Как сделать аэродинамическую трубу своими руками - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как сделать аэродинамическую трубу своими руками

Аэродинамическая труба своими руками: сделать легко и просто

Автор: Админ
Дата записи

Аэродинамической трубой называется установка, в которой проводятся эксперименты и изучаются явления по обтеканию тел потоком воздуха или газа. Сделать аэродинамическую трубу в домашних условиях своими руками – вполне реально.

Как сделать такую трубу в домашних условиях

На оси нужно укрепить коромысло таким образом, чтобы одно плечо получилось коротким, а другое длинным. Вращению оси на кронштейне ничего не должно мешать, ни трение, ни что-либо другое. Кронштейн нужно приварить или привинтить к щиту с размеченной шкалой, проградуированной в граммах.

На коромысле нужно жестко закрепить вертикальный стержень, на его нижний конец так же жестко прикрепляются различные предметы. Короткое плечо коромысла уравновешивается более тяжелым грузом, которое предназначается для того, чтобы установить коромысло в нулевое положение. Длинное плечо уравновешивается грузиком поменьше, который свободно передвигается по этой части коромысла. Чтобы создать воздушный поток, можно включить пылесос или вентилятор.

Для направления потока используется труба, размер диаметра которой должен немного превышать размер диаметра тела, испытуемого в данном эксперименте. Теперь нужно подвесить предмет, установить маленький грузик на отметке в ноль и начать передвигать большой грузик по короткому плечу, стремясь, чтобы стрелка достигла отметки напротив черты. Чтобы упростить процесс регулирования коромысла, не возбраняется большой грузик выполнить на резьбе.

После уравновешивания системы можно начинать подавать воздух. При этом коромысло начнет отклоняться вверх, и нужно с помощью маленького грузика вернуть его обратно к черте. Деление напротив грузика будет показывать величину, с которой сопротивляется данное тело. Естественно, у каждого предмета будет своя величина сопротивления.

Для чистоты эксперимента необходимо придерживаться следующих условий: поток воздуха должен воздействовать на предмет с постоянной силой. Расстояние между концом трубы и местом, где тело имеет наибольшее сечение так же должно быть неизменным. Ось тела и ось трубы так же должны совпадать.

Выбирая материал для коромысла, лучше отдать предпочтение дюралюминию, что касается материала остальных деталей, то это не имеет существенного значения.

Эффект в промышленности и строительстве

Эффект, который создает аэродинамическая труба, играет большую роль в самолетостроении, ракетостроении и других областях человеческой деятельности. Она помогает определить силы при движении подводных судов. Благодаря ей становится возможным отыскать оптимальную, устойчивую и управляемую форму ракет, самолетов, космических кораблей, поездов и автомобилей. Специальные трубы используются для исследования нагревания и теплозащиты ракет, самолетов и т.д.

Все опыты с аэродинамической трубой имеют в основе принцип обратимости движения, в котором передвижение тела относительно воздушной или водной среды можно заменить движением потока воздуха, набегающего на неподвижный предмет. Как уже было сказано выше, для этого эксперимента необходимо создать постоянный поток, а так же неизменную температуру и плотность. Главное – это соблюсти условия, при которых будет возможно перенести результаты, полученные для модели в лаборатории на натуральный объект.

Если условия выполнены верно, коэффициенты аэродинамики экспериментальной модели и полноразмерного объекта будут равны между собой, а это позволит произвести расчет силы, которая будет действовать на натуральный объект (например, космический корабль).

История имитатора свободного падения

Впервые аэродинамическая труба была создана К. Э. Циолковским в 1897 году. Конечно, это был всего лишь ее прототип, в котором поток воздуха создавался центробежным вентилятором. Первая труба, имеющая разомкнутую схему, была создана англичанином Т. Стантоном в 1903 году и нашим соотечественником Н.Е. Жуковским в 1906 году.

А уже в 1909 году появилась труба разомкнутой схемы, а так же модель, имеющая свободную струю в рабочей части. В дальнейшем, с развитием таких отраслей, как артиллерия, реактивная авиация и ракетная техника, появилась сверхзвуковая аэродинамическая труба. Скорость потока воздушной массы в ее рабочей части в несколько раз превысила скорость, с которой распространяется звуковая волна.

Классификация

  1. В первую очередь их классифицируют в соответствии с диапазоном скоростей потока. Т.е. А. т. может быть дозвуковой, сверхзвуковой, трансзвуковой и гиперзвуковой.
  2. Вторая классификация учитывает тип и размер рабочей части. Т.е. А. т. может быть открытой и закрытой.
  3. Третья классификация учитывает такую характеристику, как поджатие. Ее рассчитывают путем соотношения таких величин, как площадь поперечного сечения сопла трубы и форкамеры.

Помимо этой классификации выделяют три группы А.:

  1. Высокотемпературная. Она изучает влияние высоких температур и явлений, с ним связанных. Это диссоциация и ионизация газов.
  2. Высотная. Она исследует обтекание моделей разреженным газом, т.е. имитируется полет на большой высоте.
  3. Аэроакустическая. Она исследует влияние акустических полей на устойчивость конструкции, работу различных механизмов и др.

