УПРАВЛЕНИЕ КАУПЕРОМ ГИПЕРЗВУКОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск Статья в формате PDF 261 KB 1. Structure of data acquisition system of experimental researches in the hypersonic wind tunnel / V.M. Gilyov, V.V. Garkusha, V.I. Zvegintsev, A.N. Shiplyuk, S.I. Shpak, V.V. Yakovlev. // 16th International conference on the methods of aerophysical research (ICMAR’2012) (Kazan–Novosibirsk, Russia, 20–26 aug., 2012): Abstracts. Pt. 1. – Kazan, 2012. – P. 110–111. 2. Аппаратно-программный комплекс для создания систем автоматизации / В.М. Гилев, В.В. Гаркуша, А.С. Мишнев, Д.О. Шевченко, В.В. Яковлев. // Датчики и системы. – 2012. – № 4. – С. 6–9. 3. Автоматизированная система управления гиперзвуковой аэродинамической трубой адиабатического сжатия / В.М. Гилев, С.П. Суpoдин, С.Р. Шакиров, Д.О. Шевченко, С.И. Шпак // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2012. – № 11. – С. 38–40.
В данной работе представлено описание системы управления каупером создаваемой в ИТПМ СО РАН гиперзвуковой аэродинамической трубы адиабатического сжатия. Рассмотрены функции, выполняемые каупером, его структура, методика проведения измерений температуры, основные технические хаpaктеристики. Дано описание и представлены возможности системы управления каупером.
В Институте теоретической и прикладной механики (ИТПМ) им. С.А. Христиановича СО РАН для проведения научных исследований в области сверх- и гиперзвуковой аэродинамики в настоящее время создается новая экспериментальная установка кратковременного действия – гиперзвуковая аэродинамическая труба адиабатического сжатия АТ-304 [1]. Данная установка позволяет моделировать обтекание перспективных летательных аппаратов, в том числе использующих ГПВРД, вплоть до космических скоростей полета при натурных значениях числа Рейнольдса Re.
Создание воздушного потока в представляемой аэродинамической трубе осуществляется за счет источника рабочего газа, который обеспечивает адиабатическое сжатие газа в форкамере до давления 3000 атм. с температурой до 2500 К в объеме около 4 дм3. В момент пуска при истечении рабочего газа из форкамеры через сопло в рабочую часть аэродинамической трубы происходит его ускорение до сверх/гиперзвуковых скоростей. Всё это сопровождается его резким охлаждением. При этом может происходить конденсация влаги из воздуха или даже появление изморози на стенках аэродинамической трубы или поверхности исследуемой модели. В результате этого происходит искажение результатов проводимых измерений. Зачастую в таких случаях вообще может быть исключена возможность получения достоверных научных результатов.
Во избежание подобных ситуаций при гиперзвуковых скоростях обтекания перед поступлением рабочего газа в форкамеру аэродинамической трубы производят его нагревание. Для этой цели в аэродинамической трубе АТ-304 газ проходит через специальное устройство – омический подогреватель (каупер).
Каупер аэродинамической трубы. Каупер аэродинамической трубы представляет собой полый цилиндрический объем, через который проходит рабочий газ (воздух) перед тем, как поступить в адиабатический подогреватель газа. Корпус, через который проходит рабочий газ, выполнен в виде трубы из нержавеющей стали. Внутренний объем корпуса заполнен плоскими вкладышами с отверстиями, равномерно распределенными по площади вкладыша. Вкладыши сделаны их нихромового сплава ХН78Т и установлены последовательно друг за другом с небольшим зазором так, чтобы была возможность для прохождения газового потока через объем, заполненный вкладышами.
По наружной поверхности корпуса каупера выполнена спиральная трехзаходная канавка. В каждом из заходов укладываются фазовые магистрали нагревателя, выполненные из нихромовой проволоки диаметром 2 мм в изоляции, набранной из керамических втулок с наружным диаметром 8 мм.
Электрическая цепь нагревательного элемента – трехфазная, изолированная от корпуса. Спираль через электрический контактор подключается к силовой электрической сети 380 В. На стенках каупера в разных точках установлены четыре термопары («хромель-капель»), с помощью которых производится измерение температуры газа, проходящего через каупер. При этом используется среднее значение температуры, вычисленное по результатам измерений температуры с помощью данных термопар.
