автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Исследование и синтез приемников воздушных давлений для малых дозвуковых скоростей

« ^ ; >

» 0 ГаШзрственньм комитет РФ по высшему образовали»

Ульяновский государственник технический университет

нз правах рукописи

ЕЖ-ЮЗ ИВАН ПЕТРОВИЧ

КОТЕДОЗЛНЙЕ И СИНТЕЗ ПРИЕМНИКОВ БОЗДУШНЬК , ДАВЛЕНИЙ ДЛЯ МАЛЫХ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТБ!

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники г» систем управления

АВТОРЕФЕРАТ •диссертации на соискаяае ученой степени - кандидата технпчесгая наук

Ульяновск 1955

Работа выполнена на кафедре "изшрительно-вичислителькые комплексы" Ульяновского государственного технического университета

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор В-А.•'Мишин

Официальные оппоненты доктор технических Еаук,

профессор М.й. Еелкй

кандидат, 'технических наук, доцент В.Е. Сазанов

Ведущее предприятие ПО "Утес", г. Ульяновск ; ..

Заздта диссертации состоится' _" . декора 1895 г.

в 14.Ш на заседаний специализированного совета Д 064,21.01 .. в Ульяновском государственном техническом университете по адресу 4327С0 г. Ульяновск, 6. Северный Венец, 32.'. ' ..

С диссертацией ысино ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного техначеского университета 'I. . . :' ;

Автореферат разослан "_"-'ноЕбря. 1В35.Г.

Ученый'секретарь специализированного___—

Совета, доктор технических наук,-. / / } ПЛ1. Соснйи.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акпуалъпост работ. В системах автоматического и автоматизированного управления высогно-скоростными параметрами летательных аппаратов (ЛД) вычисление высоты и скорости производится косвеннш методом основанным на измерении полного и статического давлений, восприятие, которых осуществляется с псыоцью приемников зоздушшх давлений (ПОД). В связи с увеличением наименований ЛА и появлением их различ/шх кодг^гкациГт растет потребность з разработке ¡гак« ГОД.

Сйштез проточках ПЗД (приемников с внутренней профилированной поверхностью), получивший наибольшее отражение в работах Конюхова Г.А. .Кудрявцева Л.С., Никольского С.А., Попова С.Г., Федорова Н.Г., осуществляется с использованием математической модели (Ш), рассматривание!! одномерное течение газа в протоке и предполагавшей сбрззоваяке. подпора на входе своЗоднообтекаецого ПВД, численно рагпого- в&пгшяз потерь энергии логоса в прке.»2пя:е. Использование ¿зшюй ?,!' затруднено необходимостью экспериментального определения когй&цпента гидроссвротивлонпя. протсж, значение которого сдаст-2ЭНКО стлт~ш??ся о? ссрззочщгс дали:-;.», что затрудняет решение задачи синтеза. ■ '

Кл 1П?Л (дрие:ли:;®в с нгрулной зрорилиртзаяксй по-

зерхпссетэ)' ко разрссотано. Их проектирование ведется

на сс'гогз игготсзлзпкя п '.гсгядтгжй спитнь'х «акетсз. Наиболее полно гспрос:? щ:о;;;т;:рсгася ШД пздолялы в работах ¿¡минского Е.Ф., Летуз. д.и.» Попова С.Г. Осаозкоз зжз&ше в эпк работах у^эдс-по-.ссгггз га г--г;::;" /'постах' погсг::лссхе,: с гес;;этрцей ГЕД и угле;;.*, кресграксгзюиясэ полскение вептсрз скорости набегавшего потека. . ■ '

Псзтс:г/ раор'Лзткз '*.■! проточкг» п кпроточзкк ПЩ, лозполяю-ц:5Х гоега стахзз прпе-.аикоз по ил заданной статической характеристике ттр'л гонкт-ч затратах на проз<«к,/т<шко зтюркиенты , является актуальна: садачеЛ. Цедесссбрззкум представляется также получение рс-кс«езд2цяй по поз'глпсни-о точности я чувствительности лршшкнов.

1?о.г;.р rr.go.T7/..лвллэтся зксперккектальнуэ исследования приемников зоздугню: деттапй, разработка на юс основе иатемзтических моделей, методик -расчета и алгоритмических моделей для синтеза ШД. Эта цоль .достигается решением следующих основных задач.

1. Рк'СЗор и экспериментальное обоснование расчетных схем ШД с

внутренней к наружюй профилированными поверхностями.

2. Разработка и исследование математической модели приемников с внутренней профилированной поверхностью.

3. Разработка к исследование математической «одели приемников с наружной профилированной поверхностью.