Для исследования характеристик частей корпуса судов используются дублированные модели, это позволяет исключить протекание на поверхности разделения сред. В качестве альтернативного варианта может быть использован специальный экран, имитирующий поверхность воды.

Как еще используется аэродинамическая установка

На сегодняшний день существует такой тренажер, который называется «Вертикальная аэродинамическая труба». Ее используют для подготовки начинающих парашютистов и в качестве безопасного и удобного аттракциона для любителей экстремальных видов спорта. Что касается технической подготовки, то данный процесс призван сознательно изменить поведение спортсмена, чтобы его действия соответствовали задачам его деятельности.

Доказано, что спортсмены (и не только парашютисты) благодаря применению тренажеров повышают эффективность тренировочного процесса в несколько раз.

Тренажером, в котором наиболее точно удалось сымитировать условия свободного падения, является спортивное сооружения для подготовки парашютистов – вертикальная аэродинамическая труба. В нашей стране существует несколько таких сооружения замкнутого типа, которые пригодны для тренировок
парашютистов самых разных уровней подготовки.

Бизнес на аэротрубе: полет нормальный?

Люди ещё до начала «самолётной» эры мечтали «летать как птицы». Сегодня это уже не столь актуально. У каждого есть возможность «победить гравитацию» в набирающем популярность аттракционе «аэродинамическая труба».

Долгие годы это устройство предназначалось для моделирования поведения самолетов в воздушных потоках, но в 1981 году инженер Джин Гермейн запатентовал вертикальную дозвуковую аэротрубу для подготовки парашютистов. Уже тогда было понятно, что этот аппарат можно использовать в коммерческих целях, но у него был существенный недостаток – запредельная цена.

К 2010 году благодаря новым технологиям удалось снизить стоимость аттракциона до уровня, при котором появился потребительский спрос. Как следствие, многие предприниматели заинтересовались новой нишей, тем более что производители оборудования убеждают, что развлекательная аэротруба – бизнес, который способен озолотить инвесторов. Но так ли хороша эта идея для бизнеса на самом деле?

Аэротруба: краткий обзор рынка

Из-за высокой стоимости «аэротрубы» предприниматели опасаются устанавливать аттракционы в небольших городках, отдавая предпочтение торгово-развлекательным центрам в региональных мегаполисах. Но и здесь редкие предприниматели могут похвастаться хорошим трафиком. На форумах можно найти посты, в которых юзеры пишут о своём разочаровании.

«Сейчас экстрим-развлечения хватает, – пишет «форумчанин» с ником asund#71. – Это сноуборд, скейтинг-ринг, кайтинг, роуп-джампинг, квесты…. Хотя клиентов, которые ищут острые ощущения, много, не думайте, что будет очередь».

На вопрос, «хотели ли вы посетить аэротрубу», сказали – “да” порядка 15 % молодых людей в возрасте от 18 до 30 лет. Он сообщили, что мечтают «победить гравитацию», даже если придется отдать 5 тысяч рублей за 10 минут полета. Применительно к России речь идет об аудитории потенциальных клиентов численностью 3.6 млн человек, готовых потратить на этот вид развлечения суммарно 1.5 млрд рублей в год.

В действительности доходы владельцев аэротруб куда скромнее. И дело не только в текущем экономическом кризисе. Низкий спрос свидетельствует о проблемах продвижения бизнеса в конкретных условиях. Иначе говоря, насколько бы замечательной идея ни была, реализовать её может быть проблематично.

«По бизнес плану аэродинамической трубы придётся потратить не один миллион рублей, – отмечает эксперт по малому бизнесу Игорь Малюгин. – Поэтому нужно все тщательно взвесить прежде, чем стартовать. Особо следует обдумать вариант «б» – на случай, если что-то пойдет не так. Например, удастся ли продать бизнес или хотя бы оборудование».

С чего начать бизнес на аэротрубе?

Бизнесмены, которые знают не понаслышке, что такое аттракцион аэротруба, придерживаются разных мнений по поводу того, где её стоит располагать. Кто-то считает, что нужно учитывать сезонный характер бизнеса, поэтому логично предпочесть открытую площадку. Ведь летом всегда хочется чего-то особенного, особенно на курортах. Не обязательно стремиться, чтобы труба для потенциальных клиентов находилась в пешей доступности. Мол, аэротруба – удовольствие дорогое, значит, «победа над гравитацией» будет планироваться заранее. Посетители аттракциона, если решатся купить дорогой билет, приедут на автомобиле.

Другие, напротив, настаивают на размещение аэротрубы в закрытом помещении в ТРЦ или фитнес-центрах, например, рядом со студией скалолазания или в фойе аквапарка.

