3 / 18
Существуют различные классификации [5, 6] газодинамических
установок для экспериментальных исследований в диапазоне от транс-
звуковых до гиперзвуковых скоростей. Поскольку научные разработки
в этой области включают в себя фундаментальные исследования аэро-
динамических характеристик ГЛА (в том числе, работа силовой уста-
новки гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя
(ГПВРД), то следует уделять особое внимание проблемам точности из-
мерений в быстропротекающих аэродинамических экспериментах [6].
В данной работе для экспериментальных исследований применялась
гиперзвуковая ударная аэродинамическая труба (ГУАТ) ИПМех РАН
[7–10], которая работает по принципу аэродинамической ударной тру-
бы [5] и позволяет выполнять исследования сверхзвукового и гипер-
звукового обтекания моделей летательных аппаратов и их отдельных
конструктивных элементов [1].
Рассмотрению особенностей взаимодействия гиперзвуковых кон-
фигураций в каналах различной геометрии предшествует анализ экс-
периментальных данных по структуре ударно-волнового течения в
ударной трубе. Показано, что многократный проход ударных волн по
ударной трубе позволяет реализовать в ресивере ГУАТ несколько ква-
зистационарных гиперзвуковых режимов обтекания исследуемых мо-
делей.
Конфигурация ударно-волнового взаимодействия на исследуемых
моделях воспроизведена в численных экспериментах с использовани-
ем авторского компьютерного кода.
Описание экспериментальной установки ГУАТ ИПМех РАН.
Гиперзвуковая ударная аэродинамическая труба была сконструирова-
на для экспериментальных исследований структуры аэродинамиче-
ского поля течения около геометрических моделей при сверхзвуко-
вых и гиперзвуковых скоростях [7–10]. Установка имеет общую длину
14,5. . . 22 м, которая варьируется в зависимости от желаемых харак-
теристик потока. Она состоит из трех–пяти секций. Камера высокого
давления (КВД) сделана из коррозионно-стойкой стали, имеет длину
1,97 м и круглое поперечное сечение с внутренним диаметром 8 см.
Секция работает с газами комнатной температуры при давлениях до
200 бар. Камера низкого давления (КНД) имеет длину 7,35 м и такой
же внутренний диаметр. Материал КНД — коррозионно-стойкая сталь,
секция отделяется от КВД посредством мембранного блока. Эти сек-
ции могут быть удлинены на 7,5 м дополнительными секциями.
В конце КНД установлен сопловой блок, на входе в который уста-
новлена алюминиевая диафрагма. Эта диафрагма разрывается с при-
бытием первичной ударной волны, что позволяет потоку расширяться
через сопло в секцию ресивера. Испытываемые модели устанавлива-
ются в ресивере и могут быть расположены на выходе из сопла или
на некотором расстоянии от него.
6 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 1