Пределы измерения весов ав-104.

Сила сопротивления	X, кгс	2500  2000
Подъемная сила	Y, кгс	8000  4000
Боковая сила	Z, кгс	±750
Момент крена	МX, кгсм	1000  750
Момент рысканья	МY, кгсм	1000  750
Момент тангажа	МZ, кгсм	±1500

Аэродинамическая труба т-105

Аэродинамическая труба Т-105 ЦАГИ построена в 1941 году для испытаний динамически подобных моделей самолётов в свободном полёте на режимах штопора. Введена в эксплуатацию в 1944 году, модернизирована в 1957, 1978, 1988 годах. Вертикальная аэродинамическая труба Т-105 (рис.2) непрерывного действия, замкнутого типа с открытой рабочей частью, имеет направление потока снизу вверх. Форма сечения рабочей части - правильный круг. Диаметр сопла рабочей части трубы равен 4.5м, длина рабочей части – 7.56м. Обратный канал трубы представляет собой диффузор с небольшим увеличением сечения в направлении потока. Скорость воздушного потока в рабочей части может изменяться от 2 м/с до 40 м/с. Поток в трубе создается осевым вентилятором, расположенным в обратном канале. Вентилятор вращается электродвигателем постоянного тока мощностью 450 квт. Втулка вентилятора и электродвигатель заключены в обтекатель. За вентилятором в направлении потока, установлены лопатки спрямляющего аппарата, предназначенные для раскручивания потока. В каждом поворотном колене канала трубы установлены направляющие лопатки, уменьшающие гидравлические потери при повороте потока. После четвёртого поворота поток попадает в форкамеру, в которой установлена спрямляющая решетка. Из форкамеры поток проходит в сужающийся насадок, где он ускоряется, выравнивается и далее выходит в рабочую часть. Скорость потока в рабочей части измеряется методом перепада давлений в форкамере и в рабочей части. В форкамере имеются четыре шайбы с полированной поверхностью, Поверхность шайб точно совмещена с поверхностью трубы. В центре каждой шайбы имеется отверстие, через которое давление передается в трубку. Трубки от всех шайб объединены в один воздухопровод, идущий к манометру.

Киносъёмка свободно штопорящей модели в рабочем части производится с балкона киноаппаратом. Здесь же размещены и пульт управления осветительной аппаратурой, и пульт управления потоком трубы. Во время эксперимента свободно штопорящая модель может быть освещена 36 прожекторами мощностью по 5 квт каждый. Белым экраном на фоне, которого производится киносъёмка модели, служат раздвижные ворота рабочего зала. Рабочая часть трубы ограждена металлическими защитными сетками, при испытании сетки опускаются и предотвращают вылет модели из рабочей части трубы. Между испытаниями сетки поднимаются, освобождая подход к рабочей части.

Рисунок 2. Аэродинамическая труба Т-105.

Аэродинамическая труба оснащена специальным оборудованием для определения аэродинамических характеристик летательных аппаратов при углах атаки и скольжения в диапазоне от 0 до 360° как в статических условиях, так и при вращении моделей самолётов. Кроме этого, в аэродинамической трубе имеется несколько стендов для испытаний моделей несущих винтов, рулевых устройств и фюзеляжей вертолётов различных схем. Эти стенды позволяют проводить исследования с одним несущим винтом, с двумя несущими винтами в различных комбинациях их взаимного положения (соосное, продольное, поперечное), с тремя и четырьмя несущими винтами. Модели фюзеляжей вертолётов могут испытываться как с моделями несущих винтов, так и без моделей несущих винтов в диапазонах углов скольжения от 0 до 360° и углов атаки от -70° до +50°.

В рабочей части аэродинамической трубы имеется координатник, позволяющий с помощью приёмников воздушного давления измерять параметры потока в пространстве около моделей винтов и фюзеляжей.