«Аэротруба в помещении, на первый взгляд, интереснее, хотя бы потому, что будет эксплуатироваться круглый год, – считает Игорь Ромашкин, – С другой стороны, установку конструкции придется согласовать с архитектурой и со службой надзора за эксплуатацией зданий и сооружений. Все будет зависеть от веса аттракциона, энергопотребления, уровня вибрации и шума. Этот вопрос решаем, но нужно быть готовым к высокой арендной плате».

Таким образом, начинать бизнес на аэротрубе нужно с выбора места, и лучше запастись несколькими вариантами. Необходимо учитывать, что помимо 20-25 кв. метров площадки для самого аттракциона и кабины оператора, потребуется еще помещение для раздевалки. Это плюс 10 кв. метров минимум.

Читайте также:  Переработка макулатуры в домашних условиях

На выбор места для аттракциона может повлиять и модификация аэротрубы.

«Прежде чем разрабатывать бизнес план, придется учесть много взаимозависимых факторов: место установки, высоту и диаметр аэротрубы, характеристики её силовой установки, энергоснабжение (подключение к электросети или дизельное топливо) и многое другое, – советует эксперт Малюгин. – В частности, из-за шума жильцы близлежащих домов имеют право потребовать перенести аэротрубу в другое место».

Что касается модели, то здесь действует стандартное потребительское правило: хорошее дешево не стоит. Если есть деньги и уверенность в хорошем трафике, то можно остановиться на признанных во всем мире аэротрубах SkyVentu и Bodyflighret. Хотя воронежские аттракционы “Торнадо” почти не уступают лидерам, зато стоят значительно меньше. Если бюджет сильно ограничен, то выбор невелик – это аэротрубы из Беларуси по цене от 3.5 млн рублей.

Сколько стоит открыть аэротрубу?

После того, как предприниматель выбрал место и остановился на модели аэротрубы, ему нужно составить подробный бизнес план со сметой расходов. А затем строго следовать ему.

Приведем основные шаги бизнес-плана:

  1. Зарегистрироваться либо как индивидуальный предприниматель, либо как собственник общества с ограниченной ответственностью по виду деятельности 93.2 «Деятельность в области отдыха и развлечений».
  2. Найти подходящее помещение или место на открытой площадке и заключить арендный договор – как минимум, на год.
  3. Решить вопрос с охраной будущего аттракциона.
  4. Решить вопрос с энергоснабжением.
  5. Набрать персонал и провести обучение инструкторов.
  6. Приобрести аэротрубу и осуществить ее монтаж.
  7. Разработать маркетинговую политику, рекламное продвижение и мероприятия по презентации аэротрубы.

После этого уже можно открыть аттракцион.

Далее рассмотрим, на что бизнесмену нужно обратить особое внимание.

Персонал

Для нормальной работы аэротрубы потребуются хотя бы 3 человека:

  • директор аттракциона (ответственное лицо);
  • оператор (включает и выключает оборудование, проводит осмотр и мелкий ремонт);
  • инструктор (учит технике полета в аэротрубе, страхует от ошибок). Чтобы посетители остались довольными, а не жалели о бессмысленном и неприятном кувыркании в мощном потоке воздуха, рекомендуется нанимать в качестве инструктора опытного парашютиста.

Маркетинг и реклама

Без активной и систематической рекламы на хороший трафик рассчитывать не приходится. Помимо традиционной пиар-кампании, включающей в себя публикации в СМИ и ролики на местном телевидении, необходимо вести странички в социальных сетях, рассказывая об интересных моментах на аттракционе. Популярной, например, может быть акция «Заключи брак на небесах».

Риски несчастных случаев

Нужно понимать, что далеко не всем можно посещать симулятор эффекта невесомости или свободного падения. В частности, у детей или у пожилых людей могут возникнуть проблемы с дыханием. Такое случается крайне редко, тем не менее, к этому нужно быть готовым.

Сколько понадобиться денег

Для выполнения бизнес плана потребуются такие инвестиции:

Регистрация, открытие счета, привлечение инвесторов30 дней50 тыс. рублейРегистрация не требует особых усилий. Поиск инвестора может не увенчаться успехомПоиск, аренда и подготовка площадки50 дней, может идти параллельно с регистрациейот 100 тысяч до 500 тысяч рублейТрудоемкий и ответственный этапПриобретение и монтаж оборудованияот 20 дней до 70 дней в зависимости от моделиот 3.5 млн до 10 млн рублейПотребуется помощь юриста по составлению договора купли-продажи. Стоимость установки оговаривается отдельноНаём и обучение персонала, не менее 3 человек70 дней, правильно начать сразу же после регистрации40 тысяч рублейНесложный, но ответственный этапПрезентация и реклама60 дней после монтажа оборудованияОт 50 тысяч до 150 тысячМожет потребовать нестандартных решений

Таким образом, предварительные расчеты бизнес плана аэротрубы показывают, что размер первоначальных инвестиций начинается с 4 млн рублей.

«Открыть бизнес на аэротрубе не так уж просто. Как показывает практика, такие аттракционы покупают предприниматели с деньгами, для которых аэротруба является формой диверсификации бизнеса. В этом деле рассчитывать на банковский кредит не приходится, разве только если найдется надежный поручитель”, – комментирует бизнес план эксперт Малюгин.

