Аэродинамическая труба т-103.

Аэродинамическая труба Т-103 построена в 1936г., модернизирована в 1947 г. и предназначена для исследования аэродинамических характеристик моделей различных летательных аппаратов на режимах взлета и посадки, а также наземных транспортных средств, промышленных зданий и сооружений.

Аэродинамическая труба Т-103 – труба замкнутого типа с одним обратным каналом, расположенным в вертикальной плоскости, с открытой рабочей частью. Выходное сечение сопла имеет форму эллипса с горизонтальной осью 4 м и вертикальной осью 2,33 м, длина рабочей части 3,8 м. Схема установки приведена на рисунке 1. Поток в трубе создается десяти лопастным вентилятором, приводимым в движение двумя тандемно расположенными элетродвигателями переменного тока общей мощностью 4000 кВт. Скорость потока может плавно изменяться от 10 м/с до 110 м/с. Большинство испытаний проводится при скоростях 50, 75 м/с.

По периметру выходного сечения сопла в трубе установлены лопатки параболической формы с целью уменьшения пульсаций давления. Для этой же цели устроены отверстия в стенке диффузора. В форкамере трубы перед соплом имеется хонейкомб, предназначенный для выравнивания потока и уменьшения турбулентности. Степень поджатия потока равна пяти. Начальная турбулентность потока несколько возрастает вдоль продольной оси рабочей части, оставаясь постоянной вдоль поперечной оси, её средняя величина равна 0,3 %.

Равномерность поля скоростных напоров и скосов потока внутри контрольного прямоугольника 3.21.2 м в сечении рабочей части, отстоящем на 1.5м от обреза сопла,  в области расположения крыла модели,  характеризуется величиной максимальных отклонений от соответствующих средних значений: по скоростным напорам ±1%, по скосам потока в вертикальной плоскости ±0.3°, в горизонтальной плоскости ±0.5°.

Аэродинамическая труба Т-103 имеет аналогичные характеристики и возможности, что и Т-102, со следующими отличиями:

• обратный канал находится в вертикальной плоскости;

• скорость потока V_=5110 м/с;

• мощность привода N=3500 кВт;

• начальная турбулентность =0.3%

Аэродинамическая труба т-104.

Труба Т-104 непрерывного действия, с замкнутым контуром с одним обратным каналом и открытой рабочей частью.

Характеристики трубы

Форма сечения рабочей части: круг

Размеры рабочей части D=7 м

Длина рабочей части L=13 м

Степень поджатая потока 7

Скорость потока V_=120 м/с

Максимальное число Re ( ) 310⁶

Мощность привода N=27000 кВт

Начальная турбулентность потока =0.8%

В аэродинамической трубе Т-104 основными видами эксперимента являются:

1. Испытание работающих двигательных установок, в том числе натурных, на механических весах;

1. Испытания воздушных винтов;

2. Испытания моделей несущих винтов вертолетов и аппаратов ВВП;

3. Испытания парашютных систем;

4. Испытания на флаттер;

5. Испытания на распределение давления;

6. Испытания моделей воздухозаборников.

Основным видом поддерживающих устройств являются подфюзеляжные стойки, смонтированные на поворотной платформе. Труба оснащена шестикомпонентными электромеханическими весами.

Натурная аэродинамическая труба Т-104 предназначена для испытаний силовых установок, самолетных воздушных винтов, флаттерных экспериментов с динамически подобными моделями самолетов и испытаний систем спасения (парашюты, катапультные кресла, системы сброса фонарей летчика, системы десантирования). Труба Т-104 -замкнутого типа, с открытой рабочей частью, непрерывного действия (рис. 8) имеет круглое сопло диаметром 7м, рабочую часть длиной 13м, один обратный канал с установленным в нем двухступенчатым вентилятором (2x8 лопастей) и приводом мощностью 27 тыс квт. Степень поджатая трубы - 7, диаметр вентилятора - 14м. Сопло, диффузор и обратный канал изготовлены из стали (каркас + лист). Числа Re8.610⁶.

Р ис. 8.

Максимальная скорость потока, достигнутая в трубе, равна 138 м/с (496 км/час), рабочая скорость в настоящее время ограничена величиной 120 м/с (432 км/час).

Труба оснащена аэродинамическими шестикомпонентными весами, установленными на поворотном круге для изменения угла скольжения, с задней телескопической стойкой (рис.9). Для контроля распределения скоростей и скосов потока около испытуемого объекта, исследования струи двигателя имеется координатник (рис. 10). Труба оснащена газоотводящим устройством для удаления отработанных газов при испытаниях силовых установок самолетов и защитной сеткой, закрывающей диффузор при исследовании, траекторий отделяемых от летательного аппарата (или его модели) элементов: части фонарей пилота, крышек, моделей грузов, при исследовании десантирования.

Поле потока в Т-104 в ядре внутри круга диаметром 5 м достаточно однородное. На расстоянии 2 м от обреза сопла отклонения от среднего значения не превышают:

• по скоростным напорам ±0,8%

• по углу скоса вектора скорости в вертикальной плоскости ±0,4°;

• по углу скоса в горизонтальной плоскости ±0,5°.