Измерения аэродинамических нагрузок на моделях винтов и фюзеляжей, как правило, осуществляются с помощью тензометрических шестикомпонентных весовых устройств. Регистрация измеряемых величин, первичная обработка и хранение результатов измерений осуществляются информационно-измерительной и управляющей системой на базе ЭВМ. В аэродинамической трубе часто применяются различные способы визуализации обтекания моделей: оклейка поверхности модели шелковинками, введение в поток около модели струек дыма, покрытие поверхности модели тонким слоем масла.

В необходимых случаях проводятся исследования распределения давления на поверхности моделей крыльев, фюзеляжей и на лопастях моделей вращающихся винтов. В аэродинамической трубе Т-105 проведены испытания моделей более пятидесяти типов гражданских и военных самолётов на режимах штопора и при закритических по срыву углах атаки, в том числе самолётов Ил-76, Ил-86, Ил-96, Ту-204, Ту-334, Ан-72, Ан-124, Ан-224. Имеющаяся статистика показывает хорошее совпадение результатов трубных и лётных испытаний.

Проведены обширные исследования аэродинамики несущих винтов вертолётов различных схем, отработана аэродинамическая компоновка фюзеляжей многих вертолётов, например Ми-8, Ми-26, Ми-38, Ми-34, Ка-32, Ка-62, исследовано взаимодействие несущих винтов и планера вертолётов различных схем и преобразуемых аппаратов вертикального взлёта и посадки.

Проектирование и изготовление свободно штопорящих моделей.

При проектировании и изготовлении динамически подобных свободно штопорящих моделей необходимо точно воспроизвести геометрическую форму самолёта в выбранном масштабе.

Свободно штопорящая модель должна быть динамически подобна самолёту. Это означает, что общий вес и моменты инерции должны быть в определенном соответствии с весом и моментами инерции самолёта.

При определении веса и моментов инерции модели, требуемых по подобию, необходимо выбрать высоту, на которой впоследствии будут проводиться испытания самолёта на штопор (обычно Н5000м). Кроме того, необходимо знать вес и расположение центра тяжести самолёта.

Положение центра тяжести модели, определяемое координатами х_т и у_т, должно соответствовать положению центра тяжести самолёта:

х_т.м./l_м=х_т.с./l_c

у_т.м./l_м=у_т.с./l_c

Внутри модели размещаются:

• автомат для управления рулями и элеронами;

• проводка управления рулями и элеронами;

• перемещающиеся по осям модели грузы для изменения моментов инерции и положения центра тяжести модели;

• шарниры для крепления верхней и нижней подвесок, необходимых для проведения испытаний на нормальный и перевернутый штопор.

Узлы крепления верхней и нижней нитей подвески должны быть возможно ближе к вертикали, проходящей через центр тяжести модели.

Проводка управления рулями модели должна обеспечивать отклонение рулей автоматом и отключение их от автомата (плавающие рули). Рули модели должны быть сбалансированы относительно осей вращения. Автомат управления рулями желательно располагать так, чтобы оставить свободным для крепления грузов пространство вокруг центра тяжести модели.

При размещении грузов надо предусматривать возможность изменения положения центра тяжести модели в пределах ±5% средней аэродинамической хорды и изменения моментов инерции в пределах ±15% от расчётных. Конструкция модели должна обеспечивать быстрый и легкий доступ к автомату управления рулями и грузам.

Опыт проектирования и изготовления динамически подобных моделей показал, что необходимо стремиться к максимально возможному облегчению конструкции крыла и фюзеляжа. Конструкция модели без грузов должна быть примерно на 30% легче веса модели по подобию. Конструкция фюзеляжа модели может состоять из набора шпангоутов и лонжеронов с обшивкой. Современные композиционные материалы позволяют создавать легкие и прочные полумонококовые или монококовые конструкции.

Для удобства киносъемки модель окрашивается в черный цвет. Белой краской на модели отмечаются линии строительной горизонтали, след плоскости симметрии, характерные хорды крыла и оперения.