4. Разработка методик расчета, алгоритмических моделей и программ для синтеза ПВД.

Б. Получение конструкторских и технологических рекомендаций по повыаенк-о точности и чувствительности устройств.

Ме.грди Еыпсишения исог,едовзяий. Работа выполнена с использованием методов математической статистики, теории погрешностей к обработки результатов измерений. Достоверность разработанных научных положений и выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований опытных шкетов.

Научная новизна, диссертационной работы состоит в тс»', что:

- разработана КМ проточных ШД, учитиваэдзз яощ-отяве давления за свободкообтекаемш приемником;

- разработаны непроточных ШД;

- разработав« методики расчета коэффициентов давлений ШД с наружной и внутренней профилированными поверхностями и получена обобщенные алгорвшиеские модели для ил синтеза.

Праняичесная цотюсть работа состоит в том, что:

- разработанные МЛ, методики расчета, алгоритмические модели и их прогрешньк: реализации позволяют вести синтез проточных и непроточных ШД с заданными статическими характеристиками;

- получены рекомендации по швызгеий» точности и чувствительности ШД с наружной и внутренней профвдрованкынк поверхностных;.

Реалиг&ш сезг-аши работ. ^ссерташюакая Р£3зта клюя-не;:а ь рааи ноздеговорних НЯР, провойшак ^¿едрой "Игигрателъ-но-нлислитольике кешлекев" Удъаногского, политехнического щети-тута совместно с АООТ "УК5П" (И юс. регистрации 01830026757 « 01920006534) в рзжах всесоюзной исследовательской програгаи • "Полет". Результат!-: работы кепогьзуэтеп дла синтеза ПЗД к АООТ "УКБП" и внедрены в учебный процесс на кафедре "Изуерпгааво-Бачксля-телнше? комплекса" Ульяновского государственного технического укп-веренгега при подготовке студентов во слецивлъпгстц'19.03. •

-4лрайгпил /тчбош. Оснзвкце результата рабо-ш докдадывагисв к обсукдалисъ на пятой Российской научко-тсхннчэекой кои£оронцлп "Оптические, радиоволновые, тетиевне метода у, средства контроля

- о -

качества ыатерлэлов, изделий и окружающей среды" (г. Ульяновск, 1893), на третьей международной научно-практической конференции "Системный анализ, моделирование и управление сложными процесса«! и объекта«! на базе ЗЕМ" (г, Ташкент, 1393), на Российской научно- технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (г. Гурзуф, 199-4), на международной научно-технической конференции "Непрерывнологические и нейронные сети и модели" (г. Ульяновск, 1995), на 24, 25, 25, 27, 23 и 29 научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Ульяновского г.олптвятпескога института.

Оспся&е поколения, представляете на залщту.

1. ''атекатическая модель ГОЛ с внутренней зрофилирозанноЯ по-вергнжетьо па базе расчетной схема, учитывающей создание разрешения за СЕо5од!юсб'ге1сзе!Ж1 приемником.

2. Уэтекзгичесгае .модели ПВЛ с наружной профилированной поверхность» на базе- расчетной слеш, представляющей трубку тога,

' фсркирущукся ветфуг приемника, в виде расширяющегося конуса и на основе зкеперкмэнтатакнх исследований вариационного ряда приемников ■с нарудвой профилированной поверхностью,

3. Методики расчета и обобщенные алгоритмические подели для

. синтез.3. Ш с наружной и внутренней профилироваята.« поверхностями.

4. Рекомендации по поЕНпенив точности и чувствительности ПВД с пеназья разработанных обобщенных алгоритмических моделей для синтеза ШЛ.

■ Публитти. По теме диссертации опубликовано 17 работ, материалы диссертации возит в 2 научно-технических отчета.

Объем и струтаура работ. Диссертация состоит из введения, четырех глаз, заключения, списка литературы из 118 наименований и пестй приложений, содсрклт 14В страниц машинописного текста, 50 рисушзэз и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РМЮТЫ

Бо введении обоснована актуальность теш исследований, определены цель и задачи работы, приведены краткое содержание работы и 'основные положения, вьагасниые ка'завдту-

Б первой главе представлены: место ГОД в бортовом комплексе автоматического управления ЛА, требования к ним со стороны прибо-

- б -

ров и систем контроля высотко-скоростных параметров, обкая постановка задачи синтеза и ее решение известными методами.