Какой доход принесет аэротруба и возможные риски

Просчитать, какую конкретно принесет прибыль аэротруба, сложно. В некоторой степени это лотерея. Тем не менее, сегодня этот аттракцион имеет высокий уровень рентабельности, позволяющий даже при малом трафике держаться на плаву. А при наплыве посетителей – озолотиться за считанные месяцы.

При себестоимости 60-80 рублей за минуту полета в аэротрубе стоимость услуги достигает 350-500 рублей за минуту.

“Чтобы проект окупился нужно стремиться к среднему трафику 300 минут в день или 60 посетителей (по 5 минут), – рассказывает Игорь Ромашкин, – тогда срок окупаемости проекта «аэродинамическая труба» не превысит одного года. Увы, в реальности обычно этот срок раза в два больше”.

Заключение

Бизнес на аэротрубе имеет свои «подводные камни», его успех серьёзно зависит от трафика. Для этого бизнеса характерны высокие эксплуатационные затраты – на аренду, техобслуживание аттракциона и персонал. Очень много денег будет уходить на оплату энергии.

Впрочем, у этого предпринимательства есть и существенный плюс – уникальность. Никакие другие симуляторы острых ощущений не могут доставить тех же ощущений, что и аэротруба. За счет этого достигается 3-кратная рентабельность, обеспечивающая стабильность бизнеса даже в сложных условиях. Главное, не ошибиться с местоположением трубы и её моделью.

Домашняя Аэродинамическая труба

Тема раздела Общие вопросы в категории Модельные технологии; Доброго времени суток народ. Собрался и рискую построить Аэродинамическую трубу замкнутого типа для продувки разного рода элементов для модельных самолетов .

Опции темы

Домашняя Аэродинамическая труба

Собрался и рискую построить Аэродинамическую трубу замкнутого типа для продувки разного рода элементов для модельных самолетов и экспериментов вокруг срывных профилей итп с раб. камерой 50х50х50см.
Есть уже первые технические задумки.
Так как данная тема развивалась в неправильном месте и мешала основной( Будет ли летать данный профиль?), вопросы и предложения по такому роду разработок было рекомендовано вынести в данную главу.
Домашнюю трубу пока задумал оснастить силовой установкой которая состоит из следующих компонентов:
5шт бесколлекторных двигателей под 8S LiPo и для пропеллеров 9х10 Планируемая скорость продувки в такой комплектации надеюсь будет 180км/ч ( 50.8м/сек) Контроллеры двигателей будут управляться сервотестером в параллель.
Питание двигателей будет обеспечиваться обычными акку. батареями от автомобиля 12в/60А х 2 шт. в последовательном соединении т.е. на входе ESC -ов будет >24 вольта.
Планирую что двигатели в нагруженном состоянии будут развивать 12000об/мин (можно и выше , но должны понять в начале много вещей до развития таких скоростей так как как я понимаю информацию из форума нет таких труб домашнего изготовления из за многих причин. Думаю вместе с Вами мы сумеем пройти все подводные камни данного , думаю интересного проекта для авиамоделистов, да и не только для них а так же в такую трубу можно установить целый RC автомобиль и продуть его корпус для понимания разных проблем и задач.
Путем дискуссия в соседней теме вроде нашли из чего изготовить рамки спрямляющие поток.Предложено было их сделать из пластиковых “соломинок”
По потихонечку буду вкладывать сюда свои результаты и вопросы.

Если можете помочь с чертежами замкнутых, мини аэродинамических труб буду признателен.
Предварительно могу сказать что намерен трубу изготовить из пенопласта посредтсвом использования незаменимого инструмента для пены – 2Д ЧПУ пенореза, который у меня есть в наличии, сам построил для резки модельных самолетов и их элементов, от крыльев разных топологий и профилей до всех остальных элементов RC ЛА.

Предполагаемый дымогенератор для трубы – http://musicalka.com.ua/martin-magnu. 997743c46a9788
Он работает на воде и если не ошибаюсь к ней смешивают глуколь. Есть идеи как такое повторить?

Концептуальные эскизы для размышлений и предложений:

Последний раз редактировалось Стрела RoSa; 30.01.2011 в 21:49 .

Было бы хорошо, если бы моторы вращались в разные стороны, по схеме “влево-вправо-влево. “. Моторы будут использоваться с более высоким КПД. И ещё:На мотор, который крутит последним, можно винт с большим шагом садить. Поток будет и так четырьмя предидущими моторами сильно разогнан.

