ИТ-302

Общее описание

Гиперзвуковая импульсная аэродинамическая труба ИТ-302М ИТПМ СО РАН, предназначенная для исследования гиперзвуковых течений, является одной из лучших труб такого типа. Она сочетает в себе преимущества как импульсных труб, имеющих высокие температуры и давления торможения потока, так и обычных АДТ, обеспечивающих постоянные параметры потока в течение рабочего режима. Схема ИТ-302М не имеет аналогов в мировой практике, включая реализуемые параметры. Она оснащена мультипликатором давления, который обеспечивает постоянство параметров торможения в течение рабочего режима. Поддержание постоянных параметров торможения потока является важным условием при испытаниях перспективных ГПВРД, поскольку наличие нестационарных процессов в зонах горения является одним из основных свойств реагирующих высокоскоростных течений.

ИТ-302М дает возможность проводить исследования фундаментальных и прикладных проблем аэрогазодинамики, связанных с созданием перспективных гиперзвуковых летательных аппаратов. Уникальные параметры трубы позволяют выполнять исследования по до- и сверхзвуковому горению газообразных и жидких горючих в высокоскоростных воздушно-реактивных двигателях (как на присоединенном трубопроводе, так и в составе летательных аппаратов), по течениям сжатия в воздухозаборных устройствах при параметрах, недостижимых в установках других типов, по теплообмену и ламинарно-турбулентному переходу при больших числах Рейнольдса на моделях умеренных размеров, по аэродинамическим характеристикам тел различной конфигурации и т.д.

Основные параметры

• давление в форкамере – до 1000 атм;
• температура в форкамере – до 4000 К;
• воспроизведение натурных или близких к ним значений числа Рейнольдса (Re_d = 80∙10⁶–2∙10⁵) в гиперзвуковом диапазоне скоростей за счет высокого давления и температуры рабочего газа в форкамере (P₀ ≤ 1000 атм, Т₀ ≤ 4000 K);
• большая продолжительность времени рабочего режима (при применении мультипликатора от 50 мс до 0,5 с в зависимости от числа Маха), достаточная для получения установившегося течения;
• наличие системы стабилизации параметров потока;
• большой диапазон чисел Маха М = 4–20, который реализуется за счет применения наборов профилированных и конических сопел:
• осесимметричные сопла диаметром 400 мм на числа Маха 6; 7,5; 8;
• осесимметричные сопла диаметром 300 мм на числа Маха 4; 5; 6; 7; 8;
• конические сопла диаметром 330 мм на числа Маха 9–20.
• величина запасаемой энергии в конденсаторной батарее 1,75 МДж;
• большой размер рабочей части, выполненной в виде камеры Эйфеля с размерами 1 × 1 × 1,5 м, что позволяет устанавливать модели с большими габаритами;
• может быть использована как источник высокоэнтальпийного газа в конфигурации с присоединенным воздухопроводом для испытаний камер сгорания ВРД.

Типовые виды испытаний

Вид испытания
Измеряемый параметр, метод измерения
Измерение дроссельной характеристики ВРД
Расход газа. Прибор для измерения расхода газа в импульсном режиме (патент)
Измерение состава реагирующей смеси на выходе из ВРД
Прибор для отбора проб газа в импульсном режиме с последующим химанализом (патент)
Измерения распределения давления на поверхности модели
Датчики давления, усилительная и регистрирующая аппаратура, калибровочный стенд
Измерения распределения давления внутри модели при наличии теплоподвода
Датчики давления, усилительная и регистрирующая аппаратура, NI PXI до 128 каналов, калибровочный стенд
Тягово-аэродинамические, тягово-экономические характеристики ВРД
Аэродинамические тензовесы на кремниевых тензорезисторах,
Х = + 100 кг, вес модели до 10 кг
Измерения распределения теплового потока на поверхности и внутри модели ЛА (ВРД)
Величина теплового потока в месте установки датчиков, отдельные калориметры, метод тонкой стенки
Визуализация обтекания модели ЛА (теневой метод)
Прямотеневая или шлирен-визуализация, ИАБ-451, высокоскоростная камера Phantom 310m (разрешение 1280x800, частота 3200 кадров/с при полном разрешении)

Измерительный комплекс

Установка оборудована автоматизированной системой управления и измерительным комплексом на базе аппаратуры NI PXI емкостью 128 каналов. При необходимости система измерений может быть дополнительно расширена на 160 каналов (система NI SCXI), 48 каналов (LCARD L-791) и 16 высокоскоростных каналов (до 10 МГЦ, LCARD Е 20-10). Для визуализации течения она оснащена теневым прибором ИАБ-451 и скоростной видеокамерой.

При исследованиях газодинамических моделей с горением используются различные системы подачи жидких и газообразных горючих с измерением расхода в импульсном режиме, система отбора проб газа в химически реагирующих потоках, система измерения расхода.

Установка аттестована для испытаний продукции, применяемой в области обороны и безопасности.

Импульсная гиперзвуковая аэродинамическая труба ИТ-302М расположена на территории Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН.