Введение к работе
Актуальность работы. В связи с развитием авиационной и ракетной техники возросло значение измерений, как источника объективной информации о величинах, характеризующих эффектив -ность и качество физических процессов, состояния и свойства исследуемых объектов. Поэтому к методам и средствам измерений предъявляются повышенные требования в отногаеяшт точности, быстродействия измерительных приборов, возможности их работы в автоматическом режиме, повышении надежности, уменьшении массы, габаритов и себестоимости.
Такие требования привели к разработке и промышленному производству средств измерений, основанных на новых принципах измерений и новой элементное базе. Все это в полной мере относится к измерениям, реализованным с использованием моделей прямой аналогии. Такие модели реализуются с помощью электрических и электронных устройств.
Несмотря на широкое распространение метод электротеских аналогий нуждается в дальнєйієм развитии и совершенствовании, как в инструментовке, так и в методологии измерений, что позволит расширить его применение в заводских лабораториях,конструкторских бюро и научно-исследовательских институтах.
Развитие метода аналогий сдерживается рядом обстоятельств:
- недостаточно освещены вопросы электрического моделирования
по автоматизации процессов измерений полей скоростей и давлений на поверхности исследуемых тел;
отсутствуют сведения о применении оптоэлектронных устройств в процессе измерений аэродинамических характеристик обтекаемых тел при электрическом моделировании;
в отечественной и зарубежной литературе нет информации о непосредственном моделировании сил вязкости в процессах обтекания.
Поэтому задача разработки и исследования измерительных устройств» позволяющих проводить оперативные статистические оценки по качеству обтекания образцов моделей является актуальной.
Цель работ». Создание малогабаритной информационно-измерительной системы с вычислительным блоком на базе опто -электронного устройства для конструирования профилей и исследования обтекания лопаток расходомеров в системе измерения мгно -венного и суммарного расхода топлива на самолетах и ракетах, а так же определения зон обледенения крыловых профилей и сигнализаторов обледенения прямого действия.
Задача диссертационной таботы заключается в разработке и исследовании установки и способов, повышающих качество и точ -ность электрического моделирования и приближающих результаты измерений к реальным условиям работы с целью синтеза профиля.
Сформулированная задача решалась в следующих направлениях:
расширение эксплуатационно-функциональных возможностей обте -кания тел путем разработки структурной схемы вычислительного блока для определения безразмерных козі%ициентов давлений;
теоретические и экспериментальные исследования методик,позво -ляющих повысить стабильность, точность измерений и приблизить результаты синтеза профиля к реальным условиям работы;
внедрение результатов исследования, определение области использования измерительной установки.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- разработана графо-аналитическая методика косвенного учета вяз
кости в результатах электрического моделирования обтекания тел.
- При этом впервые решена задача приборной реализации теоремы об эквивалентном обтекании исходного тела потоком реальной жидко -сти и тела с учетом толщины вытеснения идеальной жидкостью.
разработана методика и- аппаратное обеспечение электрического моделирования обтекания тел с застойной зоной.
получена структурная схема вычислительно-измерительного устройства для определения аэродинамических характеристик тел обтекания при электрическом моделировании.
разработана электрическая модель принудительного приведения эквипотенциалей к аналитическому виду.
получены аналитические формулы для определения углов атаки при электрическом моделировании косого обтекания тел идельной жидкостью.
Практическая ценность работы
Разработаны элементы и устройства измерительно-вычислительного блока электрической модели полей обтекания, для определения аэродинамических характеристик исследуемых тел.
решения, полученные в результате теоретических и эксперимен -тальных исследований, доведены в работе до практической реализации в элементах и методологии информационно-измерительной установке, применение которых позволило:
на 80-90% уменьшить количество продувочных операций по натурным испытаниям для определения оптимального образца модели из ряда подобных, что в свою очередь сократило время работы дорогостоящего оборудованш, как, например, аэродинамической трубы.
большое количество измерений, которые производятся на информационно-измерительной установке, выгодно отличает её от применения с программным обеспечением вычислительных комплексов.
Реализация в промышленности. Выводы,рекомендации и результаты, полученные в диссертации, внедрены на предприятии п/я В-8205, что подтверждается соответствующими документами.
Апробация работы. Диссертация и отдельные её разделы обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях и совещаниях:
на научной межвузовской конференции по применению математи -ческих методов и вычислительной техники в научных исследова -ниях г.Алма-Ата, 1980 год;
на расширенных заседаниях кафедры АПУ Арзамасского филиала Московского авиационного института, г.Арзамас, 1982 год;
на техническом совете предприятия п/я В-8205, в 1983г.,1984г., 1987г.
на техническом Совете предприятия ц/я В-2І9І в 1987 году.
- 4 _
На защиту выносятся:
разработанные элементы и устройство информационно-измерительной системы для исследования полей обтекания;
результаты экспериментальных исследований электрического моделирования тел обтекания;
разработанные методики и аппаратное обеспечение электрического моделирования приближающие результаты измерений к реальным условиям работы;
разработанные на основе проведенных теоретических и экспери -ментальных исследований рекомендации по определению структуры и оптимальных параметров информационно-измерительной системы, а также результаты внедрения.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 работ, из них одно авторское свидетельство на изобретение. (Оптоэлектронное устройство для возведения в квадрат)
Объем -работы. Диссертация состоит из введения, трех глав,заключения, список литературы и пяти приложений. Основ -ной текст содержит 116 стр. Иллмстративно-табличный материал 20 стр. Список литературы (I источников ) - стр. Прило -жение - 51 стр.
