В ЦАГИ разработали термоанемометр постоянного напряжения

Трубный аэродинамический эксперимент включает множество сложнейших процессов, за каждый из которых отвечают отдельные датчики и системы сбора и обработки информации. Пульсации скорости, температуры и напряжения трения воздушного потока во время эксперимента измеряет термоанемометр. Совершенствуя методы получения информации, ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») разработали и изготовили прибор, работающий по принципу постоянного напряжения.

Разработка термоанемометра постоянного напряжения (ТПН) ведется в институте с целью импортозамещения зарубежного оборудования и обеспечения ЦАГИ необходимым количеством каналов данного измерительного устройства. Работа была начата в 2018 году. 

Датчиком для измерений данных воздушного потока у ТПН служит проволока из вольфрама толщиной от 5 до 10 мкм и длинной до 1.3 мм, нагреваемая электрическим током. Остывая в потоке, она меняет свое сопротивление, что отражается на выходном электрическом сигнале прибора. Сопоставление скорости потока (или другого параметра) и определённого уровня показаний прибора, полученных во время процедуры калибровки, позволяет в дальнейшем по ним судить о турбулентных возмущениях течения.

Помимо проволочного датчика также используется плёночный, который крепится к модели, а в лётном эксперименте — к поверхности летательного аппарата. Такой тип сенсора позволяет измерять пульсации напряжения трения в пограничном слое, регистрировать ламинарно-турбулентный переход и отрыв течения.

«Изготовленный в ЦАГИ макет ТПН оснащён системой цифрового управления. Прибор прошел ряд испытаний в дозвуковом (от 0 до 50 м/с) и сверхзвуковом потоке (М = 2). Эксперимент подтвердил, что термоанемометр работает корректно», — рассказывает инженер отделения измерительной техники и метрологии Антон Епихин. 

В настоящее время сотрудники института занимаются исследованием возможностей прибора в эксперименте и совершенствованием его схемотехники.

Термоанемометр постоянного напряжения обладает рядом преимуществ по сравнению с другими типами прибора: термоанемометрами постоянного тока и постоянного сопротивления. Предполагается, что эта разработка учёных ЦАГИ позволяет проводить исследования в трансзвуковом потоке и лётном эксперименте с большей степенью безопасности для датчика и качеством передаваемого сигнала.