С помощью системы регулирования температура газа в каупере поддерживается на постоянном уровне. Система регулирования построена таким образом, что при спаде температуры ниже определенного уровня по комaнде компьютера контактор вновь включается и питающее силовое напряжение подается на электрическую спираль каупера. Таким способом производится непрерывное автоматическое поддержание температуры газа в каупере аэродинамической трубы.
Тепло от нихромовой проволоки передается через стенки керамических втулок на стенку корпуса, а от стенки корпуса – через стенки теплоотдающих вкладышей – к газовому потоку, проходящему через отверстия во вкладышах. Таким образом, реализуется схема нагрева косвенного типа.
Основными нагруженными элементами каупера являются нагревательные элементы (нихромовая проволока, разогреваемая до температуры 600–800 °С и керамические втулки), корпус, теплоотдающие вкладыши, фланцы корпуса, теплоизоляция и все соединения деталей и узлов, работающих под воздействием высоких температур до 600 °С и рабочего давления адиабатического подогревателя аэродинамической трубы до 20 МПа.
Управление каупером. Управление каупером аэродинамической трубы осуществляется с использованием аппаратно-программного комплекса АПК-2010, который разработан в КТИ ВТ совместно с ИТПМ СО РАН и предназначен для управления источником рабочего газа аэродинамической трубы [2]. Комплекс АПК-2010 построен на основе магистрально-модульного принципа, предложенного коллективом разработчиков [3]. В состав АПК-2010 входят измерительные модули – аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а также модули дискретных сигналов, которые позволяют по комaнде программы, выполняющейся в компьютере, включить/выключить подачу напряжения на спираль каупера аэродинамической трубы.
Измерение температуры рабочего газа. Измерение температуры рабочего газа осуществляется с помощью встроенных термопар. Напряжение на выходе каждой термопары измеряется с использованием соответствующего канала аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Показания АЦП, фиксирующие температуру рабочего газа, отображаются на мониторе АРМ оператора аэродинамической трубы в числовом, а также в графическом виде. Таким образом, на экране монитора можно визуально наблюдать весь процесс нагревания рабочего газа во времени.
Текущие значения температуры в точках установки термопар каупера заносятся в базу данных эксперимента. Это позволяет анализировать результаты работы аэродинамической трубы после завершения эксперимента и использовать эти данные в процессе обработки результатов проводимых исследований [3].
Основные технические хаpaктеристики каупера. Ниже приведены основные технические хаpaктеристики каупера:
– напряжение переменного тока U = 380 В;
– подводимая мощность P = 26 кВт;
– температура нагрева корпуса T = 600 °С;
– максимальное давление в корпусе P = 25 МПа;
– рабочая среда – воздух, азот, углекислый газ или другие нетоксичные и негорючие газы.
Такой широкий набор используемых газов позволяет значительно расширить возможности моделирования течений в представляемой аэродинамической трубе.
Заключение
К настоящему времени работы по созданию системы управления каупером аэродинамической трубы завершены. Тестовые испытания показали её работоспособность и достаточно высокую эффективность. Ведутся работы по отладке системы и привязке её к реальным условиям эксперимента. Выполнение данного проекта осуществлялось при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 11-07-00483-а и 12-07-00548-а).
Статья в формате PDF
257 KB...
12 04 2026 17:47:14
Сердце – один из самых загадочных органов. Вскрытие грудной полости и рассечение перикарда нарушает целостность сердечной системы, и способность его работать даже в этих условиях приводит к недооценке перикардиальной полости, как важной функциональной пятой камеры сердца. Представленная схема фаз деятельности пятикамерного сердца будет способствовать развитию теории и пpaктики оздоровления человека, спортивной тренировки и лечения болезней сердца.
...
11 04 2026 23:26:58
Статья в формате PDF
143 KB...
10 04 2026 9:23:21
Статья в формате PDF
264 KB...
09 04 2026 0:10:24
Статья в формате PDF
263 KB...
08 04 2026 12:13:39
Статья в формате PDF
93 KB...
07 04 2026 16:28:22
Статья в формате PDF
122 KB...
06 04 2026 7:49:53
Статья в формате PDF
202 KB...
05 04 2026 12:28:42
Статья в формате PDF
127 KB...
04 04 2026 14:10:26
Статья в формате PDF
311 KB...
03 04 2026 5:40:42
В статье изложены результаты исследования психофизиологии зрительного восприятия детей 5,5–6,5-летнего возраста с общим нарушением речи III степени. При изучении структуры зрительных вызванных потенциалов у детей с нарушением речи было показано значительное повышение латентных периодов ранних компонентов. Предположительно, у детей с общим нарушением речи происходит только грубая интегративная оценка зрительного стимула: с сетчатки стимулы передаются через магноцеллюлярную систему, а парвоцеллюлярная система остается функционально незрелой.