Здравствуйте, Роберт. Я в вышеупомянутой теме про профили написал, что довольно много проводил исследований в аэродинамических трубах. Вначале это было в стенах ХАИ. Моя, вначале курсовая, а впоследствии и дипломная работа целиком была выполнена по результатам продувок моделей. Затем я работал в одном НИИ, откуда несколько раз ездил на продувки в ЦАГИ и ВВА им. Жуковского в Москву. Вкратце могу рассказать, что собой представляля труба в ХАИ. По форме она была такая, которую вы показали из книжки. Небольшое отличие: поток не сразу поворачивал на 180 градусов, а был небольшой участок прямого пути, а потом поворот. Труба по сечению квадратная, но вблизи рабочей части переходила в восмигранник, а потом-в круг. Как мне объяснили преподаватели, в круглом сечении проще обеспечить равномерность скоростей по всей площади. Перед рабочей частью поток очень значительно сжимался конфузором (чуть ли не в 2 раза, как на рисунке). Это не излишество, а необходимость, опять же для устранения пульсаций. Диаметр рабочей части был кажется 600 мм или меньше (точно не помню, может 500 мм). Внутри конфузора стояла спрямляющая решётка из 4-х мм фанеры с квадратной ячейкой примерно 50×50 мм. Решётка находилась в самом начале сужения. Толщина рещётки где-то тоже 50-60 мм. Внутри каналов на поворотах стояли поворотные лопатки, на расстоянии друг от друга порядка 100 мм. Хорда лопатки тоже где-то в районе 90-100 мм, высота-по всему сечению. Двигатель, помнится, был очень приличного размера, мощность не знаю, но диаметр вентилятора чуть меньше 1 метра. Рабочая часть открытого типа. После рабочей части стоял диффузор со скруглённым входом. Вся труба сделана из фанеры со шпангоутами и стрингерами. Сооружение довольно внушительное по размерам, несмотря на довольно скромную рабочую часть. Протяжённость прямого участка точно не скажу, но визуально не намного меньше, чем ширина школьного спортзала. Труба снабжалась ПВД для измерения скорости невозмущённого потока, имела весы для измерения сил. Весы были ручного типа с рычагами и грузиками по типу, как весы в больницах. Имелся также жидкостный манометр с трубками и водой для измерения коэффициента давления на поверхности модели через капиллярные трубки.
Ещё хочу сказать, что одним из разделов моей дипломной работы был как раз аэродинамический расчёт трубы. Честно сказать, мне сам преподаватель принёс чей-то расчёт и я его списал. Просто в дипломе нужны были некоторые разделы, необходимые для защиты. А основной уклон у меня был на продувки и изготовление экспериментальной установки, которые я полностью делал сам. Это и сама установка, и датчики давлений и разработка методики экспериментов. Тема была закрытая, поэтому не буду рассказывать о чём она.
Теперь о моих рекомендациях. Можете почитать и сделать по-своему. Я не настаиваю на своём мнении.
По-моему, канал нежелательно разворачивать сразу на 180 градусов. На внутренней поверхности поворота возникнет “пузырь”, который наделает потом много неприятностей по каналу. Гораздо легче повернуть на 90 градусов, но обязательно с помощью лопаток. Так как лопатки будут иметь профиль значительной кривизны, их надо считать. Канал в сечении лучше сделать квадратный или прямоугольный. Там проще будет поставить одинаковые поворотные лопатки и профили канала между лопатками будут одинаковые. Спрямляющая решётка не может быть из круглых трубок. Причина очень проста: если круглые трубки собрать в пучок, то между ними образуются каналы, как 4-х угольные звёздочки. Для потока такой канал крайне неприятен из-за застойных зон в углах. Гораздо проще, если каналы квадратные или, ещё лучше-8-ми угольные. Восмиугольники без проблем заполнят любое сечение. Решётка должна быть некоторой толщины, но не в виде сетки. Протяжённая решётка устранит боковые пульсации потока и спрямит его при входе в конфузор.
Теперь про дым. В замкнутой трубе дымом долго воспользоваться затруднительно. Постепенно труба задымляется по всему пути и в рабочей части появится облако из дыма вместо тонких струй. Облако не позволит видеть самые интересные участки, всё смешается. Вообще, по моему опыту, с дымом далеко не всегда можно понять процесс. Довольно трудно понять, что происходит с потоком: то ли он срывается, то ли завихряется, то ли просто смешивается с другим потоком? Гораздо больше даёт картина давлений. Там можно видеть и обтекаемость, и срыв, и пузырь. Нужен жидкостный манометр и датчики на модели. Всё это легко сделать самому. С уважением.

ОК нас чет “влево в право на 4 двигунах, но не понял идею с большим шагом и понятие “На мотор, который крутит последним” вы о чем? все двигатели будут включаться на тот же PWM блок управления оборотами т.е. все поступающие импульсы управления 5 контроллерами будут синхронизированы.

Читайте также:  Как сделать вентилятор улитку своими руками

Поясните пожалуйста понятней , что вы имели ввиду?

Юный техник – для умелых рук 1975-10, страница 8

Дымовая аэродинамическая труба, описание которой дастся в этом номере, поможет желающим глубоко изучить основные законы аэродинамики. Эксперименты, поставленные в такой трубе, позволят по-новому подойти к технике моделирования.

