Расчетно-экспериментальные исследования ударно-волновых процессов в гиперзвуковой ударной аэродинамической трубе

• Автор: Котов, Михаил Алтаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Обзорный анализ экспериментов, выполненных с помощью

различных типов ударных труб

1.1. Теневые методы исследования ударно-волновых процессов

1.2. Ударные трубы, работающие за отраженным скачком

1.3. Детонационные ударные трубы

1.4. Электродуговые ударные трубы

1.5. Поршневые ударные трубы

1.6. Выводы
ГЛАВА 2. Гиперзвуковая ударная аэродинамическая труба ИПМех РАН
(ГУАТ ИПМех РАН)
2.1. Описание установки
2.2. Вопросы использования различных мембран
2.3. Использование уплотнителей для обеспечения вакуума
2.4. Характеристики вакуумнооткачных постов
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. Измерительное оборудование установки
3.1. Датчики статического давления
3.1.1. Измерение давления в КВД перед стартом
3.1.2. Измерение разрежения в секциях КНД и ресивера перед стартом
3.2. Датчики динамического давления
3.3. Влияние погрешностей датчиков динамического давления на результаты
экспериментов
3.4. Выводы

ГЛАВА 4. Газодинамические исследования на установке
4.1. Изучение характера ударно-волнового взаимодействия в ударной трубе с закрытым торцом
4.1.1. Экспериментальные измерения
4.1.2. Численное моделирование
4.2. Оценка влияния открытого входного отверстия сопла на характер ударноволнового взаимодействия
4.3. Обтекание моделей на установке
4.3.1. Изучение структуры потока на выходе из сопла
4.3.2. Квазистационарный режим обтекания моделей
4.3.2.1. Острый клин
4.3.2.2. Затупленный клин. Плоский канал между двумя моделями
4.3.2.3. Плоский канал модели ГПВРД с кавернами
4.3.2.4. Спускаемый аппарат. Вопросы распределения параметров потока на модели
4.3.3. Задачи многорежимного обтекания моделей
4.3.3.1. Связь характера потока на модели с поведением ударной волны в ударной трубе
4.3.3.2. Регистрация квазистационарных и переходных режимов
4.3.4. .Сопоставление измерений с результатами расчетов. Вопросы о валидации данных наблюдений
4.3.5. Выводы
ГЛАВА 5. Технологические подробности проведения экспериментов на установке
5.1. Порядок подготовки к эксперименту
5.2. Конструкции кронштейнов для моделей элементов ЛА
5.3. Коррекция оптической системы с высокоскоростной видеосъемкой
5.4. Настройка оптического оборудования
5.5. Обеспечение расположения измерительных датчиков давления
5.6. Выводы

ГЛАВА 6. Геометрическое моделирование поверхностей ГЛА
6.1. Задачи геометрического моделирования
6.2. Способы построения. Использование автоматизированных систем проектирования
6.3. Моделирование поверхностей Х43, Х51, Waverider
6.4. Выводы
Заключение
Литература

компрессоров, систему записи и анализа данных. LENS I (Large Energy National Shock Tunnel, рис. 15) включает в себя: 7,6-метровую электрически подогреваемую камеру высокого давления с внутренним диаметром 27,6 см; узел из двух диафрагм; 18-метровую камеру низкого давления с внутренним диаметром 20 см; узел быстродействующего центротельного клапана (поток через сопло прекращается, когда быстродействующий клапан закрывает входное отверстие); сопловой блок с наборами сопел для обеспечения диапазона чисел Маха на модели М=6-И8; рабочую секцию, способную разместить модели до 7,5 см в диаметре и до 30 см в длину. КВД обеспечивает работу при начальном давлении толкающего газа до 200 атм и может использоваться для наполнения водородом, гелием, азотом или любой их комбинацией. Эти газы могут нагреваться до 400 °С, количество каждого газа варьируется для достижения максимального времени работы установки.
Driver Tube
Рис. 15. Схематическое изображение установок LENS I и LENS II [56]. На рисунке показаны КВД (Driver tube), КНД (Driven tube), сопловые блоки (Nozzles) и рабочие секции (Тest sections).
КНД этих установок могут использовать воздух, азот, углекислый газ, гелий, водород, любой другой газ или комбинацию газов для проведения экспериментов на модели.