10.3. Пульсации давления в околозвуковых аэродинамических трубах с закрытой рабочей частью и способы их уменьшения

В аэродинамических трубах трансзвуковых скоростей при приближении скорости потока к скорости звука возникает так называемое запирание трубы, при котором дальнейшее увеличение скорости потока становится невозможным даже при существенном увеличении мощности привода. Устранение указанного недостатка достигается за счет перфорации стенок рабочей части трубы, причем степень перфорации, в зависимости от потребного числа Маха, составляет до 20% [10.4]. Проницаемость стенок трубы позволяет ликвидировать запирание и проводить испытания на трансзвуковых режимах, соответствующих числам Маха

Перфорация стенок рабочей части трубы представляет собой ряды отверстий круглого сечения (рис. 10.13) Такая перфорация, обеспечивающая возможность плавного перехода через скорость звука и повышение равномерности поля скорости в рабочей части трубы, является в то же время источником нежелательного фонового шума, который искажает результаты экспериментов. Дело в том, что каждое из отверстий перфорации ведет себя подобно полости, обтекаемой газом.

Рис. 10.13. Рабочая часть с перфорацией стенок

Рис. 10.14. Снижение пульсаций давления в рабочей части околозвуковой трубы при а - анализ в узких полосах частот Гц, анализ в третьоктавных полосах частот, 1 - стандартная рабочая часть, 2 - модернизированная рабочая часть (установлены сетчатые панели, закрыта боковая перфорация)

Вклад автоколебаний, вызванных наличием отверстий перфорации в рабочей части трубы, в общий уровень фонового шума особенно значителен при Нестационарное вихреобразование на отверстиях перфорации и возбуждение резонансных частот в системе рабочая часть - перфорированные стенки - камера Эйфеля могут оказаться определяющими в уровнях и спектрах пульсаций давления в рабочем поле аэродинамической трубы [10.5]. Известные методы снижения фонового шума в трубах с перфорированной рабочей частью основываются на разрушении механизма возбуждения автоколебаний за счет отверстий. Это достигается путем установки металлических сеток на перфорированных стенках рабочей части [10.5] или же продольных перемычек в каждом из отверстий перфорации.

В работе [10.5] описаны опыты с последовательным закрыванием отверстий боковой и горизонтальной перфорации рабочей части трубы. Устранение боковой перфорации приводит к полному исчезновению интенсивных дискретных составляющих шума при сохранении широкополосного максимума. Закрывание отверстий горизонтальных панелей привело к исчезновению широкополосного максимума, интенсивные дискретные составляющие при этом не изменились. Было показано, что установка сетчатых

панелей при одновременном устранении боковой перфорации привела к исчезновению дискретных составляющих и широкополосного максимума при общем снижении уровня пульсаций во всем диапазоне частот [10.5]. Это иллюстрируется спектрами пульсаций давления в рабочей части трубы при измеренными в узких полосах частот Гц) и в третьоктавных полосах частот (рис. 10.14).

Рис. 10.15. Спектры пульсаций давления на стенке коллектора с отростком при