Рис.9

Рис. 10

Степень турбулентности потока менее 0.7%. Ядро потока с постоянными значениями скорости сужается от среза сопла с углом конусности около 7°

По периметру выходного сечения сопла установлены пластины, частично входящие в поток. С их площадью уменьшают пульсации давления в потоке в рабочей части аэродинамической трубы. С той же целью для выравнивания пульсаций выполнены отверстия в стенках диффузора.

Виды исследований в Т-104.

Параметры и экспериментальное оборудование аэродинамической трубы позволяют проводить исследования по аэродинамике самолетных и вертолетных двигательных установок и их элементов. Основные виды эксперимента следующие:

1. Испытания двигательных установок на шестикомпонентных весах АВ-104.

2. Испытания воздушных винтов на специальных винтовых приборах, оборудованных измерительными системами (измерение тяги винта, крутящего момента, числа оборотов вала и других параметров.

3. Испытания моделей несущих винтов вертолетов на специальной установке;

4. Испытания динамически подобных моделей на флаттер;

5. Испытания парашютных систем и систем спасения;

6. Испытания на распределения давления;

7. Исследование внутренних характеристик воздухозаборников;

8. Физические исследования и испытания на ветровую нагрузку.

Экспериментальное и технологическое оборудование Т-104.

Объекты исследований транспортируются в Т-104 через раздвижные ворота 12х10м, для их установки на верхнее строение весов имеется мостовой кран на 10тс.

Для обслуживания эксперимента служит монтажная вышка с выдвижным мостиком и кран-лифт. Вышка перемещается по рельсовому пути, проложенному между соплом и кабиной весов, перпендикулярно оси трубы. Она рассчитана на 5 человек. Кран-лифт перемещается по рельсам между диффузорам и кабиной АВ-104. Стрела кран-лифта перемещается в двух направлениях (вверх-вниз) и в горизонтальной плоскости.

Как правило, объект испытаний устанавливается на верхнее строение весов АВ-104 (рис.9).

Оно передает нагрузки с объекта на измерительную часть весов (плавающую раму). Верхнее строение состоит из двух передних стоек весов и одной задней телескопической стойки, с помощью которой меняется угол атаки. В некоторых случаях удобнее вести эксперимент при =180°, при этом задняя телескопическая стойка обращена к потоку. Верхнее строение позволяет устанавливать объекты с размерами креплений по поперечной базе от 1.35м до 3.6м, по продольной базе от 1.7м до 6.0м. Перемещая заднюю телескопическую стойку от 3.77м до 5.71м, можно обеспечить изменение угла атаки объекта в диапазоне 20°. Угол скольжения не ограничен (±180°).

Кроме 3-х точечной, в аэродинамической трубе Т-104 может бытъ реализована одноточечная схема крепления объекта испытаний (модели). При 3-х точечной схеме используются весы АВ-104 с их верхним строением. При выборе одноточечной схемы две передних стойки верхнего строения весов демонтируются, и вместо них устанавливается так называемый "обелиск" - специальная вертикальная цилиндрическая по форме стойка, удобная для круговых продувок (=0360°). Обелиск закрепляется на массивной прямоугольной в плане раме с 4 посадочными стойками (по углам) в нижней части (рис.11.). Вертикальная ось обелиска при сборке проходит через моментную точку весов, что упрощает обработку. Четыре стойки проходят через специально выполненные вырезы в крыше кабины весов и жестко соединяются с плавающей рамой весов, благодаря чему нагрузки от модели передаются на измерительную систему весов. Для уменьшения воздействия потока на поддерживающую конструкцию обелиск закрывается трубчатым обтекателем, в зазорах устанавливаются сигнализаторы касания, чтобы исключить погрешности, связанные с регистрацией лишь части нагрузки. Обелиск удобен для круговых продувок: в случае закрепления объекта испытаний (катапультные кресла, отделяемые части фонаря и т.п.). Вращение кабины весов обеспечивает изменение угла атаки от 0 до 360°.

Рис. 11

Для исследования поля скоростей в рабочей части трубы служит координатник, который может перемещаться в продольном направлении от 1.5м до 10.5м, а в поперечном направлении по всей рабочей части. Ферма координатника с шестиствольным насадком перемещается по вертикали от оси трубы вверх на 2.6м, вниз - на 2.1м.

Топливная система обеспечивает расход топлива (керосина) не более 6т/час. Имеются подсистемы: очистки топлива, замера расхода, противопожарная.

Для испытаний моделей воздухозаборников имеется эжектор с вакуумным трубопроводом. Эжектор смонтирован под диффузором Т-104 и соединен с кабиной весов трубопроводом диаметром 400мм. Максимальный расход эжектируемого воздуха - 15кг/с.

Шестикомпонентные аэродинамические весы АВ-104 размещены в кабине весов, установленной на поворотном круге. Измерительная аппаратура располагается в помещении экспериментаторской. В процессе испытаний необходимо измерять:

• газодинамические параметры потока (P, V, T);

• ориентацию объекта или его элементов в потоке;

• суммарные аэродинамические характеристики;

• распределение нагрузок, давлений на модели;

• обороты, температурные режимы двигателя;

• параметры потока внутри тракта двигателя и др.