Ученые ЦАГИ разработали оборудование для изучения нестационарных характеристик воздушного потока

Современные производители гражданской авиационной техники предъявляют все более высокие требования к точности характеристик, получаемых при аэродинамических исследованиях моделей летательных аппаратов. В связи с этим актуальным становится изучение как стационарных, так и нестационарных параметров, влияющих на них в потоке аэродинамической трубы.

К нестационарным параметрам воздушного потока относятся, в частности, пульсации полного и статического давления в рабочей части трубы. Знание этих показателей необходимо для совершенствования методики проведения экспериментальных исследований. Ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») разработали способ измерения данных характеристик непосредственно в экспериментальной установке.

На первом этапе специалисты ЦАГИ спроектировали и изготовили специальное оборудование — насадок типа Пито-Прандтля (удлиненная металлическая трубка с отверстиями, принимающими поток). Конструктивные особенности насадка позволяют защитить датчики давления, установленные в нем, от повреждения мелкими частицами, которые могут содержаться в потоке аэродинамической трубы.

«При этом перед нами встает сложный вопрос: как измерить нестационарное давление с высокой точностью? Мы разработали математическую модель, которая позволяет определять его значения перед приемным отверстием по показаниям датчиков, установленных в насадке», — рассказала инженер первой категории отделения аэродинамики самолетов ФАУ «ЦАГИ» Елена Анохина.

Ученые института разработали методику калибровки таких приемников. Насадок с внутренними и установленными рядом с приемными отверстиями эталонными датчиками (измеряющими давление без искажения) оценивался двумя способами. В первом случае с помощью генератора звука и акустической системы моделировались частоты от 20 до 11 000 Гц. Во втором — производилось импульсное воздействие путем разрыва резинового шарика. В обоих вариантах доказано, что при применении разработанной математической модели показания датчиков в насадке можно восстанавливать расчетным путем до значений эталонных приборов.

Далее насадок с датчиками полного и статического давления был размещен в рабочей части аэродинамической трубы Т-128. Благодаря этому впервые измерены пульсации полного давления в этой установке. Кроме того, изучено запаздывание штатных приемников полного и статического давления. Все это позволит ученым ЦАГИ получать более точные характеристики исследуемой модели летательного аппарата.