[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2638087C1 - Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas - Google Patents

Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas Download PDF

Info

Publication number
RU2638087C1
RU2638087C1 RU2016123274A RU2016123274A RU2638087C1 RU 2638087 C1 RU2638087 C1 RU 2638087C1 RU 2016123274 A RU2016123274 A RU 2016123274A RU 2016123274 A RU2016123274 A RU 2016123274A RU 2638087 C1 RU2638087 C1 RU 2638087C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
diaphragm
pressure
prechamber
cavity
Prior art date
Application number
RU2016123274A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Ярославцев
Валентин Витальевич Шумский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН)
Priority to RU2016123274A priority Critical patent/RU2638087C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2638087C1 publication Critical patent/RU2638087C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02Wind tunnels

Landscapes

  • Actuator (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: aerodynamic pipe contains an equalization chamber with electrodes, separated from the gas-dynamic channel of the pipe by a diaphragm, and two-stage piston, forming a differential pressure multiplier, the above-piston space of which is connected to the source of the driver gas, a quick-action valve for the start of the stabilization system, contacting the equalization chamber cavity through the piston of the differential pressure multiplier, which contains a device of forced opening of the diaphragm, located at the outlet of the equalization chamber. The piston of the quick-action valve is made in the form of a glass, the open part of which faces the cavity with the locking pressure and the closed blind part of which locks the hole for the driver gas feed to the above-piston space of the pressure multiplier, while the high-pressure channel, connecting the piston with the rod to the equalization chamber cavity, is filled with a fluid and closed with the piston on the side of the equalization chamber, and the device for forced opening of the diaphragm is additionally equipped with an external electric circuit of the diaphragm opening control and contains the pneumatic mechanical lock, associated with the equalization chamber, that gives permission to open the diaphragm only when the pressure in the equalization chamber increases in heat supply.
EFFECT: increased reliability and safety in the operation of short-term impulse aerodynamic pipes.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для предотвращения аварийных ситуаций в высокоэнтальпийных установках кратковременного действия, оснащенных системой стабилизации параметров потока, как с электродуговым, так и с комбинированным подогревом рабочего газа (дуга + химическая энергия).The invention relates to the field of experimental aerodynamics and can be used to prevent accidents in high-enthalpy installations of short duration equipped with a stabilization system for flow parameters, both with electric arc and with combined heating of the working gas (arc + chemical energy).

Для получения рабочего газа с предельно высокими параметрами торможения потока (Р0 до 2000 бар, Т0 до 4000 К) используют различные аэродинамические установки кратковременного действия. К ним относятся импульсные аэродинамические трубы [1, 2, 3], где нагрев газа в форкамере осуществляется электрической дугой при постоянной плотности, а также аэродинамические трубы кратковременного действия [4, 5] с электродуговым разрядом.To obtain a working gas with extremely high flow braking parameters (P 0 up to 2000 bar, T 0 up to 4000 K), various aerodynamic installations of short duration are used. These include pulsed wind tunnels [1, 2, 3], where the gas in the prechamber is heated by an electric arc at a constant density, as well as short-lived wind tunnels [4, 5] with an electric arc discharge.

Все перечисленные установки характеризуются высоким уровнем технической сложности, эксплуатационной опасности в связи с возможными сбоями в управлении технологическими процессами, поскольку после запуска установки участие человека в дальнейших операциях исключается. В качестве примеров можно рассмотреть некоторые недостатки, характерные для таких труб.All of these installations are characterized by a high level of technical complexity, operational danger due to possible malfunctions in the control of technological processes, since after the installation is launched, human participation in further operations is excluded. As examples, we can consider some of the disadvantages characteristic of such pipes.

Для импульсных труб [1-3], а также для аэродинамических труб с электродуговым подогревом кратковременного действия [4, 5] отсутствие электродугового разряда из-за технического сбоя при запуске установки приведет к запуску дифференциального мультипликатора и росту давления в форкамере из-за перемещения мультипликатора, разрыву диафрагмы и соответственно к самопроизвольному пробою между электродами на этапе истечения рабочего газа через критическое сечение. В результате форкамера с мультипликатором давления выйдут из строя.For impulse pipes [1-3], as well as for wind tunnels with electric arc heating of short duration [4, 5], the absence of an electric arc discharge due to a technical malfunction at the start of the installation will trigger the differential multiplier and increase the pressure in the prechamber due to the movement of the multiplier , rupture of the diaphragm and, accordingly, to spontaneous breakdown between the electrodes at the stage of expiration of the working gas through the critical section. As a result, a prechamber with a pressure multiplier will fail.