На основании анализа состояния вопроса показано,-что для синтеза проточных ПЗД используется ММ, рассматривающая одномерный поток, а расчетная схема, положенная в основу модели, предполагает образование подпора на Еходе приемника, численно равного величине потерь полного давления на всем проточном тракте. В соответствии с данной моделью выражения для коэффициентов давления р = (Рх-Ро)^Оо и аэродинамического усиления Ку • (РПо ~ Ру)^0о ЩЦ имеют вид: т2 + Тс - Тх т2

р= —Т . о " о : о. Н)

'с

Гс + т2 тх2 (Гс + в2)

1 + Тк

Ку - --Г (2)

Тс + т* ,

где РХ)Ру- давления, отбираемые с поверхности 1ВД (с конфузора и из узкой части); Р0,РП0- статическое и полное давления набегаоцего потока; Оо- скоростной напор набегащего потока; п,шх- козффициен- . ты диафрагм приемника и сечения отбора давления, равные отношению-площадей узкой части и сечения отбора давления к площади входа; -Тх. Тк, Тс- коэффициенты гидравлических сопротивлений участка отбора давления, конфузора и всего БВД.

Показано, что формула (.1) может быть использована только для с\.кенгировочвого расчета сечения отбора давления при экспериментальном определении Тс = Тк ■+ Тд, Тд-где - коэффициент гидросопротивления диффузора. Величина Тс трубки Вентури, ка базе которой разрабатывается ШД, находится экспериментальным путем с .использованием формулы (2).' величиной Тк при этом, как правило, пренебре- . гаит, т.к. она ва порядок доныне единицу. . ..... " •..

Показано, что использование справочных ..данных по Тх, Тк. Тд приводит к значительным отклонениям расчетных данных, от гксперп-'. мента. Так расчетные значения Ку .оказывается ыевъве. экспервдеи-тальках примерно в два раза, при этом Га, если определить его величину при значении Тк взятом из справочника, долхйк иметь отрицательный знак, что говорит о том.-.что кзвастшз.кэдель ке учитывает -некоторых особенностей свободного обтекания ЩД. '

Рассмотрен синтез ПЗД , с яаруккой гфа&жрошюсй поверя-ностью. В качестве оскошшх оссбещзэстсй вроекмфошша. этих при-, еыншгав тпо отметить сдедутаэе: Ш 1Щ црапгкческа не разраЗога- • ко и их синтез ведется на основа' гзродщйа^сяазх зшгер^зигоз. ..

Синтез непроточного приемника, таким образом, предполагает: изготовление опытного макета, основные габаритные размеры которого приближенно оцениваются по заданной статической характеристике ПВД, экспериментальное определение статических давлений в нескольких, характерных, сечениях, построение эпюры распределения "статики'' по длине приемника, графическое, или численное, определение диаметров сечений отбора давлений, определение статзиеских характеристик ГОД при отборе давлений из этих сечений, сравнение экспериментальных характеристик с заданными и, в случае необходимости, уточнение диаметров отбора давлений.

Перечислены задачи, которые необходимо реаить для достижения цели работы.

Во второй главе произведен выбор расчетных схем ПВД с наружной -и внутренней-профилированными поверхностями и их экспериментальное обоснование. Все экспер;шенты для контрольных скоростей У0 5. ..70 м/с повторялись минимум по три раза с исключением груб.-к ошибок по Ъг-критерню (уровень значимости 0,9. ..0,95).

Для экспериментальных ксследовашт проточных приемников использовалось восемь трубок Вентури, геометрические параметры которых (угол конфузора с% 40 и 60°, угол диффузора «д 8 и 12°, !созф-фициент диафрагмы тя 0,2 и 0,4) выбирались из условий: соответствия бортовым ПВД (типа ПДС - В1) и необходимости использован:« экспериментальных данных для получения интерполяционных зависимостей коэффициентов Ш от геометрических параметров ГОД.

Экспериментальные исследования были направлены на определение:' потерь давления в трубке, тока, формирующейся внутри приемника, коэффициента давления на срезе ПВД Кс и коэффициента Ку.

В результате .исследований установлено, что:

-потери давления в пристеночной области, где и формируется отб;фаемое давление, соответствуют справочным данным по коэффици-, енгам гидросопротивлений участков ЩД;

■ -Кс, в отличии о? известной модели, не равен нулю и его величина практически не зависит от геометрических параметров ПВД;

-экспериментальные значения Ку примерно в два раза превосходят расчетные значения этих коэффициентов, рассчитанных по известной модели при использовании справочных значений Гк, Гд и Гх.

На основании результатов экспериментальных исследований и известных уравнений газовой динамики (постоянства расхода через трубку тока и Бернулли) разработана расчетная схема ГОД, учитываю-

щая, в отличие от известной модели, создание, зоны пониженного давления за приемником. В соответствии с данной моделью, разряжение на срезе ПВД учитывается искусственным увеличением энергии набегающего потока на величину Кпр0У0я/2 и умевьсеааем подпора на входе приемника на величину Kcp0V02/2, где Кп- коэффициент,. учитываищж! уменьшение давления за приемником, р0> ^'с- плотность и скорость набегающего потока. .

