Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана»

Лабораторная работа №2

«Аэродинамические трубы дозвуковых и сверхзвуковых скоростей»

Выполнил:________________________

Подпись:_________________________

Группа: АК2-72

Проверил: Мичкин А.А.

Дата сдачи работы на проверку _______

Подпись преподавателя:______

Москва 2021

Лабораторная работа №2

«Аэродинамические трубы дозвуковых и сверхзвуковых скоростей»

Цель работы:

Определение параметров прямого и косого скачков уплотнения при сверхзвуковом обтекании тела

Теоретические основы.

Описание сверхзвуковой установки

Сверхзвуковая аэродинамическая установка включает в себя систему обеспечения сжатия воздуха, аэродинамическую трубу, систему контроля и управления режимом работы трубы, систему измерения и вычислительный комплекс. Сверхзвуковая труба позволяет исследовать модели ЛА в диапазоне чисел М от 2 до 4.5.

Рисунок 1. Схема сверхзвуковой аэродинамической трубы

Рисунок 2. Схема с указанием элементов.

Для обеспечения установки воздухом высокого давления используется компрессорная станция. В ней установлены два компрессора 1 производительностью 12 м³/мин каждый, обеспечивающие в баллонах общим объемом 20 м³ максимальное давление 2*10⁷ Па. Перед тем, как попасть в баллоны 3, воздух проходит через осушители 2, активным веществом в которых является оксид алюминия. После осушения воздух имеет точку росы - 55°, при этом не происходит конденсации влаги в рабочей части трубы.

Незадолго до пуска трубы открываются запорные вентили, и воздух по трубопроводу высокого давления поступает в форкамеру 8 через дроссельную задвижку 5. Величина открытия задвижки регулируется автоматическим приводом 4.

Форкамера, куда поступает дроссельный воздух, представляет собой толстенный стальной резервуар; к нему присоединяется сверхзвуковое сопло. В форкамере помещается хонейкомб 7, выполненный в виде решетки из тонкой стальной полосы. С целью выравнивания потока по поперечному сечению форкамеры перед отверстием, через которое поступает воздух, расположен стальной диск 6. Измерение давления в форкамере осуществляется с помощью трубки полного напора 9.

Из форкамеры воздух попадает в сопло, в котором посадкой типа «ласточкин хвост» в сопловой коробке 11 крепятся сменные металлические сопловые вставки 10. Благодаря специальной профилировке они позволяют получить на выходе плоскопараллельный поток с равномерным полем скоростей по сечению.

Модели в рабочей части закрепляются с помощью державок, расположенных на траверсе 17, которая может поворачиваться относительно своей продольной оси. Управление положением модели в рабочей части осуществляется с помощью механизма углов атаки, который приводится в действие по команде от программного устройства.

Рисунок 3. Вид на модель

Рабочая часть переходит непосредственно в диффузор 13. За диффузором начинается магистраль выхлопа, переходящая в глушитель 14, где поток тормозится до нескольких десятков м/с.

Экспериментальная часть.

Параметры

До скачка

Прямой скачок

Косой скачок

66°

49°

Р, Па

1.296*10⁵

1.079*10⁵

7.318*10⁴

ρ,

0.394

1.679

1.587

1.377

Т, К

81.159

269.048

236.884

185.146

S,

-

i,

8.154*10⁴

2.703*10⁵

2.38*10⁵

1.86*10⁵

a,

180.599

328.821

308.541

244.932

M

3.5

0.451

0.954

1.601

λ

2.064

2.064

2.007

1.87

W

632.095

148.349

294.34

436.574

a_кр, ,

306.22

306.22

306.22

306.22

Р₀, Па

7*10⁵

1.491*10⁵

1.938*10⁵

3.113*10⁵

ρ₀,

8.709

1.855

2.411

3.873

Т₀, К

i₀,

2.813*10⁵

2.813*10⁵

2.813*10⁵

2.813*10⁵

Таблица 1

Вывод:

В результате лабораторной работы были определены параметры прямого и косого скачков уплотнения при сверхзвуковом обтекании тела.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?