...
02 04 2026 13:15:45
Статья в формате PDF
153 KB...
01 04 2026 15:23:14
Статья в формате PDF
252 KB...
31 03 2026 14:15:14
Статья в формате PDF
113 KB...
30 03 2026 9:56:25
Статья в формате PDF
128 KB...
29 03 2026 4:34:55
Статья в формате PDF
101 KB...
28 03 2026 13:33:44
Статья в формате PDF
505 KB...
27 03 2026 3:56:54
Статья в формате PDF
118 KB...
26 03 2026 13:36:53
Бесплодие в бpaке – это не только физическое, это еще всегда психологическое и социальное нeблагополучие. В последние годы интерес к проблеме психологических факторов при бесплодии возрос. Влияние психологического состояния, обусловленного бесплодием, на результат лечения признается пpaктически всеми исследователями. Реакция на бесплодие независимо от того женское оно или мужское, сильнее выражено у женщин. Возраст и длительность бpaка не влияют на остроту стресса. Наиболее сильное чувство депрессии у женщин выражено на 2-3 год после выявления бесплодия, а после 3-4 лет начинается адаптация к бесплодию. Отмечено, что женщинам с идиопатическим бесплодием присущ больший оптимизм, в отличие от пациенток, бесплодие которых было обусловлено заболеванием, требующим хирургического лечения. В последние годы разработаны различные методики психологической коррекции и лечения психических расстройств при бесплодии.
...
24 03 2026 12:48:44
Статья в формате PDF 114 KB...
23 03 2026 3:44:34
Статья в формате PDF
104 KB...
22 03 2026 21:40:47
Статья в формате PDF
127 KB...
21 03 2026 20:49:27
Статья в формате PDF
118 KB...
20 03 2026 14:13:33
Статья в формате PDF
109 KB...
19 03 2026 5:49:43
Статья в формате PDF
317 KB...
17 03 2026 17:34:42
Статья в формате PDF
113 KB...
16 03 2026 7:38:34
Статья в формате PDF
149 KB...
15 03 2026 21:32:19
Статья в формате PDF
244 KB...
14 03 2026 7:21:55
Статья в формате PDF
107 KB...
13 03 2026 4:31:57
Статья в формате PDF
114 KB...
12 03 2026 2:24:30
Статья в формате PDF
204 KB...
11 03 2026 21:42:32
Целью настоящего исследования явилось определение с применением новых современных методов биоинформационного анализа места и роли гелиогеомагнитной активности в комплексном биотропном воздействии на организм человека особых экологических факторов высоких широт. Изучалась сезонная динамика рецидивирования хронических заболеваний внутренних органов (стенокардия, гипертоническая болезнь, хронический бронхит, ревматизм) у жителей г. Сургута за пятилетний период. Параллельно отмечалась среднемecячная динамика геомагнитной активности. Проведенный корреляционный анализ в рамках второй, стохастической (вероятностной) парадигмы показал, что суммарная среднемecячная и сезонная динамика геомагнитных колебаний, выявленная при многолетнем наблюдении на территории Югры, играет существенную роль в течении хронических неинфекционных болезней. Однако в рамках второй парадигмы не представляется возможным определить значимость геомагнитной активности в комплексном биотропном влиянии экстремальных экологических факторов. Разрешение данной проблемы возможно только с позиции третьей, синергетической парадигмы. Применение метода идентификации параметров квазиаттpaкторов в фазовом прострaнcтве состояний позволяет в рамках синергетической парадигмы выявить значимость геомагнитных возмущений в комплексном биотропном воздействии на организм человека нeблагоприятных экологических факторов высоких широт.
...
10 03 2026 21:29:55
Статья в формате PDF
267 KB...
09 03 2026 5:36:37
Статья в формате PDF
162 KB...
08 03 2026 22:20:59
Статья в формате PDF
152 KB...
07 03 2026 11:17:21
Статья в формате PDF
253 KB...
06 03 2026 18:34:21
Статья в формате PDF
144 KB...
05 03 2026 13:11:36
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