Тогда для сечения входа ПВД л найегавдего потока без ,учета сжимаемости уравнение сохранения энергии имеет вид:

Vi2 I Гс ч Voa Vo2 I V .

Po + Po- {l + — > ' KcPo—- - Po + Po- {1 + Kn> - ' (3)

2 m** ' 2 2 ^ > ,

где Vj - скорость потока на входе приенника. ,

Для узкого сечения ( горла) приемника кскно записать:

Vy2 ! 1 Vo2 l \

Ру + Po— (l + Ц - Po + Po—(l + Ц (4)

где Vy- скорость потока' в узкой части 11ВД- ;

>'з (3) и (4) с учегш постоянстБа расхода следует, что

Уо2 ¡-г -1 : 3 + Кп + Кс Г 14 Ру - Po + Po— { [1 + К„]--+ и£ , [1 + 1"к| ) (5)

а коэффициент аэродинамического усиления ШД определяете;! • i.i;pa.i;e-ниеы: ' ■. -

1 + КП + Кс ' г - 1 '

Ку = —----' [l + Тк] - к„ (6)

Kai; шеазалз результаты исследований, разработанная расчетная схема устраняет недостатки известной «одела. Ксзйлщпенти усиления, рассчитанные по формуле (5), при лспсхфгсзглш 'спрзвочтн данных по Тк, Тд и экспериментально сцекетон зз&щт 'Кк®.0,6, отличаются 'от акспер5г.:е1 гальнкх значений Ку ае более sei ка.0».

Эксшфгсгаятаяько получены гк5оргш зкз'гшй Ку к , Кс - по ■ так измерения в казщоЗ оштной точке с ксордгааякя!' («¡«i,гч', VotJ.

Для экспериментальных - г;ссдедозаный ШД с каруи-сй кре&лайо-ванной поверхностью испоагозадея. уккЕэрсагашй г.гакзг крпс'.'лпка с двумя козтурэаг 'корр-ггдкз стаггмссгазго • ös^oÄ^ii; за

счет иегюль зевания сизгшых эдеиеатоз' проводить, кгсд&кошжз- до 150-ть* различных приемников,' в г. ц. л гладких ЕЕД. .' '

Геометрические варахгт&ц кзкега Одокк. О» 17у ы, диаметр ' печального" щпшндрическзго участка 0,012 м; иаота i^assaro вроа-тейна 0,032 м) ограничиваюсь с одкоЗ сгорзза пхДлгхклс:,; г; размерам итаткьк бортов«* • ЕВД, с другой -' к;гипмзлько

расходом металла на изготовление элементов макета.

Экспериментальные исследования макета Сиги направлены на определение распределения давления . по профилированному участку и исследование трубки тока (спектра обтекания) приемника.

Исследовались приемникй со следуюзуяли параметрами профилиро-вачкого участка: координата сечений отбора давления 1=1Х/Ь 0,057, 0.107, 0,178, 0,250, 0,321, 0,393,0,443, 0,557, 0,607, 0,678, 0,750 , 0,821, 0,893, 0,943 при амплитудах гсфров (1=<3/0Г 0,600, 0,667, 0,750, 0,857, 1,000, где Ьх - удаление диаметра сечения отбора давления от начала профилированного участка длиной Ь, с),0г-диаметр цилиндрического участка ПВД (0,012 и) п пиковьгй (мзксн-маяъкыЯ) 'диаметр приемника.

Иссхвдозагоэ спектра обтекания производилось с помсщыз микронасадка полного давления перемещением его в плоскости исследуемого сечении перпендикулярной оси сзпиетрии макета. В результата исследований установлено, что: -имеется ряд сечений со стебяяыш нудезнч коэффициентом давления, что мхе? повысить точность восприятия Р0 при установке ПЗД яа фязедп.тз ЛА п зоне местного' нулевого коэффициента давления;

-практически для любого профилированного приемника можно подобрать, по крайней из ре, два сечения.в которых градиенты изменения давления сЦРх-Р0)/<1Уо 'приблизительно равны по модулю, но про' тивоцоло:-тнн" по зазку, что.та'ке можно использовать для умгяыпенкя девиации разности давлений (Рх-Ро>;

-.вокруг приемника формируется коническая трубка тока, увели-чмвавщаяся в диаметра по мере удаления от коска ПВД;

. -геометрические параметры зтей трубки зависят от Форш приемника я очень мало изменяются при вариации скорости набегающего потока з диапазоне 5 ... 70 м/с.

