Одной из особенностей аэродинамических установок с открытой рабочей частью является вибрация элементов конструкции из-за низкочастотных пульсаций рабочего потока, что приводит к существенному ограничению его скорости. С такой проблемой ученые ЦАГИ встретились еще при создании первых аэродинамических труб с открытой рабочей частью, в том числе Т-101, Т-104. Учитывая, что проектируемая АДТ Т-204 должна иметь существенно более высокую скорость рабочего потока, чем указанные установки, проблема пульсации становится весьма актуальной и должна быть в значительной степени решена уже на этапе проектирования.

«Для решения этой задачи мы впервые детально, с использованием современных методов исследования потока (PIV, термоанемометрии) изучили влияние вихрегенераторов различной геометрии на пограничный слой (слой смешения) рабочей струи, а также его взаимодействие с входным устройством диффузора. Нам удалось получить результаты, которые говорят об эффективности использования данного способа для экспериментальных установок такого класса», — рассказал начальник отделения проектирования аэродинамических труб и стендов прочности ФГУП «ЦАГИ» Николай Батура.

Воздействие различных по форме (треугольных, прямоугольных) вихрегенераторов на структуру турбулентности слоя смешения исследовалось в аэродинамической трубе Т-03, которая является моделью проектируемой АДТ Т-204. В результате показано, что вихрегенераторы в виде треугольных пластин позволяют значительно — до 40 процентов снизить энергию турбулентной составляющей потока в слое смешения. Одновременно уменьшается аэродинамическое сопротивление струи, благодаря чему увеличивается скорость рабочего потока на 3-4 процента, без увеличения мощности привода.

На основе полученных экспериментальных данных разработана математическая модель, хорошо описывающая характеристики турбулентного течения в слое смешения рабочей струи. Она будет использована при расчете открытой рабочей части АДТ Т-204.

Проектируемая специалистами ЦАГИ перспективная аэродинамическая труба дозвуковых скоростей Т-204 призвана заменить устаревшую АДТ Т-104, созданную в 1939 году. Новая установка при размерах, близких к Т-104, будет иметь более высокую скорость рабочего потока (140 м/с для открытой рабочей части и 160 м/с — для закрытой). При этом, в отличие от предшественницы, она станет малошумной и пригодной для акустических исследований.

Источник: ФГУП «ЦАГИ»