Ученые ЦАГИ предложили новый метод измерения для аэродинамического эксперимента

От точности данных, полученных экспериментальной аэродинамикой, зависит проектирование конкурентоспособного, высокоэффективного летательного аппарата. Ученые Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») непрерывно совершенствуют методику проведения испытаний – примером служит создание нового метода измерения нестационарных нагрузок в аэродинамической трубе.

При проведении аэродинамических испытаний необходимо определять широкий спектр характеристик модели летательного аппарата, в том числе нестационарных нагрузок – быстро изменяющихся в процессе исследования сил и моментов, действующих на модель. Для измерения таких нагрузок исследователи применяют тензометрические весы – упругую систему, что существенно усложняет решаемую задачу, так как нестационарные нагрузки измеряются с помощью динамической системы.

Для решения этой проблемы ученые использовали математическую модель, которая представляет чувствительные компоненты весов в качестве пружин с демпфированием. Специалисты предложили и запатентовали оригинальный метод решения задачи измерений как для инерциальной, так и неинерциальной систем координат. Он применим во всем диапазоне рабочих частот тензометрических весов, включая и собственную, и позволяет определять нестационарную нагрузку в любой момент времени.

«Мы верифицировали математическую модель результатами экспериментальных исследований. Метод успешно апробирован в опыте с приложением силы, по форме напоминающей ступеньку, и продемонстрировал высокую точность. Так, погрешность измерения нестационарной продольной силы с помощью шестикомпонентных весов не превышает 1%», – подчеркнул начальник лаборатории отделения аэродинамики самолетов ФАУ «ЦАГИ» Антон Горбушин.

В дальнейшем ученые планируют переходить к отладке метода в реальном аэродинамическом эксперименте.

Актуальность разработки обусловлена высокой востребованностью ее применения при проведении различных экспериментов в аэродинамических трубах: например, измерений при непрерывном изменении углов атаки или скольжения, испытаний в ударных и импульсных установках, колебании несущих поверхностей, моделировании порыва ветра или раскрытия парашюта.