Дымовую аэродинамическую трубу пытливые могут дополнительно оборудовать аэродинамическими весами и приборами, что позволит им видеть не только качественную картину обтекания, но и оценить этот процесс количественно. А для этого советуем начать изучение аэродинамики с таких вопросов, как:

— основные характеристики среды полета модели — воздуха;

— главные законы аэродинамики;

— аэродинамические характеристики летательных аппаратов;

— постановка эксперимента в аэродинамике и т. д.

Основательно изученные теоретически и проверенные экспериментально закономерности аэродинамики позволяют конструкторам летающих моделей еще до постройки модели определить ее летные характеристики и качество полета. Таким образом, основой грамотного расчета модели будет не только опыт и случайность хорошего выступления на соревнованиях, а прежде, всего научный расчет аэродинамических характеристик модели и подтверждение расчетов экспериментальными данными.

В дымовой аэродинамической трубе можно поставить не один десяток экспериментов, которые помогут лучше изучить законы аэродинамики. К примеру, можно:

— наблюдать обтекание потоком частей модели [подкосов, обтекателей, надстроек, кабины, пилонов) с разными геометрическими обводами. Оценить аэродинамические силы шара, цилиндра, конуса, овала, пластины по величине зоны возмущения за моделью и сравнить их между собой;

— проследить за картиной обтекания частей модели с разной шероховатостью;

— увидеть, как влияет на обтекание расположение крыла относительно фюзеляжа, взаимозависимость горизонтального и вертикального оперения, обтекание различных профилей крыла и стабилизатора, как работает механизированное крыло;

— понять различные виды и способы управления пограничным слоем потока и т. д.

Все это даст представление о физической картине полета летательных аппаратов, и, в частности, моделей, в воздушной среде.

Инженер А. ВИКТОРЧИК

АЭРОДИНАМИ Ч ЕС К А ДЫМОВАЯ ТРУБА

Опыт, эксперимент в авиации имеет чрезвычайно важное значение. Без исследований в аэродинамических трубах невозможно ни спроектировать, ни построить современный самолет, вертолет или какой-либо другой летательный аппарат. Такие проблемы, как проблемы подъемной силы, аэродинамических нагрузок, действующих на летательный аппарат, решают опытным путем.

Обычно аэродинамические исследования проводятся ие на самих объектах, а на моделях этих объектов в искусственно созданном потоке газа. Экспериментальная установка, которая создает поток воздуха или газа для изучения явлений, возникающих при обтеканнн тел”, называется аэродинамической трубой.

Продувая, как говорят специалисты, в аэродинамической трубе модели самолетов, вертолетов, ракет и космических кораблей, конструкторы определяют силы, действующие при полете этих летательных аппаратов, исследуют их устойчивость и управляемость. Эксперименты в •трубе позволяют установить

оптимальные формы летательных аппаратов.

Но порой в аэродинамических исследованиях требуется получить общую картину явления, то есть его качественную характеристику. А это облегчает понимание физической сущности исследуемого явления. Применяя различные способы, делающие поток видимым, можно сфотографировать аэродинамические спектры. По таким спектрам конструкторы летательных аппаратов сразу видят дефекты обтекания всего аппарата и его отдельных частей и могут внести исправления в конструкцию.

Для получения аэродинамических спектров пользуются различными способами. В частности, используют дымовые струйки (дымовой спектр). Такие струйки выпускают в воздушный поток или перед обтекаемым телом, или из отверстия на поверхности самого тела. В этом случае спектры называются дымовыми. Примеры дымовых спектров показаны на рисунке 1. Здесь видно, как происходит обтекание воздухом плоской пластинки, поставлен

ной поперек воздушного потока, и профиля крыла под малым и большим углом по отношению к набегающему потоку. Плавное струйное течение воздуха за пластинкой нарушается и переходит в беспорядочное вихревое. Дымовая пелена видна на некотором расстоянии от пластинки.

Обтекание воздушным потоком профиля крыла под небольшим углом к потоку (этот угол называют углом атаки) плавное. Это соответствует сплошной линии на графике «подъемная сила — угол атаки». При обтекании профиля под большим углом атаки картина значительно меняется. Поток воздуха отрывается в передней части профиля н завихряется за ним. Подъемная сила резко уменьшается (пунктир на линии графика). Нормальный полет при этом невозможен, так как самолет становится неуправляемым.

Наиболее совершенные дымовые спектры получают в специальных аэродинамических дымовых трубах.

Небольшую дымовую трубу вы можете построить сами и наблюдать картины обтекания различных тел, а также частей своих авиамоделей.

Начнем с того, как устроена и как работает аэродинамическая дымовая труба. Она состоит из следующих основных частей: корпуса, коллектора, дымогенератора, веитнляторной установки, гребенки для получения дымовых струек, систем управления моделью, дымовыми струйками н вентилятором.