Элспера5еи!гально; пэдучеш • сцевдо значений коэффициентов гид-

■ росопротивлешй кокфугорно-'дй^узоряого участка трубки тока для

■ различных <1 и зависимости основных параметров этой трубки от амп-

' - -ЛИТУДН ГСуРОЗ. '.

' На оснойашп!' полученных' результатов разработана расчетная . схема ШД с:'кгруяиой профилированной поверхностью, з соответствии ■с которой вокруг приемшва формируется коническая труб!« тока, из. уенэние кинетической и потенциальной энергии газа в которой описывается уравнениями Бернулли и постоянства расхода, а давление а скорость нотиса в трубке . являются функциями одной координата -

удаления рассматриваемого сечения от входа ПВД.

В спя эй с тем, что для расчета р ПВД необходим точные значения коэффициентов гкдросоиротйВле;жй, которые для дачного случая в справочной литературе отсутствуют, целесообразно использование полученной ш лишь для приближенны.»:- васчетсв коэффициента давления. Однако данная мм может оказаться очень полезной для решения конструкторских вопросов, например, при выборе высоты крепежного кронштейна, которая должна обеспечивать требуемое расстояние ыезду наружной границей трубки тока и фюзеляжем ЛА при известных параметрах. пограничного слоя.

В третьей главе разработаны Ш ПВД с наружной и внутренней профилированными поверхностями.

МЛ проточных ПВД построена на базе разработанной расчетной схема. В соответствии с этой моделью р без учета сжимаемости определяется по виражеям»:

Рх - Ро 1 + Кп + Кс / 1 Г* ч ' р «--« ! + К ---/ - + - V (7)

Уо- ( Тс \ 1 &х2 Г^ 1

Ро —— { -* + 1 }

а с учете?,: сжимаемости, предполагая процесс течения адиабатическим, по формуле:

Ро к V- г т Ро1/К г Ку Ро

-------- 1 + К„ = { —- Рх + Т>;-->

Ро к-1 2 I [рх1/к Ро 1 2(1 + Г»:) Ц

\ Ро К У02 г т

.----- 4--1 + Кп

( Ро К-1 2 1

к

к-1

Г _ „ ЛУ Ро 'о Ро <о 1

. Р0 4 Тс -;--Кс-- '

Ро 1 2 (1 + Ук) " •>

К

- +

к-1

(8)

2/к

1 I • Ку ро V ро^о-

р0 + Тс ---^-

%2Рх2/к! 2 (1 4 Г,,)

где к - показатель адиабаты (для воздуха к * 1,4)!

Формула (8) дает зависимость отбедаашго даыкаша Рх от геометрических параметров ПВД, \'о к р0'в келвшл взде.

Вычислен!!© коэффициентов Ку,Кп,Кс с учетом г&ошгр;я5Сяаз{ г»&-

р 1/к

рдаетров исследованных трубок Вентури осуществляется по выражениям веда: Yj = Boj + Bij (0,lctK - 5) + Bgi (0,5ссд - 5) +■

+ Bi2x (0,1йк - 5) (0,5ссд - 5) + B3i CICa - 3)+- (0)

+ Bi3j (0,1«K * 5) (lüm - 3) + B23i (0,5aд - 5) (lOm - 3) + Bi23i (0,1«к - 5) (0,5«д - 5) CIOJT! - 3) , где Y i - соответствующей коэффициент модели;

Bjj- коэффициенты уравнения регрессии, определенные для каждой контрольной скорости по алгоритму Лейтса.

Все полученные Ш являются статистически достоверными и адекватны!«!. Необходимые выборки значений Кп для каждой контрольной скорости получены расчетным путем с использованием выборок значений Ку и Кс по формуле:

/ 1 + Кс + Тк + Т1С Кс % Гс + ш2

Кп = { Ку - —----5--— -—---— (10)

V Гс + тг ¡ 1 + Г,,. - Гс - .

Для статистической обработки экспериментальных данных производилось следующее,- проверка во G-критерив однородности дисперсий для экспериментальных точек («к» »«д1-mi,Voi), вычисление дисперсий воспроизводимости опытов для каждой контрольной скорости V0, нахождение дисперсий 'в определении коэффициентов В и уравнении (9) « определение их статистической значимости по t-критерию, проверка адекватности полученных Ш по критерию üisasepa.

Вычисление Гд=Р(<хд,т,Г.з), где lía-число Рейнольдса, производится по формуле аналогичной- (9), но с косф^зцкевтаьш B¡ и выражениями в скобках полученными при использовании справочных дапии гю кооффпцуе.чтач гидросопротивдешй конических диффузоров.