Возможны другие аварийные режимы трубы, связанные с преждевременным вскрытием диафрагмы. Например, после зарядки конденсаторной батареи при нажатии кнопки " пуск " разряд конденсаторной батареи по каким то техническим причинам не происходит, но проходит сигнал на подрыв управляемой диафрагмы. Диафрагма вскрывается, давление в форкамере падает до вакуума и при этом происходит самопроизвольный разряд батареи. Такой вариант аварийной ситуации надолго выводит аэродинамическую трубу из строя вплоть до изготовления новых узлов: поршня, форкамеры и др.There may be other emergency pipe conditions associated with premature opening of the diaphragm. For example, after charging the capacitor bank when you press the start button, the discharge of the capacitor bank for some technical reason does not occur, but the signal passes to undermine the controlled diaphragm. The diaphragm is opened, the pressure in the prechamber drops to vacuum and a spontaneous discharge of the battery occurs. This emergency option permanently incapacitates the wind tunnel up to the manufacture of new components: pistons, prechambers, etc.

Наиболее близким из известных решений к заявленному техническому решению является импульсная аэродинамическая труба [3]. Установка содержит разрядную камеру (форкамеру) с коаксиальными электродами, которая отделена от остального газодинамического тракта трубы диафрагмой с управляемым вскрытием. Малая ступень поршня мультипликатора содержит канал высокого давления, который заканчивается поршнем со штоком, предназначенным для открытия быстродействующего клапана (БК). При открытии БК толкающий газ подается из ресивера в надпоршневое пространство большой ступени поршня мультипликатора давления. Система управления работой БК содержит электромагнитный клапан для сброса из полости давления газа, запирающего поршень БК, манометр и вентиль подачи газа в полость для запирания поршнем отверстия входа газа в надпоршневое пространство большой ступени поршня мультипликатора давления.The closest known solution to the claimed technical solution is a pulsed wind tunnel [3]. The installation comprises a discharge chamber (prechamber) with coaxial electrodes, which is separated from the rest of the gas-dynamic path of the pipe by a diaphragm with a controlled opening. The small stage of the multiplier piston contains a high-pressure channel, which ends with a piston with a rod designed to open a high-speed valve (BC). When the BC is opened, pushing gas is supplied from the receiver to the over-piston space of the large stage of the piston of the pressure multiplier. The control system of the BK operation includes an electromagnetic valve for dumping gas from the cavity, which locks the BK piston, a manometer and a gas supply valve to the cavity for locking by the piston the gas inlet opening in the above-piston space of the large stage of the pressure multiplier piston.

Перед запуском трубы в полости БК устанавливается минимальное давление, необходимое для запирания поршнем БК отверстия для подачи толкающего газа в надпоршневое пространство мультипликатора давления. Величина минимального давления может быть различной и связана с начальным давлением газа в форкамере трубы и давлением толкающего газа. При запуске установки давление в форкамере резко повышается, давление в форкамере через канал высокого давления передается на поршень со штоком, который под воздействием избыточной силы смещает поршень БК, приоткрывая тем самым доступ толкающего газа в полость перед большой ступенью поршня. Давление в полости перед большим поршнем резко увеличивается и окончательно открывает отверстие путем смещения поршня БК в крайнее положение до упора. При этом происходит значительный рост запирающего давления в относительно малой по размерам полости Г между поршнем БК и задней стенкой клапана, который может привести к нарушению режима работы БК (возвратно-поступательный режим движения поршня). Для обеспечения штатного режима работы БК эта полость через пневмотрассу связана с электромагнитным клапаном, который открывается в момент запуска трубы и сбрасывает избыточное давление в атмосферу.Before starting the pipe, the minimum pressure is set in the cavity of the pressure regulator, which is necessary for the piston to close the hole for supplying pushing gas to the over-piston space of the pressure multiplier. The value of the minimum pressure can be different and is associated with the initial gas pressure in the tube chamber and the pressure of the pushing gas. At the start of the installation, the pressure in the prechamber sharply rises, the pressure in the prechamber through the high pressure channel is transmitted to the piston with a rod, which, under the influence of excessive force, displaces the piston BC, thereby opening up the access of pushing gas into the cavity in front of the large piston stage. The pressure in the cavity in front of the large piston increases sharply and finally opens the hole by displacing the piston BK to the extreme position to the stop. In this case, a significant increase in the locking pressure occurs in the relatively small cavity G between the piston of the piston cylinder and the rear wall of the valve, which can lead to a violation of the operating mode of the cylinder (reciprocating piston movement mode). To ensure the normal operating mode of the BC, this cavity is connected through an air duct to an electromagnetic valve, which opens at the moment the pipe is launched and relieves excess pressure into the atmosphere.

