Лабораторная работа № 2

Аэродинамические трубы

1. Методы аэродинамического эксперимента

Все гидроаэродинамические задачи, встречающиеся в практике, можно разделить на три группы. К первой отнесем задачи о дви­жении тела в неподвижной среде, ко второй — об обтекании неподвижных тел движущейся средой и к третьей — смешанные задачи, когда движется и среда, и тело.

Примерами задач первой группы могут быть задачи о движении самолета в неподвижной атмосфере, о движении подводной лодки в неподвижной воде и др. Ко второй группе можно отнести обтека­ние устоев моста в реке, поток газа и жидкости в трубах и др. К третьей группе относятся движение самолета при наличии ветра, движение корабля при наличии течений в воде, движение колес паровой, газовой или гидравлической турбин и т. д.

Методы аэродинамического эксперимента можно разделить на две группы. К первой относятся методы, при которых объект исследования движется в покоящейся среде, а ко второй — ме­тоды, при которых изучаемый объект неподвижен, а среда дви­жется.

Методы первой группы, в свою очередь, можно разделить на следующие.

1. Методы, основанные на изучении прямолинейного движения. К ним можно отнести изучение сопротивления при падении тел, прежде широко применявшееся во многих лабораториях, и иссле­дования моделей при полете и при горизонтальном перемещении их по тросу или по рельсовому пути. Последний способ получил широкое применение в гидравлических каналах и судовых бассейнах, а также при изучении движения моделей ракет и снарядов на баллистических установках и ракетных тележках.

2. Методы, основанные на изучении кругового движения тел с помощью ротативных машин, применяемых для исследований как в воздухе, так и в воде.

Методы, относящиеся ко второй группе, можно разделить на две категории.

1. Методы, использующие естественные потоки воздуха (ветер) или воды (река, канал и пр.). Эти методы применялись в более ранние годы развития экспериментальной аэродинамики.

2. Методы, использующие искусственные потоки газа или жидкости, создаваемые вентилятором, насосом или каким-либо другим путем. Сюда можно отнести аэродинамические и гидродинамические трубы, ударные трубы, большинство установок для исследования работы элементов проточной части энергетиче­ских машин, большую часть экспериментальных водяных и газовоздушных установок лабораторий заводов и конструкторских бюро.

В зависимости от того, действует ли созданный искусственный поток в течение длительного времени или кратковременно, все установки последнего типа могут быть установками (трубами) постоянного действия или установками кратковременного дей­ствия.

Основным преимуществом труб постоянного действия по сравне­нию с трубами кратковременного действия и опытовыми бассей­нами является возможность длительных измерений и наблюдений. Это преимущество настолько велико, что последнее время для исследования моделей кораблей все чаще применяются гидро­динамические трубы. Такие трубы строят, несмотря на то, что для их работы необходимы насосные установки с мощностями, в сотни и тысячи раз превосходящими мощности, потребляемые в опытовых бассейнах. Увеличение мощности объясняется тем, что на перемещение всего объема воды при неподвижной модели требуется значительно больше мощности, чем на перемещение небольшой модели в неподвижной воде.