10.3. Аэродинамические трубы малых дозвуковых скоростей

Наиболее простыми в конструктивном отношении являются аэродинамические трубы малых дозвуковых скоростей. Такие трубы получили очень широкое распространение. Размеры этих труб изменяются в широких пределах, а потребляемые мощнос­ти — от нескольких до сотен тысяч киловатт.

Аэродинамические трубы могут быть незамкнутыми и замкну­тыми. Незамкнутые аэродинамические трубы называются еще трубами прямого действия (см. рис. 10.3). В этих трубах воздух засасывается из атмосферы и после вентиляторной установки опять выбрасывается в атмосферу, вследствие чего неравномер­ность распределения скорости в трубах прямого действия дости­гает 3—5%, а скосы потока 2—3%. Степень начальной турбу­лентности характеризуется величиной e=1,5%.

Влияние стенок аэродинамической трубы с закрытой рабочей частью на обтекание модели сводится к тому, что при сохранении постоянного расхода воздуха через рабочую часть трубы имеет место трансформация линий тока обтекающего модель потока, увеличение скоростей потока в области расположения модели. Трансформация линии тока существенно влияет на подъемную силу и положение центра давления крыла.

Рис. 10.5. Схема аэродинамической трубы с открытой рабо­чей частью и герметической камерой

О чень удобной для монтажа моделей является труба прямого действия с открытой рабочей частью, которая окружена специ­альной герметической камерой, называемой камерой Эйфеля (рис. 10.5). В этой камере, обычно достаточно просторной и удобной для размещения экспериментаторов и измерительной аппаратуры, давление выравнивается до статического давления потока и всегда меньше атмосферного давления. Однако следует заметить, что в данном случае также имеются недостатки, свойственные трубам с открытым рабочим участком. В частно­сти, потери полного давления в рабочей части на 20% больше, чем в трубах с закрытой рабочей частью.

В аэродинамических трубах замкнутого типа воздух цирку­лирует по замкнутому контуру. Поэтому в трубах этого типа по­являются дополнительные элементы: колена с поворотными ло­патками, обратный канал и формокамера с выпрямляющими поток устройствами.

В контуре аэродинамической трубы замкнутого типа имеется четыре поворотных колена, поскольку воздух, прошедший через рабочую часть, должен в нее возвратиться через сопло, т. е. по­вернуться на 360°.

Для устранения срывов и скосов воздушного потока в пово­ротных коленах устанавливаются направляющие лопатки, часто используемые и для охлаждения воздуха, циркулирующего в контуре трубы. Форкамера служит для выравнивания и успо­коения потока после поворота его в четвертом колене. На входе в форкамеру устанавливается хонейкомб, предназначенный для выравнивания потока, и сетки, гасящие турбулентные возму­щения.

Хонейкомб представляет собой сотовую конструкцию, состоя­щую из ячеек длиной по потоку в 5—10 диаметров ячейки при толщине стенок порядка 0,5—2 мм.

Устанавливаемые за хонейкомбом сетки устраняют неравно­мерность распределения скорости поперек сечения форкамеры и гасят возмущения, вносимые в поток хонейкомбом. Сетки, гася­щие турбулентные возмущения (с возможно минимальным d, проволоки) устанавливаются в месте наименьшей скорости пото­ка перед рабочей частью трубы. В этом случае возмущения, вносимые сетками, слабы и гасятся в конфузоре.