Расчет Гк* Г(с«,я), где п-относительное удлинение кояфузсра, осуществляется по уравнению:

T,t=Bo+ Fi0!an-Ai)+ В2(К2«!;-А2)<- B12(Km - Л1ХК2ДК - Л2), (И) где Ki,Ai-, Ko-ftnr;né:3TU ргссчэтаянш по справочный данным. Испо-ользогакие йсрггузу (И) возмодяо гкв при V0>5. ..S и/с (для узкого сечекня По > 105), т.к. при !Ъ< 105 i к зависит от скорости.

Получению рвечеяше соотношения (7), (8) пригодны для начох-дешгя р протсшгых ПВД при нулевой высоте полета (Н=0). Учет этого парэктра псг:а-а:1 в следу"?деи глгхе.

В сеоажетстЕШ с разработанной ш ПВД с наружной лрофилиро-?а»тсй поверхпосж-э, р вриеинква с двумя контурами коррекции дгс,-леякя Р0 определяется па есловашш линейкой интерполяции функции P*F(<!,L,V0), узлоЕИ-э точки которой получены экспериментально. До-

пустимые интервалы изменения переменных: d = 0.6...1, L 0,057... 0,9-13, V0=5.. .70 м/с. Подобие синтезируемого ПВД и наследованного макета достигается выдерживанием постоянства чисел Па для первых максимальных диаметров. Изменение Н в рассматриваемой модели учитывается вычислением для данной высоты полета кинематической вязкости воздуха v по формуле Сатерленда и соответствующей коррекцией числа P.e. Экспериментально обосновано, что Ш ШД с двумя контурами коррекции может использоваться для расчета р приемника с одним контуром (типа ШД - 18).

В чепхершой главе разработаны; методики расчета ПВД с наружной и внутренней профилированными поверхностями, обобщенные алгоритмические модели для синтеза ПВД и их программные реализации, рекомендации по повышению точности и чувствительности приемников. '

Методика расчета р проточных ПВД по заданному вектору входных параметров {Di,D>;,Dy,K.K,ciÄJ, где Bi.Dx.Dy- диаметры гхсда, сечеккл отбора давления Рх л узкой части, Vc, 1! вклгчает в саб;; указа'¡не последовательностей вычисления: коэффициентов УД (7), (0), 'кооФ}и~ циента Ta-F(H) и коэффициента давлений приемника. - .

Методика расчета р непроточного ПВД по заданному вектору входных параметров <Dr,d,L,L>:}, VQ и Н предусматривает:

- вычисление d и L приемника, v для задаллой еъсотп, значения -первого максимального диаметра Dr" (через геометрическое' подобие) н скорости потока V0M для исследозанкого макета -

Dr v*

V0M - -- - V0 . (12)

Dr • v-

где v - коэффициент кинематическом вязкости для нулевой высоты;

- определение интервалов изменения d, L и V0 (L~... Li_); (ö"".,.d+), (V0~...VD+), в которые допадсот соогвзтствувдиэ текуцце значения d, L и V0M;

- вычисление р приемника по алгоритм/ ■ линейкой интерполяция. .

Проверка разработанных Ш и методик расчета на соответствие

расчетных рра0 и экспериментальных' pSKC. данных показала, ::что отклонения йр=ррас-рэк;с практически- лежа? в пределах погрешности, обусловленной неточностями выдерживания геометрических параметров ШД при их изготовлении. На скоростях V0<25 м/с максимальное врз-вмзение Ар означенного шумового поля составляет 0,05, что,- в соответствии с требованиями по точности к бортовым ПЗД,-является-впол--не допустимым.

Разработанные обобщенные алгоритмические модели для синтеза

П8Д з режиме диалога с ПЭВМ базируются на эвристическом проектировании и имеют в своем составе по три основных компонента осуществляющих: - расчет р ЩЦ по заданным геометрическим параметрам, \'0 15 р0; нахождение всех возможных сочетаний геометрических параметров 1ЭД при которых его статическая характеристика находится в заданном допуске; подбор допусков на отклонение геометрических параметров приемника.

Приведены: программные реализации дачнач моделей, входные и выходные'данное синтеза, пример синтеза проточного 1Щ.

• Представлены, полученные на основе моделирования и анаямга уравнений точности, рекомендации по"повкгенпю точности и чувствительности 1ВД, которые можно сформулировать следующим образом.