При использовании комбинированного подогрева рабочего газа (дуга + химическая энергия) суть управляемой диафрагмы заключается в возможности задержки вскрытия с тем, чтобы реакция в форкамере прошла полностью. Это время находится в интервале от одной до нескольких десятков миллисекунд. По истечении указанного времени подается сигнал на вскрытие диафрагмы.When using the combined heating of the working gas (arc + chemical energy), the essence of the controlled diaphragm is the possibility of delaying the opening so that the reaction in the prechamber passes completely. This time is in the range from one to several tens of milliseconds. After the specified time, a signal is opened to open the diaphragm.

Недостатками указанных технических решений с электродуговым или электродуговым + химическим подогревом является то, что в данной схеме импульсной аэродинамической трубы не предусмотрены меры, обеспечивающие безопасность ее работы, поскольку включение электромагнитного клапана для сброса давления из полости Г в момент запуска трубы во всех ситуациях при отсутствии дугового разряда приведет к аварии. При прохождении малой ступени поршня мультипликатора мимо электродов (электрического разряда при запуске трубы не было) произойдет электродуговой разряд между положительным электродом и поршнем и форкамера с другими системами выйдет из строя.The disadvantages of these technical solutions with electric arc or electric arc + chemical heating is that in this circuit of a pulsed wind tunnel there are no measures to ensure the safety of its operation, since the inclusion of an electromagnetic valve to relieve pressure from the cavity G at the time of starting the pipe in all situations in the absence of an arc discharge will cause an accident. When a small step of the multiplier piston passes by the electrodes (there was no electric discharge when the pipe was started), an electric arc discharge will occur between the positive electrode and the piston and the prechamber with other systems will fail.

Подобная аварийная ситуация может произойти при отсутствии разряда конденсаторной батареи и вскрытии по сигналу управляемой диафрагмы. Давление в форкамере упадет до вакуума, произойдет разряд батареи в вакууме со всеми неприятными последствиями.A similar emergency situation can occur in the absence of discharge of the capacitor bank and opening according to the signal of the controlled diaphragm. The pressure in the prechamber will drop to vacuum, the battery will discharge in vacuum with all the unpleasant consequences.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности и безопасности при эксплуатации импульсных аэродинамических труб кратковременного действия с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа, расширение экспериментальных возможностей аэродинамической трубы кратковременного действия путем увеличения диапазона реализуемых параметров торможения потока за счет использования различных источников нагрева рабочего газа и стабилизации параметров потока в течение рабочего режима.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability and safety during operation of pulsed short-lived wind tunnels with electric arc or combined heating of the working gas, to expand the experimental capabilities of the short-lived wind tunnel by increasing the range of realizable flow braking parameters by using various sources of heating of the working gas and stabilization of flow parameters during operating mode.

Использование изобретения позволит обеспечить надежность и безаварийность работы критических систем импульсной аэродинамической трубы на любых режимах теплоподвода в форкамере, предотвратить возможные аварийные ситуации, увеличить производительность аэродинамической трубы.The use of the invention will ensure reliability and trouble-free operation of critical systems of a pulsed wind tunnel at any heat supply modes in the prechamber, prevent possible emergency situations, increase the performance of the wind tunnel.

