономерность проведения исследований
в аэродинамических трубах базируется на принципе обращения движения и на законе аэродинамического подобия, позволяющего применять результаты продувок модели к натурному самолету. В зависимости от поставленной задачи аэродинамические трубы подразделяются на:

1) трубы малых скоростей;

2) трубы больших дозвуковых скоростей;

3) трубы сверхзвуковых скоростей;

4) трубы переменной плотности;

5) гигантские натурные трубы;

6) трубы спец. назначения (штопорная, дымовой канал и т.д.);

7) гиперзвуковые трубы;

8) трубы разрежённых газов, в которых используются в качестве рабочего тела гелий, воздух и азот.

Первая аэродинамическая труба была построена
в России в 1887г. в городе Калуге К.Э. Циолковским.

По принципу работы аэродинамические трубы бывают:

· открытого контура;

· замкнутого контура.

Основным отличием трубы замкнутого типа от трубы прямого действия является наличие обратного канала, создающего для воздуха замкнутый путь.

У трубы замкнутого типа рабочая часть трубы может выполняться открытой.

Рассмотрим принцип работы аэродинамической трубы:

Рис. 1.16. Схема аэродинамической трубы

При включении электрического мотора (9), вентилятор (8) начинает создавать воздушный поток, который попадает в сужающуюся часть аэродинамической трубы, называющейся коллектором (2). Коллектор предназначен для увеличения скорости потока. Для того, чтобы воздух в коллекторе протекал плавно без завихрения, коллектор делают с большим отношением входной и выходной площадей поперечного сечения (5:1 и более). Для формирования плоскопараллельного потока в корпусе (1) устанавливаются спрямляющие решётки (3). В рабочей части трубы (4) на специальных аэродинамических весах (6) устанавливается исследуемая модель (5). Поток воздуха, обтекающий модель в рабочей части трубы, попадает затем в диффузор (7). Диффузор уменьшает скорость потока воздуха за рабочей частью и заторможенный поток, попадая на лопасти вентилятора, повышает его КПД.

В трубе замкнутого контура в обратном канале устанавливаются поворотные лопатки, которые служат для уменьшения потерь кинетической энергии потока в местах поворота.

Рис.1.17. Аэродинамическая труба замкнутого контура

Пройдя через поворотные решётки в обратном канале, воздух попадает в самую широкую часть трубы замкнутого контура, называемую форкамерой.

Основными характеристиками рабочей трубы являются:

· максимальная скорость в рабочей части;

· размеры рабочей части.

Аэродинамические трубы оборудуются различными измерительными приборами.

Для измерения сил и моментов, действующих на помещенное в трубу тело, служат специальные аэродинамические весы, которые могут быть одно-, двух-, трех- и шестикомпонентные.