вакуумная аэродинамическая труба

Схема вакуумной аэродинамической трубы.

ва́куумная аэродинами́ческая труба́ — аэродинамическая труба, работающая при низких давлениях. Рабочий газ поступает из баллона или атмосферы через регулятор давления, подогреватель и сопло в окружённую вакуумной камерой рабочую часть (см. рис.), где размещается модель летательного аппарата с поддерживающими её устройствами и измерительная, аппаратура. Иногда за рабочей частью устанавливают цилиндрический диффузор. Откачка газа из В. а. т. до давления 1—10^‑2 Па (10^‑2—10^‑4 мм рт. ст.) производится вакуумной системой, состоящей обычно из устанавливаемых последовательно механических (форвакуумных) и паромасляных насосов. Большие перспективы открывает использование в В. а. т. криогенных насосов, которые, по сравнению с паромасляными и вакуумными насосами других типов, потребляют меньшую мощность и имеют меньшие габариты при одинаковой производительности. В В. а. т. с такими насосами может быть реализован как стационарный режим работы с небольшим расходом газа, так и импульсный — со временем работы 0,1—5 с и увеличенным в 10 раз и более расходом.

Степень разрежённости газа в рабочей части характеризуется Кнудсена числом Kn. Обычные В. а. т. работают в области переходных режимов течения (0,25 < Kn < 10) и режимов со скольжением (10^‑3 < Kn < 0,25; см. Разреженных газов динамика). При получении потоков разрежённого газа с помощью Лаваля сопла в его расширяющейся части быстро нарастает пограничный слой, который препятствует реализации режима. Эту трудность обходят путём использования так называемых недорасширенных сопел или диафрагм. Заметное уменьшение толщины пограничного слоя можно получить, используя отсос пограничного слоя.

Для получения потоков газа с числам Kn > 10 используются установки со свободномолекулярным пучком, отличающиеся от собственно В. а. т. тем, что в их рабочей камере устанавливаются поперечные перегородки — сепаратор и система коллиматоров — с отверстиями для прохождения потока. Из разогнанного в сопле газа выделяется свободномолекулярный пучок со скоростями, одинаковыми по направлению и модулю. При этом большая часть газа, вытекающего из сопла, откачивается одной группой насосов до давления ~ (1—10^‑2) Па, а собственно свободномолекулярный пучок — другой группой до давления (10^‑2—10^‑4) Па.

Для измерения давления в вакуумных магистралях и в рабочей части применяются различные типы вакуумметров, наиболее распространёнными из которых являются термопарные и ионизационные. Для измерений аэродинамических сил и моментов применяются весы аэродинамические с размером отсчёта до долей мг. Визуализацию течений проводят с помощью тлеющего разряда и электронного пучка.

А. Л. Искра.