Поставленная задача достигается тем, что импульсная аэродинамическая труба с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа содержит форкамеру с электродами, отделенную от газодинамического тракта трубы диафрагмой, и двуступенчатый поршень, образующий дифференциальный мультипликатор давления, надпоршневое пространство которого соединено с источником толкающего газа, быстродействующий клапан запуска системы стабилизации, контактирующий через поршень дифференциального мультипликатора давления с полостью форкамеры, которая содержит устройство принудительного вскрытия диафрагмы, размещенной на выходе из форкамеры, при этом быстродействующий клапан связан с пневмотрассой вентилем с манометром и электромагнитным клапаном, а поршень дифференциального мультипликатора давления содержит систему обратной связи, выполненную в виде канала высокого давления, один конец корпуса которого неподвижно закреплен на торце малой ступени поршня, а второй связан с поршнем со штоком, который взаимодействует с поршнем быстродействующего клапана, а устройство принудительного вскрытия диафрагмы содержит корпус с поршнями, при этом поршень, обращенный к диафрагме, оснащен ножом и приводится в движение вторым поршнем, на который воздействует подрывное устройство с пиропатроном, конденсатором и зарядным устройством. Согласно изобретению поршень быстродействующего клапана выполнен полым в виде стакана, открытая часть которого обращена к полости с запирающим давлением, а закрытая (глухая) часть запирает отверстие подачи толкающего газа в надпоршневое пространство мультипликатора давления, при этом канал высокого давления, связывающий поршень со штоком с полостью форкамеры, заполнен жидкостью и закрыт со стороны форкамеры поршнем, а устройство принудительного вскрытия диафрагмы дополнительно снабжено внешней электрической схемой управления вскрытием диафрагмы и содержит пневмомеханическую блокировку, связанную с форкамерой, которая дает разрешение на вскрытие диафрагмы только при росте давления в форкамере за счет теплоподвода.The problem is achieved in that a pulsed wind tunnel with an electric arc or combined heating of the working gas contains a prechamber with electrodes separated from the gas dynamic path of the pipe by a diaphragm, and a two-stage piston forming a differential pressure multiplier, the over-piston space of which is connected to the source of the pushing gas, a quick-acting valve for starting the system stabilization in contact through the piston of the differential pressure multiplier with the cavity of the prechamber, which contains a device for forced opening of the diaphragm located at the outlet of the prechamber, while the high-speed valve is connected to the pneumatic valve with a manometer and an electromagnetic valve, and the piston of the differential pressure multiplier contains a feedback system made in the form of a high-pressure channel, one end of the housing of which is fixedly mounted at the end of the small piston stage, and the second is connected to the piston with a rod, which interacts with the piston of the high-speed valve, and the device itelnogo opening aperture comprises a housing with a piston, wherein the piston facing the diaphragm, and equipped with a knife is driven by a second piston which is acted upon with a pyrotechnical blasting apparatus, a condenser and a battery charger. According to the invention, the piston of the quick-acting valve is hollow in the form of a cup, the open part of which is facing the cavity with locking pressure, and the closed (deaf) part locks the push gas supply hole into the over-piston space of the pressure multiplier, while the high-pressure channel connecting the piston with the rod with the cavity prechamber, filled with liquid and closed by a piston on the prechamber side, and the aperture forced opening device is additionally equipped with an external tamper control circuit diaphragm and contains a pneumomechanical lock associated with the prechamber, which gives permission to open the diaphragm only with an increase in pressure in the prechamber due to heat supply.

Перечисленные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, техническое решение является новым.The listed features are not identified in other technical solutions when studying the level of this technical field and, therefore, the technical solution is new.

На фиг. 1 показана схема импульсной аэродинамической трубы с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа со стабилизацией параметров потока; на фиг. 2 - схема устройства запуска дифференцированного мультипликатора давления и быстродействующего клапана запуска системы стабилизации, обеспечивающих безаварийный режим работы трубы, на фиг. 3 - устройство принудительного вскрытия диафрагмы с внешней электрической схемой управления вскрытием диафрагмы, содержащее пневмомеханическую блокировку.In FIG. 1 shows a diagram of a pulsed wind tunnel with an electric arc or combined heating of a working gas with stabilization of flow parameters; in FIG. 2 is a diagram of a device for triggering a differential pressure multiplier and a high-speed valve for launching a stabilization system, which ensure trouble-free operation of the pipe, FIG. 3 - a device for the forced opening of the diaphragm with an external electric circuit for controlling the opening of the diaphragm, containing a pneumomechanical lock.

