6
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
Экспериментальные исследования модельного варианта ГСВ вы-
полнены на стенде У310 ФГУП “ЦИАМ им. П.И. Баранова” с исполь-
зованием установки, в состав которой входят воздушная рампа высо-
кого давления (с заправочной, запорной арматурой и дренажными
устройствами), основной и командный редукторы давления. Установка
оборудована датчиками температуры и давления воздуха на входе, те-
невым прибором ИАБ-451 с высокоскоростной видиокамерой, микро-
фоном
RFT MK 101,
анализатором
акустических
сигналов
ONO SOKKY CF-920, тепловизором SDS HotFind-DXT. Хранение и
первичная обработка информации осуществляются модулем Л-КАРД.
Сверхзвуковое сопло модельного варианта ГСВ имеет геометри-
ческую степень расширения, равную четырем. Для эксперименталь-
ных исследований изготовлено два резонатора с относительной глу-
биной резонансной полости
S
/
D
1
= 13 и
S
/
D
1
= 15. Расстояние между
соплом и резонатором варьируется в диапазоне значений
L
/
D
1
= 0...6.
Испытания проведены при изменении давления газа перед соплом
p
в
в диапазоне
p
в
/ p
н
= 1,4...25, где
p
н
— давление окружающей среды.
С помощью анализатора ONO SOKKY CF получены АЧХ пуль-
сационного процесса в ГСВ. На рис. 2 приведены результаты измере-
ний электрического сигнала
V
для дозвукового, трансзвукового и
сверхзвукового режимов течения в сопле.
Анализ полученных результатов показал, что с увеличением значе-
ния
p
в
/
p
н
при докритическом режиме течения частота пульсаций в резо-
наторе (соответствующая спектральной составляющей с максимальной
амплитудой) асимптотически стремится к значению, равному
f
=
= 0,25
a/S
, где
а
— осредненная скорость звука по длине резонатора.
При сверхкритическом перепаде давления параметры
p
в
/ p
н
и
L
не
оказывают влияния на частоту пульсаций в резонаторе. Примеры за-
висимостей частоты от
p
в
/
p
н
для
S
/
D
1
= 13 и
S
/
D
1
= 15 приведены на
рис. 3,
а
.
О влиянии перепада давления
p
в
/
p
н
на величину звукового воз-
действия
L
зв
можно судить по данным рис. 3,
б
: имеет место значи-
тельный рост значений
L
зв
при повышении относительного перепада
давления до
p
в
/
p
н
= 8...10 и последующее асимптотическое прибли-
жение к максимальному значению. В исследованном диапазоне из-
менения
S
/
D
1
= 13...15 не обнаружено заметного влияния параметра
S
на величину звукового воздействия.
При значениях
p
в
/
p
н
5 в спектрах звукового воздействия
наибольшие амплитуды зарегистрированы у высших гармоник. С
возрастанием относительного перепада давления наибольшие ампли-
туды спектральных составляющих смещаются в область первых гар-
моник с частотами, близкими к значениям, которые определяются
зависимостью
f
= 0,25
a
/
S.
По достижению
p
в
/
p
н
= 8...10 существенно
возрастает уровень звукового давления (у гармоник с наибольшей
амплитудой) с последующим асимптотическим приближением к мак-
симальным значениям, находящимся в диапазоне
L
зв
= 110...130 дБ.
1,2 4,5,6,7,8