Физическая энциклопедия - аэродинамические измерения

измерения скорости, давления, плотности и темп-ры движущегося воздуха (или др. газа), сил, возникающих на поверхности тв. тела, относительно к-рого происходит движение, а также тепловых потоков, поступающих к этой поверхности. Большинство практич. задач, к-рые ставят перед газовой динамикой авиация, ракетная техника, турбостроение, пром.

производство и т. д., требуют для своего решения проведения эксперим. исследований. В этих исследованиях на эксперим. установках аэродинамических трубах и стендах моделируется рассматриваемое течение (напр., движение самолёта с заданными величинами высоты полёта и скорости) и определяются силовые и тепловые нагрузки на исследуемую модель.

Соблюдение условий, диктуемых теорией моделирования, позволяет перенести результаты эксперимента на модели на натурный объект. Важной составной частью эксперимента явл. А. и., результаты к-рых обычно получают в форме зависимостей безразмерных аэродинамических коэффициентов или безразмерных коэфф. теплообмена от осн. критериев подобия Маха числа, Рейнольдса числа и др.

В таком виде ими пользуются для определения подъёмной силы и сопротивления самолёта, нагревания поверхности ракеты и косм. корабля и т. п. Измерение сил и моментов, действующих на обтекаемое тело. При решении мн. задач возникает необходимость измерений суммарных сил, действующих на модель. В аэродинамич. трубах для определения величины, направления и точки приложения аэродинамических силы и момента обычно применяют аэродинамич. весы. Аэродинамич. силу, действующую на свободно летящую модель, можно определить, измеряя ускорение модели.

Ускорения летящих моделей или натурных объектов в лётных испытаниях измеряют акселерометрами. Если размер модели не позволяет установить на ней необходимые приборы, то ускорение находят по изменению скорости модели вдоль траектории. Чтобы получить значение сил, действующих на тело, измеряют давления на поверхности модели при помощи специальных, т.

н. дренажных, отверстий, соединённых с манометрами резиновыми или металлич. трубками (рис. 1). Тип манометра выбирается в соответствии с величиной измеряемого давления и временем измерения, к-рое изменяется от 10-6 с в ударных трубах до 102 с в обычных аэродинамич. трубах. Силы, касательные к поверхности модели, обычно находят расчётом; в нек-рых случаях их определяют, измеряя поля скорости в пограничном слое, или применяют спец.

весы, измеряющие силу трения. Измерение скорости. Для определения скорости v потока газа обычно измеряют полное р0 и статическое р давления в исследуемой точке потока, а значение скорости в случае несжимаемого газа определяют из Бернулли уравнения: v=O(2(p0-p)/r) (r плотность газа). .Рис. 1. Схема измерения статич. давлений на поверхности модели: 1 модель; 2-дренажные отверстия; 3 трубки; 4 манометр. Давление измеряют манометрами с помощью спец. насадков, к-рые вводятся в поток (см. ТРУБКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ). Если измеряемая скорость больше скорости звука, перед насадком возникает ударная волна и показание манометра, соединённого с трубкой полного давления, соответствует величине полного давления за ударной волной p'0 .