Внедрение: 2011 г.

Группа специалистов  Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) применила Установку измерительную LTR для исследования ламинарно-турбулентного перехода на модели прямого крыла с ламинаризированным профилем LV6 в естественных условиях рабочей части дозвуковой аэродинамической трубы (АДТ) типа Т-124. Данный профиль крыла разработан в DLR (Германским аэрокосмическим центром) для современных магистральных транспортных самолетов.

Модель прямого крыла хордой С = 1000 мм и размахом 998 мм устанавливалась в АДТ на равном расстоянии от пола и потолка рабочей части. Модель имеет три ряда приемных отверстий по 30 отверстий в каждом для измерений распределения давления (рисунок 1).

Рисунок 1. Профиль крыла LV6. Знаками «o» отмечены приемные 30 отверстий дренажа модели.

Блок-схема использованного оборудования приведена на рисунке 2. Распределения давления по поверхности модели, а также полное и статическое давления в набегающем потоке измерялись при помощи контейнера на 32 датчика давления ТДМ-4, подключенных к АЦП LTR11.

Основной объем измерений выполнен при помощи однониточного датчика термоанемометра с вольфрамовой нитью длиной 1 мм и диаметром 5 мкм с термоанемометрическим мостом DISA 55D01. Калибровка датчика производилась по закону Кинга с термокомпенсацией, учитывающей изменения температуры потока в процессе измерений. Сигнал термоанемометрического моста перед дальнейшей обработкой фильтровался ФНЧ DISA 55D25 с полосой пропускания 10 кГц. Сбор данных и управление оборудованием осуществлялись при помощи Установки измерительной LTR, подключенной к компьютеру. Частота выборки составляла 20 кГц. В каждой точке измерялось 50 осциллограмм длиной 4096 точек.

Рисунок 2. Схема измерительной системы (аналогом крейта LTR-U-8 является выпускаемый сегодня крейт LTR-EU-8).

Датчик термоанемометра устанавливался в разработанном С. В. Жигулевым автоматизированном координатнике Y, приводившемся в движение миниатюрным серводвигателем (под управлением ЦАП LTR34) и позволявшем перемещать датчик по координате, нормальной к стенке. Точность установки координаты Y не хуже 0.04 — 0.06 мм. Координатник Y для снижения вибраций опирался на поверхность модели и крепился к штатному координатнику XZ АДТ, позволявшему вручную перемещать датчик по продольной и трансверсальной координатам.

Для специалистов в аэродинамике в оригинальном тексте статьи приведены подробные данные о постановке задачи, теории и результатах эксперимента. Для примера приводим на рисунке 3 небольшой фрагмент результатов экспериментов: измеренные и рассчитанные зависимости градиента давления от продольной координаты модели.

Рисунок 3. Зависимость параметра градиента давления λ от продольной координаты X/C. Обозначение: прерывистая линия — эксперимент, непрерывная — расчёт.

В статье также было отмечено, что результаты проведённых экспериментов хорошо согласовывались с теоретическими расчётами параметров ламинарно-турбулентного перехода.

Рисунок 4.  Ламинарный и турбулентный потоки.

Разработчик: В. А. Власов, С. В. Жигулёв, А. И. Иванов, А. Ф. Киселёв, В. А. Кузьминский, Д. С. Сбоев, С. Л. Чернышев