Корпус ее деревянный, в сечении имеет форму прямоугольника со сторонами 40 50X400 -J- 500 мм. Его можно сделать либо из 8 -:- Ю-миллиметровон фанеры, либо из тонких дощечек. Передняя стенка корпуса прозрачная — нз стекла или плексигласа, задняя — до успокоительной камеры 6 откидная. Для получения хорошей видимости дымовых струек она окрашивается в черный цвет. В центре задней стенки укрепляется на подшипнике штырь управления моделью (см. сеч. Б—Б).

Успокоительная камера 6 отделяется от рабочей части трубы фанерной перегородкой 5. В ней просверливаются отверстия 0 30 мм. К задней стенке камеры крепится кожух центробежного вентилятора 1.

Конструкция самого вентилятора показана на нижнем рисунке. Он изготовляется из любого листового материала толщиной 0,5-^0,8 мм и приводится во вращение электродвигателем типа УАД-72 мощностью 50—60 Вт с максимальным числом оборотов 3000 об/мин. Электродвигатель крепится на основании аэродинамической трубы сзади корпуса. Скорость потока воздуха в трубе регулируется за счет изменения скорости вращения электродвигателя. Поэтому вам придется предусмотреть агрегат для регулировки числа оборотов двигателя. Это может быть реостат типа РСП. Максимальная скорость воздушного потока в трубе получается 8-:-10 м/с.

Читайте также:  Как заточить победитовое сверло в домашних условиях

К левой боковой стороне корпуса трубы плотно, без щелей, крепится коллектор 3, выполненный в виде усеченной пирамиды. Вход коллектора надо затянуть мелкоячеечной сеткой.

Гребенка 8 для получения дымовых струек имеет форму каплевидной трубы (см. общий вид, сеч. А—А), к которой прикрепляются тонкие трубочки с внут-

Аэродинамическая труба закрытого типа

Всем добрый вечер, решил поделиться кое-чем необычным)

Началось все с того что учусь на факультете “Авиастроение” третий курс уже. кошмар как время летит. Веду авиамодельный кружек, точнее обучаем официально людей квадрокоптерам, основам аэродинамики, правилам полета и даем сертификаты.

У нас давно валялся старый прибор “аэродинамические весы” или “аэродинамическая модель”
Декан предложил нам его восстановить, и заставить его работать.

К сожалению фоток до восстановления не осталось. Там стояла очень жесткая пружинка, все очень сильно люфтило, не было смазки и несколько латунных трубочек пришлось заменить.
Это тоже не законченный вариант, дальнейшие изменения будут в конце.

Вообщем начали проектировать и думать над конструкцией
Много было разных идей, но столкнулись с проблемой стоимости необходимых нам комплектующих, либо такого просто не было в магазинах, либо цена была заоблачная.
Как видно на рисунке, собирались для закольцовки использовать гофру, но найти диаметром 20-25 мм оказалось проблематично. Ну а обычные пластиковые трубы стоят слишком дорого.

Вообщем пока не стали ничего планировать и решили попробовать само сопло сделать

Изначально слепили из того что было:


Знаю что очень не аккуратно и все криво но это помогло сделать много выводов
1) от винта до трубы слишком большое расстояние и завихрения на концах лопастей сильно зафихряют поток, да так что воздух дует тупо обратно.
2) слишком резкое сужение сопла, и много лишних детелей на поверхности которые так же завихряли потоки
3) две лопасти категорично мало

Использовавполученный опыт, поехали в магазин за подходящими материалами

Как основа идеально подошло ведро, оно имеет правильную и гладкую форму, что идеально нам подошло.
Сделали сдвоенный винт и подогнали с минимальным зазаором как у импеллера.
и с помощью скрученной бумаги удлиннили сопло уменьшив чучуть его диаметр


Далее провели испытания и эта конструкция превзошла все ожидания, дуло очень сильно и почти не было завихрений. Максимум это то что поток был закрученный. Но идеальный ламинарный поток тяжело получить, так что все супер, продолжаем.

Опять начали думать что делать с закольцовкой, ведь, нужно что бы воздух куда то уходил, что бы в помещении в котором будет запускаться эта установка не было сквозняка) И решили что зачем париться с трубой, можно ведь использовать квадратный профиль.
Потому что воздух из сопла идет сразу на модель, а как пойдет остальной поток уже было все равно, главное его не пускать за пределы установки.

Ну и поехали! Собрали такой вот ящик:




Знаю что много что не аккуратно сделано, но главное что работает, легкая и прочная конструкция.
Это у нас как тестовый образец, что бы понять все ньансы. В дальнейшем по нашим наработкам завод “Роствертол” сделает нам более проффесиональную версию аэродинамической трубы.

Т.к. пенопласт легко царапается и продавливается его надо обшить, наши девченки купили пенофол и начали обшивать.
Мы в это время доделали рабочую модель, сдели подсветку и улучшили электронику

Что бы наша модель нормально работала, пришлось вырезать в пенопласте место под нее, что бы она стала нижу и укоротилии латунную трубочку, потому что при подьеме, профиль крула просто уходил за пределы потока воздуха. Далее поставили легкую резинку и уравновесили весы. Работать стало почти идеально, ход очень плавный и сбалансированный.

