Аэродинамическая труба адиабатического сжатия АТ-303

303_01.png

Общее описание

Гиперзвуковая аэродинамическая труба адиабатического сжатия АТ-303 предназначена для исследования фундаментальных и прикладных проблем, связанных с обеспечением продолжительного полета перспективных летательных аппаратов с прямоточными воздушно-реактивными двигателями в плотных слоях атмосферы.

Принцип действия установки базируется на адиабатическом цикле сжатия рабочего газа с помощью мультипликаторов давления и может обеспечить очень высокий уровень чисел Рейнольдса в гиперзвуковом диапазоне скоростей, благодаря высокому давлению рабочего газа в форкамере. Оригинальная система регулирования скорости движения поршней поддерживает постоянное давление газа в форкамере во время рабочего режима. Установка обеспечивает достаточно большую продолжительность рабочего режима и значительные размеры сопла, которые являются определяющими факторами для наземных испытаний гиперзвуковых летательных аппаратов с прямоточными двигателями и без них. Она имеет высокую степень чистоты рабочего потока - отсутствуют диссоциация рабочего газа, а также химические и механические примеси. Труба АТ-303 обеспечивает воспроизведение реальных значений чисел Маха и Рейнольдса не только для малоразмерных экспериментальных аппаратов, но и для крупноразмерных (типа Shuttle или Буран), а также для будущих гиперзвуковых летательных аппаратов с прямоточными двигателями.

Установка активно используется для проведения широкого круга фундаментальных исследований и выполнения прикладных работ, в том числе по космической и оборонной тематике.

Основные параметры:

  • размеры рабочей части (камеры Эйфеля): 2,5 х 1,75 х 1,4 м

  • профилированные осесимметричные сопла с диаметром выхода 410 мм

  • числа Маха набегающего потока: 6 – 8; 8 – 14; 14 - 20

  • давление в форкамере: до 3000 атм.

  • температура в форкамере: до 2500 К

  • числа Рейнольдса: 106 -  108 по диаметру среза сопла

  • время рабочего режима: 0,04-0,2 с.

Установка обеспечивает следующие типовые виды испытаний:

 №  Вид испытани
Измеряемый параметр, метод измерения   
     1 Измерение дроссельной характеристики ВЗУ Расход газа. Система для измерения расхода газа.
     2 Измерения распределения давления на поверхности и внутри модели ЛА (ВРД) Датчики давления, регистрирующая аппаратура
     3 Измерения положения ламинарно-турбулентного перехода Тепловизор, датчики теплового потока
     4 Измерения распределения теплового потока на поверхности и внутри модели ЛА (ВРД) Калориметрические датчики теплового потока, тепловизор

5

Определение тягово-аэродинамических характеристик ПВРД со сверхзвуковым горением Тензометрические весы
     6 Визуализация обтекания модели ЛА (теневой метод) Прямотеневая или шлирен визуализация, ИАБ-451, ИЗК-462, высокоскоростная камера Phantom 310m (разрешение 1280x800б, частота 3200 кадров/с при полном разрешении)
     7 Определение аэродинамических характеристик ГЛА Тензометрические весы

Измерительный комплекс

Установка оборудована автоматизированной системой управления и быстродействующим измерительным комплексом на базе аппаратуры National Instruments общей емкостью 123 канала. Имеется система визуализации потока, состоящая из двух оптических приборов ИАБ-451 и ИЗК-462, установленных на подвижной оптической тележке. Диаметр наблюдаемого поля ИАБ-451 - 230 мм, для ИЗК-462 - 400 мм.

303_02.png

Передвижная  установка оптических приборов ИАБ-451 и ИЗК-462.


Исследования, проводимые на АТ-303:   

  • фундаментальные и прикладные исследования в гиперзвуковой аэрогазодинамике;

  • аэротермодинамика высокоскоростных летательных аппаратов;

  • течения во внутренних трактах сверх- и гиперзвуковых воздушно-реактивных двигателей (ГПВРД), включая расходные характеристики воздухозаборников;

  • ламинарно-турбулентный переход в гиперзвуковых пограничных слоях.

Гиперзвуковая аэродинамическая труба адиабатического сжатия АТ-303 расположена на территории Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН.


Примеры исследовании в АТ-303

303_03.png

Исследование аэродинамики модели возвращаемого аэрокосмического  демонстратора ARES, М = 10-18


303_04.png

Исследование суммарных аэродинамических характеристик возвращаемого баллистического аппарата EXPERT, М = 10-18


303_05.png

Испытания стандартной модели HB-2 для сопоставления с данными, полученными в других трубах, М ~ 9-15.


303_06.png

Весовые испытания модели летающей лаборатории ИГЛА (Исследовательский гиперзвуковой летательный аппарат), М = 6-12.


303_07.png

Испытания модели ПВРД с подводом горючего, М = 8


303_08.png

Испытания модели детонационного ПВРД в АТ-303, М = 5.7

(схема ДПВРД, установка в трубе, пример записей аэродинамических сил без горения (штриховая кривая) и с детонационным горением (сплошная кривая).