Основными элементами конструкции импульсной аэродинамической трубы с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа со стабилизацией параметров потока являются: форкамера 1, в состав которой входят коаксиальные электроды конденсаторной батареи С. Форкамера 1 ограничена с одной стороны диафрагмой 2 с устройством принудительного вскрытия, с другой стороны - торцом малой ступени 3 двухступенчатого поршня мультипликатора давления.The main structural elements of a pulsed wind tunnel with an electric arc or combined heating of the working gas with stabilization of flow parameters are: chamber 1, which includes coaxial electrodes of capacitor bank C. Chamber 1 is limited on one side by a diaphragm 2 with a forced opening device, and on the other hand, by an end face small stage 3 two-stage piston pressure multiplier.

Двухступенчатый поршень содержит систему обратной связи (фиг. 2), которая состоит из канала высокого давления 4, заполненного жидкостью, и двух поршней - поршень 5 контактирует с полостью Б форкамеры, а поршень 6 со штоком 7 контактирует с поршнем 8 быстродействующего клапана 9. Полый поршень 8 выполнен в виде стакана с глухим дном.The two-stage piston contains a feedback system (Fig. 2), which consists of a high-pressure channel 4 filled with liquid, and two pistons - the piston 5 contacts the chamber B of the prechamber, and the piston 6 contacts the piston 7 with the piston 8 of the high-speed valve 9. Hollow the piston 8 is made in the form of a glass with a blank bottom.

Шток 7 в предстартовом состоянии аэродинамической трубы через полость В корпуса мультипликатора давления соприкасается с поршнем 8 быстродействующего клапана 9. Поршень 8 размещен в цилиндре 10 соосно с корпусом быстродействующего клапана 9 и образует кольцевой канал Д с внешним корпусом. Через кольцевой канал Д толкающий газ из ресивера 11 по сквозному цилиндрическому каналу 12 (Фиг. 1) подводится в надпоршневое пространство В мультипликатора давления. Между торцом цилиндра 10 и полым поршнем 8 образована полость Г, связанная с пневмотрассой 13, манометром 14, вентилем 15 и электромагнитным клапаном 16.The rod 7 in the pre-start state of the wind tunnel through the cavity B of the pressure multiplier housing is in contact with the piston 8 of the high-speed valve 9. The piston 8 is placed in the cylinder 10 coaxially with the body of the high-speed valve 9 and forms an annular channel D with an external casing. Through the annular channel D pushing gas from the receiver 11 through the through cylindrical channel 12 (Fig. 1) is supplied to the above-piston space B of the pressure multiplier. Between the end face of the cylinder 10 and the hollow piston 8, a cavity G is formed, connected with the air bag 13, the pressure gauge 14, the valve 15 and the electromagnetic valve 16.

Устройство принудительного вскрытия диафрагмы 2 дополнительно снабжено внешней электрической схемой управления вскрытием диафрагмы и содержит связанную с полостью Б форкамеры пневмомеханическую блокировку, которая дает разрешение на вскрытие диафрагмы 2 только при теплоподводе и росте давления в форкамере.The device for opening the diaphragm 2 is additionally equipped with an external electric circuit for controlling the opening of the diaphragm and contains a pneumomechanical lock associated with the cavity B of the prechamber, which gives permission to open the diaphragm 2 only with heat supply and an increase in pressure in the prechamber.

Устройство принудительного вскрытия диафрагмы и сама диафрагма 2 отделяют полость Б форкамеры от остального газодинамического тракта аэродинамической трубы. Устройство (Фиг. 3) состоит из корпуса 17 с поршнями 18, 19 и жидкостью между ними, при этом поршень 18, обращенный к диафрагме 2, оснащен ножом 20 и приводится в движение поршнем 19 через жидкость после подрыва пиропатрона 21. Нож 20 имеет квадратное сечения с тремя режущими кромками. Четвертая кромка заглублена внутрь ножа и не участвует во вскрытии диафрагмы.The device for opening the diaphragm and the diaphragm 2 separate the chamber B of the prechamber from the rest of the gas-dynamic path of the wind tunnel. The device (Fig. 3) consists of a housing 17 with pistons 18, 19 and a fluid between them, while the piston 18 facing the diaphragm 2 is equipped with a knife 20 and is driven by the piston 19 through the fluid after blasting the igniter 21. The knife 20 has a square cross sections with three cutting edges. The fourth edge is deepened inside the knife and does not participate in the opening of the diaphragm.

Внешняя электрическая схема управления вскрытием диафрагмы, помимо компьютера 22, высоковольтного трансформатора 23, ключа 24 (лампа ИФП) и конденсаторной батареи С, дополнительно содержит связанную с полостью Б форкамеры пневмомеханическую блокировку 25 (система обратной связи внешнего управления вскрытием диафрагмы), которая дает разрешение на вскрытие диафрагмы 2 только при теплоподводе и росте давления в форкамере.The external diaphragm opening control circuit, in addition to the computer 22, the high-voltage transformer 23, the key 24 (IFP lamp) and the capacitor bank C, additionally contains a pneumomechanical lock 25 (external feedback control system of the diaphragm opening) connected to the cavity B of the prechamber, which gives permission to opening of the diaphragm 2 only with heat supply and pressure increase in the prechamber.

При наличии теплоподвода в форкамере и росте давления электрическая цепь управления разрушением диафрагмы замыкается, разрешая прохождение сигнала от компьютера 22 на вскрытие диафрагмы.In the presence of heat supply in the prechamber and an increase in pressure, the electric control circuit for the destruction of the diaphragm closes, allowing the signal from the computer 22 to open the diaphragm.

Импульсная аэродинамическая труба с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа работает следующим образом.Pulse wind tunnel with electric arc or combined heating of the working gas works as follows.

Перед экспериментом полость Б форкамеры изолируется от газодинамического тракта трубы диафрагмой 2 с устройством принудительного вскрытия. В полость Г подается запирающее давление вентилем 15. Величина этого давления зависит от начального давления в форкамере и давления в ресивере 11 с толкающим газом. Ресивер с толкающим газом заполняется сжатым воздухом, а форкамера - воздухом либо смесью газов. Осуществляется зарядка конденсаторной батареи С.Before the experiment, the cavity B of the prechamber is isolated from the gas-dynamic path of the pipe by a diaphragm 2 with a forced opening device. Locking pressure is supplied to cavity G by valve 15. The magnitude of this pressure depends on the initial pressure in the prechamber and the pressure in the receiver 11 with the pushing gas. The receiver with the pushing gas is filled with compressed air, and the prechamber with air or a mixture of gases. The capacitor bank C is being charged.

При запуске аэродинамической трубы (время разряда конденсаторной батареи ~1 мс) происходит увеличение температуры и давления рабочего газа в полости Б форкамеры. Это давление через поршень 5, жидкость в канале высокого давления 4 и поршень 6 со штоком 7 воздействует на поршень 8 быстродействующего клапана 9 и сдвигает поршень 8 влево, приоткрывая тем самым доступ толкающего газа в надпоршневое пространство В мультипликатора давления. Давление в полости В резко возрастает и окончательно сдвигает поршень 8 быстродействующего клапана 9 в крайнее левое положение. Поршневая система мультипликатора давления начинает движение и перемещается вправо в сторону форкамеры. Поскольку высокое напряжение на положительном электроде конденсаторной батареи С после разряда отсутствует, реализуется штатный режим работы аэродинамической трубы. В случае если разряд батареи по каким-то причинам не произошел, то роста давления в форкамере не будет, не откроется быстродействующий клапан 9 системы стабилизации параметров потока, и диафрагма 2 не вскроется из-за разомкнутой цепи управления вскрытием, таким образом предотвращая аварию на установке.When the wind tunnel starts (the discharge time of the capacitor bank is ~ 1 ms), the temperature and pressure of the working gas increase in cavity B of the prechamber. This pressure through the piston 5, the liquid in the high-pressure channel 4 and the piston 6 with the rod 7 acts on the piston 8 of the high-speed valve 9 and moves the piston 8 to the left, thereby opening up the access of the pushing gas to the over-piston space B of the pressure multiplier. The pressure in the cavity increases sharply and finally moves the piston 8 of the high-speed valve 9 to the extreme left position. The piston system of the pressure multiplier begins to move and moves to the right towards the prechamber. Since there is no high voltage at the positive electrode of the capacitor bank C after discharge, the normal operation mode of the wind tunnel is implemented. If for some reason the battery does not discharge, there will be no increase in pressure in the prechamber, the high-speed valve 9 of the flow stabilization system will not open, and the diaphragm 2 will not open due to the open tamper control circuit, thus preventing an accident at the installation .

Положительный эффект достигается благодаря конструктивным решениям основных узлов импульсной аэродинамической трубы, обеспечивающим безопасность работы трубы, а именно узлов системы обратной связи включения в работу мультипликатора давления и узлов системы управления вскрытием диафрагмы, функционирование которых определяется наличием роста давления в форкамере при запуске аэродинамической трубы.A positive effect is achieved thanks to the constructive solutions of the main components of the pulsed wind tunnel, ensuring the safety of the pipe, namely the nodes of the feedback feedback system of the inclusion of the pressure multiplier and the nodes of the diaphragm opening control system, the functioning of which is determined by the presence of pressure increase in the prechamber when the wind tunnel starts.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №3418445, кл. 73 - 147, 1968.1. US patent No. 3418445, CL. 73 - 147, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР №1156462, G01M 9/00.2. USSR copyright certificate No. 1156462, G01M 9/00.

3. Патент РФ №2439523, МПК G01M 9/02 - прототип.3. RF patent No. 2439523, IPC G01M 9/02 - prototype.

4. Патент РФ №2436058, МПК G01M 9/02.4. RF patent No. 2436058, IPC G01M 9/02.

5. Патент РФ №2578052, МПК G01M 9/00.5. RF patent No. 2578052, IPC G01M 9/00.

Claims (1)

Импульсная аэродинамическая труба с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа, содержащая форкамеру с электродами, отделенную от газодинамического тракта трубы диафрагмой, и двухступенчатый поршень, образующий дифференциальный мультипликатор давления, надпоршневое пространство которого соединено с источником толкающего газа, быстродействующий клапан запуска системы стабилизации, контактирующий через поршень дифференциального мультипликатора давления с полостью форкамеры, которая содержит устройство принудительного вскрытия диафрагмы, размещенное на выходе из форкамеры, при этом быстродействующий клапан связан с пневмотрассой вентилем с манометром и электромагнитным клапаном, а поршень дифференциального мультипликатора давления содержит систему обратной связи, выполненную в виде канала высокого давления, один конец корпуса которого неподвижно закреплен на торце малой ступени поршня, а второй связан с поршнем со штоком, который взаимодействует с поршнем быстродействующего клапана, а устройство принудительного вскрытия диафрагмы содержит корпус с поршнями, при этом поршень, обращенный к диафрагме, оснащен ножом и приводится в движение вторым поршнем, на который воздействует подрывное устройство с пиропатроном, конденсатором и зарядным устройством, отличающаяся тем, что поршень быстродействующего клапана выполнен полым в виде стакана, открытая часть которого обращена к полости с запирающим давлением, а закрытая глухая часть запирает отверстие подачи толкающего газа в надпоршневое пространство мультипликатора давления, при этом канал высокого давления, связывающий поршень со штоком с полостью форкамеры, заполнен жидкостью и закрыт со стороны форкамеры поршнем, а устройство принудительного вскрытия диафрагмы дополнительно снабжено внешней электрической схемой управления вскрытием диафрагмы и содержит связанную с форкамерой пневмомеханическую блокировку, которая дает разрешение на вскрытие диафрагмы только при росте давления в форкамере при теплоподводе.A pulsed wind tunnel with an electric arc or combined heating of the working gas, containing a prechamber with electrodes, separated from the gas dynamic path of the pipe by a diaphragm, and a two-stage piston forming a differential pressure multiplier, the over-piston space of which is connected to the push gas source, a quick-acting stabilization system starting valve that contacts through the piston differential pressure multiplier with a pre-chamber cavity that contains the device will force a full opening of the diaphragm located at the outlet of the prechamber, while the high-speed valve is connected to the pneumatic valve with a manometer and an electromagnetic valve, and the piston of the differential pressure multiplier contains a feedback system made in the form of a high-pressure channel, one end of the housing of which is fixedly fixed to the small end the piston stage, and the second is connected to the piston with a rod, which interacts with the piston of the high-speed valve, and the device for the forced opening of the diaphragm contains t the case with pistons, while the piston facing the diaphragm is equipped with a knife and is driven by a second piston, which is affected by a blasting device with a squib, capacitor and charger, characterized in that the piston of the quick-acting valve is made hollow in the form of a cup, the open part which faces the cavity with locking pressure, and the closed blind part locks the hole for supplying pushing gas into the over-piston space of the pressure multiplier, while the high pressure channel connecting the shaft with a stem with a prechamber cavity is filled with liquid and closed by a piston on the prechamber side, and the diaphragm forced opening device is additionally equipped with an external diaphragm opening control circuit and contains a pneumomechanical lock associated with the prechamber, which gives permission to open the diaphragm only when the pressure in the prechamber increases heat supply.
RU2016123274A 2016-06-10 2016-06-10 Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas RU2638087C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123274A RU2638087C1 (en) 2016-06-10 2016-06-10 Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123274A RU2638087C1 (en) 2016-06-10 2016-06-10 Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2638087C1 true RU2638087C1 (en) 2017-12-11

Family

ID=60718652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123274A RU2638087C1 (en) 2016-06-10 2016-06-10 Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638087C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109632237A (en) * 2018-12-07 2019-04-16 中国航天空气动力技术研究院 The accurate regulating system of electro-arc heater flow parameter and adjusting method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3418445A (en) * 1965-04-07 1968-12-24 Ltv Aerospace Corp Apparatus for supplying high energy gas streams to a wind tunnel
RU2436058C1 (en) * 2010-07-16 2011-12-10 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Wind tunnel
RU2439523C1 (en) * 2010-07-16 2012-01-10 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Pulse altitude tube

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3418445A (en) * 1965-04-07 1968-12-24 Ltv Aerospace Corp Apparatus for supplying high energy gas streams to a wind tunnel
RU2436058C1 (en) * 2010-07-16 2011-12-10 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Wind tunnel
RU2439523C1 (en) * 2010-07-16 2012-01-10 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Pulse altitude tube

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109632237A (en) * 2018-12-07 2019-04-16 中国航天空气动力技术研究院 The accurate regulating system of electro-arc heater flow parameter and adjusting method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2515068A (en) Fuel valve
RU2436058C1 (en) Wind tunnel
US20190001474A1 (en) Fuel gas-operated drive-in device having valve component
US4967637A (en) Projectile accelerating device
CN111750270B (en) Compressed gas automatic quick release device and lifesaving equipment using same
US12123437B2 (en) Pneumatic actuator, pressure wave generator, and method for operating a pressure wave generator
RU2638087C1 (en) Impulse aerodynamic pipe with electric arc or combined heating of working gas
GB265570A (en) Depth bombs
US3292363A (en) Explosively-operated tool
US3087369A (en) Explosive release means with mechanical and electrical actuating means
CN103307343B (en) Short stroke quick release valve for starting detonating impact
US3269310A (en) Inflating apparatus
CN110778420B (en) Electromagnetic mechanical safety type solid rocket engine igniter
RU2439523C1 (en) Pulse altitude tube
US2737892A (en) On-off self destruction base fuze
US4099465A (en) Ignition device for missile motors
BR112015028812A2 (en) pyrotechnic gas generator
US3460993A (en) Release mechanism for automatic activator
Shumskii et al. Operating safety of a hot-shot wind tunnel with combined test gas heating in stabilization mode
AU7327300A (en) Detonator
US2996046A (en) Canopy unlock thruster
Shumskii et al. Safe starting of the pressure multiplier of the hotshot wind tunnel
US4838142A (en) Regenerative electrical igniter for a liquid propellant gun
US5913807A (en) Turbojet engine start system
US1309773A (en) Pneumatically-operated impact-fuse