Ироао-шыв ПВД: - для уменъЕения погрешности &р, Ензванной неточностью выдергивания геометрических параметров приемника, целесообразно задавать асимметричные допуска на Di.Dx.Dy и «д (0а+ДП1, 'О^+йО*, Пу+йОу. «д+й«д или Вх-ДО-х. Оу-ЙОу, «д-йс(д), стре-

мясь 'к обеспечен™ равенства |ЩС| = |/Шу1;

- с це.тьв укельшшя девиация р рекоиевдуетСя увеличение Сх;

- максимальный' Ку 1Щ, ииеяазвго размеры близкие к серийным прле.чгнпка.! (ЩС-Е1),' достигается при й1:=40...60°, ад=8°, т=0,2 к мске? (ад» увеличен за счет умекъпекга га и «д, но длина ПВД в этом случс-э супэстаешга возрастает, тек, например, увеличение Ку на 30% практически удваивав? длину приемника.

Яшра~суль--2 ЕЗД: - для 'сшкэния погреязюсти йр, вызванной не-точнссчьэ пзготозяенкя. йркшйкз, .целесообразен расчет по прявс-/,2П:ПГ'.! программам ¡хзай'Нч/гентоз гляяяиз геометрических параметров приемника ез р и пр:шят::э ропения г.о назначения допусков на эти ■пэра^егри;'.

-.умлгм.'гонлй девиавда г> или (Рх-Р0) достигается соответствуя-:г:м гг'орсп с.-дгсзкЗ отбора дазлкпш», когерме тагае могут бить най-

с ксдогскачпем приведенной' прографи.

И ярагсгашасг представлена результат экспериментальных ксс-.. по: >1::ц::епт1! IV.,, программ синтеза ПВД для ПЕС!.!, напи-сглгд:з па кгмк'з' ТигЬэ Паз!с, результату моделирования и акты вкед-ргн*::!.'

• .сагаг результаты работы

1. Разработана !".? ПГД с гнутрсклел профилированной поверх-тгеегг-о с у-югем создания разряжениз га сгсбодосяйяекаеиим приемником, ' ■ • /■"'.'-'

2. Полуиены Ш проточных и непроточных ШЦ на базе расчетной схемы, представляющей трубку тока, формирующуюся гокруг приемника, в виде расширяющегося конуса и на основе экспериментальных исследований вариационного ряда приемников с наружной профилированной поверхностью.

3. Разработаны методики расчета коэффициентов давлений проточных и непроточных ГОД, в соответствии с которыми давление, отбираемое с поверхности ПВД, является функцией его геометрических параметров, скорости набегающего потока и высоты полета.

4. Получены обобщенные алгоритмические модели для синтеза ПВД с наружной и внутренней профилированными поверхностями.

5. разработаны программа, реализующие полученные алгоритмические .модели.

6. Проведено моделирование ПВД, в результате которого:

- определено влияние геометрических параметров ПВД на их статические характеристики и выработаны рекомендации по уменьшению погрешностей приемников, ■ вызванных случайными отклонениями этих параметров от номинальных значений;

- получены рекомендации по повышению чувствительности (коэффициента аэродинамического усиления) свободкообтекаемого проточного ПВД;

- разработаны рекомендации по 'уменьшению девиации коэффициента давления проточных и непроточных приемников.

Результаты работы используются в АООТ "УКБП" при проектировании ПВД и на кафедре "Измерительно-вычислительные" комплексы" Ульяновского государственного технического - университета, в учебном процессе при подготовке студентов специальности 19.03. ■ ■

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях.

1. Ефимов. И.П. Приемник статического давления/ 25-я .научно-техническая конференция Ульяновского политехнического.института: Тез. докл., Ульяновск, 1991.'- 4,1, с.50.. '

2. Ефимов И.П. Исследование проточных пневмоусвлителей методом полного факторного эксперимента/ £6-я научно-техническая конференция Ульяновского политехнического института; Тез. докл.', Ульяновск, 1992. - с. 106-108. -'

3. Ефимов И.Л, Исследование свободнообтекаемых трубок Вентури. Ульяновский политехнический институт - Ульяновск, 1934.

Дел. В ВИНИТИ ДР 5174 - пр.07.94 - 20 с.

4. Ефимов И.П. К вопросу об учете сжимаемости при синтезе проточных приемников воздушных давлений. Ульяновский политехнический институт - Ульяновск, 1994.

Деп. в ВИНИТИ ДР 5175 - пр.07.94. - 11 с.

5. Ефимов И.П. Функциональное проектирование приемников воздушных давлений и его программное обеспечение/ 28-я научно-техническая конференция Ульяновского политехнического института: Тез.. докл.', Ульяновск, 1994. - с.24.

6.- Ефимов И.Е. Имитационное моделирование проточных преобразователей систем измерения аэрометрических параметров газовых потоков/ Труды международной научно-технической конференции "Непреривнологические и нейронные сети и модели", Ульяновск, 1995. - Т.З, с.51. .

?. Ефимов И.П. Математическая модель проточного пнеЕмоусилителя с учетом вязкости и сжимаемости воздуха/ 29-я научно-техническая конференция Ульяновского государственного технического университета: Тез. докл., 4.1. - Ульяновск, 1995. - с.51 -52.

8, Ефимов И.П., Коншсв P.A., Федоров Н.Г. К расчету многокамерных приемников воздушных давлений. Ульяновский политехнический институт - Ульяновск,1993. Дел. в ВИНИТИ

ДР 5128 - пр. 07.93. - 6 с.

9. Ефимов И.П., Конюхов Г.А., Федоров Н.Г. Математическая модель проточного, приемника воздушных давлений. Ульяновский политехнический институт - Ульяновск, 1993.

Деп. в ВИНИТИ ДР 5129 - пр. 07.03. б с.

10. Ефимов И.П., Низин В.А. К расчету проточных приемников воздушных давлении. Ульяновский политехнический институт - Ульяновск, 1Q94. Деп. В Е5ШТИ ДР 5173 - пр.07.94 - 14 с.

• 11- Бфямов- Hill., Мгога В.А. моделирование первичных преобразовз-

•. ?eseft дазлет'л сг.стен воздушных сигналов/ Труды международной научно- теянпческой конференции "Иепрерывнодогические и нейрон;.!:;? сети н модели",.Ульяновск, 1095. - Т.З, с.50.

12. Ефимов- Л.Л., Федоров' Н.Г. К расчету проточных термсанемомет-, роз/ 5-я Рссс:йская' научно- практическая конференция "Оптически», рэдкогазновыэ, тзплоекэ методы л средства контроля га-чесгаа натеряагоз, изделий и скрухагдей среди: Тез. докл.,

Ульяновск, 1993. - с.70.

13. Ефимов И.П., Федоров Н.Г. Математическая модель проточного приемника воздушных давлений с учетом концевого эффекта/ 27-я научно-технически конференция Ульяновского политехнического института: Тег. докл., Ульяновск, 1S93. - 4.2, с.52 - 54.

14. исследование систем восприятия первичных азрсмзтричесюк параметров в нестационарных потоках/ Исследование систем восприятия первичных аэрометрических параметров в нестационарных потоках. Отчет по НИР. Научи, рук. Н.Г. Федоров. Ксп. Е.В. Антонец, Г.А. Конюхов, Г.В. Беликов, К.П. Ефимов. -N12-35/83. ИГР 01880026757, Ульяновск УлХШ, 1990. - 88 с.

15. Исследование многокамерных приемников давлений систем воздушных сигналов вертолетов/ Исследование систем восприятия первичных азрометричесгах параметров в нестационарных потоках. Отчет по KIP. Научн. рук. Е.В. Антонец. Исп. Г.А. Конюхов,

- Н.Г. Федоров, И.П. Ефимов. - N12-31/91. НГР 01S200Q6594, Ульяновск, УлПИ, 1992. - 130 с.

16. Седоров Н.Г., Ефимов И.П. Устройство контроля аэрометрических параметров окружающей среды/ 5-я Российская научно-техническая конференция "Оптические, радиоволновые, тепловые методы и ' средства контроля качества материалов, изделий и окрулаэдой среды: Тез. докл. - Ульяновск, 1993. - с.69.

17. Федоров Н.Г., Ефимов И.П. Исследование-приемников воздушных давлений с компенсационными контурами/ 28-я научно-техническая конференция Ульяновского политехнического института: Тез. докл., - Ульяновск, 1994. - 4.1, с. 16 - 17.

18. Федоров Н.Г., Конюхов Г.А., Ефимов И.П.' Исследование - физико-математической модели приемников воздушных давдений/24-a научно-техническая конференция Ульяновского политехнического института: Тез., докл., Ч.3. - Ульяновск, 1989. - с.25-27.

19. Федоров Н.Г., Конюхов Г.А., Ефимов И.П. Инвариантный приемник воздушных давлений с внешни профилированным' .контуром/ 27-г: научно-техническая конференция Ульяновского политехнического института: Тез. докл., 4.2. - Ульяновск, 1993. - с.Еб-58.

Подписано в печать 01.11.95. Формат 60 х 84/16. Бумага оберточная. Почать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,90. Тираж 100 экз. Заказ g (1

Ульяновский государственный технический университет, 432027, Ульянове к. Сев. Венец, 32. Офсетная лаборатория УлГТУ., 432700, Ульяновск, ул. Энгельса, 3.'