Вообще эта модель, как я ее называю, называется аэродинамические весы:/

Вот что получилось в итоге:
Мотор – NTM Prop Drive 28-30S 800KV / 300W
регулятор скорости – Turnigy Multistar 30 A Sbec
Винт 10*4 GWS сдвоенный и немного подрезаны концы
Аккумулятор трехбаночный
ну и обычный сервотестер

Скорость потока получилась порядка 15 м/с, что считаю вполне не плохо
Диаметр у лопастей 260мм
Диаметр сопла 176мм
длинна – 1240мм
ширина – 620мм
высота 340мм




Верхняя крышка открывается и есть удобный доступ к соплу с силовой установки и моделе. Сопло полностью вынимается все держиться без клея, но сила трения делает сове дело. В случае чего можно очень легко разобрать и заменить любую деталь. Вообщем обслуживаемость получилась на высоком уровне.

Вообщем как то так это работает:

Наглядно видно как работает срыв потока.
В дальнейшем планируем сделать парогенератор, что бы было видно как воздух огибает модель

Выслушаю все предложения и замечания! Будем стараться избавиться от всех ошибок)

Вознаграждение автору

РейтингВознаграждение за каждый плюсНачислено
1 – 701,00 ₽46,00 ₽
71 – 923,00 ₽
93 – 1135,00 ₽
114 – 14110,00 ₽
142 – ∞20,00 ₽
Итого:46,00 ₽

Вуз ДГТУ, факультет “Авиастроения” достаточно молодой, раньше просто было целевое направление на завод “Роствертол”. Людей обучали узкой специальности(чисто три вертолета) с которой они шли только на этот завод. А вот буквально год назад, когда я уже был на втором курсе, открыли второе направление “Ремонт и эксплуатация воздушных судов”. Теперь мы не узко направленные специалисты, а нас обучают полному курсу аэродинамики и подобным дисциплинам.
Ну и соответсвенно, т.к. факультет во первых не большой, еще и молодой, нет должного оборудования.
Нам кпару лет назад, роствертол предоставил несолько старых аэродинамических установок, еще времен СССР.
Ну и вот для одной из них была идея попробовать соорудить аэродинамическую трубу. Опыта большого нет, и использовал данные которые узнал из интернета. Да и было интересно что получиться используя чисто свою картинку в голове. Расчетов было не много, они особенно и не нужны. Расчитал на сколько нужно уменьшить сопло что бы получить необходимую скорость потока. По расчетам должно было получиться 20м/с, но в связи с тем что поток вихревой, + еще некоторые факторы, получилось 15 м/с, что все равно очень даже не плохо.
Ах да самое главное. Три года назад, когда начались события на донбасе, я приехал в Ростов. До этого жил в луганске и не однократно учавствовал в соревнованиях по авиамоделированию(F1g и F3A). Ну последний класс я полностью не освоил, т.к. не смог облетать только построенный самолет. Так вот, поступил на это факультет, но оказалось что мало людей кто в подобном разбирается, и с помощью нашего декана, я начал развивать авиамодельный кружок. В связи с нехваткой времни выходить на поле, мы медленно и не уверенно развивали F3P, оказалось что кроме меня и декана это никому не надо, все хотят получать Шоу, но не хотят прикладывать усилия. Разбили два самолета и на том пока и завершилось. Сейчас пытаемся развить направление на обучение людей БПЛА. Уже есть программа, преподаватели которые будут читать теорию, и моя команда, обычаем строить и управлять. Пока только 4 человека получили сертификаты. И вот пытаемся развиваться дальше. Во всем спонсирует нас университет, что радует, хоть и ждем по пол года. Ну собственно все про лирику.

Трубу начали строить еще для того что бы закрыть несколько экзаменов, Ну собственно процесс я описал в статье. Сечас нам надо сделать расчеты исходя ее характеристик, построить эпюру подьемной сили и графики различные, сделать чертеж и указать размеры камеры в которую можно устанавливать разные приборы.
Да знаю что не выпрямив поток, току от парогенератора не будет, но мы это сделаем, но уже после нового года, доведем ее до ума учитывая все недостатки.

Очень интересно сделать трубу с всасывающим потоком, но для этого нужна идеальная поверхность трубы и нужны еще выпрямляющие поток лопатки, в дручную изготовлять их сложно и долго. По этому сделаем заказ Роствертолу уже имея наши парметры и характеристики.

В рабую камеру еще планируется установить несколько приборов, но они еще в тяжелом состоянии, пока нет времени их восстанавливать. ну так еще не меряли, но примерно 30х30х30. Но реальный обдуваемый контур, выходит гараздно меньше, диаметр сопла всего 170мм, так что аэродинамический профиль можно установить не более 15 см в ширину.

ВЫ совсем не отобьете охоту дальше творить) Наоборот я написал эту статью что бы более опытные люди сказали как реально все должно быть и что стоит изменить. Конечно качество фото и написание статьи желает лучшего, очень мало данных, но буду стремиться повысить уровень и знаний и оформления проектов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector