Fig. 1. A hypersonic wind tunnel T-313 (а), impulse hypersonic wind tunnel AT-303 (б).
Координаторы: д-р техн. наук Запрягаев В. И., канд. техн. наук Собстель Г. М.
Исполнители: ИТПМ, КТИ ВТ СО РАН
Проведение современного аэрофизического эксперимента практически невозможно без использования средств автоматизированного сбора и обработки экспериментальных данных. В связи с моральным, а также физическим старением имеющейся аппаратуры сбора экспериментальных данных, выполненной в стандарте КАМАК, возникла проблема обновления средств измерения. При проведении работ по модернизации и унификации систем автоматизации комплекса аэрофизических экспериментальных установок СО РАН исполнители исходили из:
* стремления поддержать на современном уровне международную значимость имеющегося в ИТПМ СО РАН комплекса аэродинамических труб, обеспечивающих широкий диапазон реализуемых параметров потока чисел Маха и Рейнольдса (рис. 1);
| а | б |
|
|
| Рис. 1. Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-313 (а), импульсная гиперзвуковая аэродинамическая труба АТ-303 (б). Fig. 1. A hypersonic wind tunnel T-313 (а), impulse hypersonic wind tunnel AT-303 (б). |
|
* необходимости повышения точности и достоверности получаемой экспериментальной информации, а также увеличения информационной емкости проводимых экспериментов, что обусловлено потребностью сокращения времени работы установок, а значит, и уменьшения объема расходуемых энергоресурсов;
* стремления к уменьшению затрат на поддержание системы измерения в рабочем состоянии и необходимости уменьшения времени подготовки эксперимента;
* обеспечения возможности использования создаваемых систем сбора данных на других экспериментальных установках ИТПМ СО РАН и в других организациях научно-исследовательского профиля.
В настоящее время широкое распространение получило использование специализированных многофункциональных измерительных плат, предназначенных для сбора данных. Эти платы устанавливаются непосредственно в слот системной шины персонального компьютера. Имеется ряд фирм, выпускающих подобные платы: зарубежные (Advantech, National Instruments и ряд других) и некоторые российские (“Руднев—Шиляев”, L—Card и т. д.).
Разработаны и реализованы системы автоматизированного сбора данных для импульсных аэродинамических труб (характерное время работы трубы — 50 мс) и для труб периодического действия при измерении медленно меняющихся процессов (характерное время работы установки несколько минут, интервал между отсчетами — около 1 с). Характерной особенностью разработанных систем сбора является то, что эти системы основаны на использовании многофункциональных плат сбора данных, которые выпускаются серийно. Используемое программное обеспечение разработано с применением объектно-ориентированных языков программирования и позволяет: проведение калибровок измерительных систем (рис. 2); управление режимами работы установки с использованием цифровых входов/выходов; сбор экспериментальных данных с цифровых выходов, реверсивных счетчиков, аналоговых каналов и вольтметров.
 |
| Рис. 2. Диалоговое окно программы, предназначенной для проведения калибровки датчика давления перед испытаниями на АТ-303. Fig. 2. A dialog window of the special cod for calibration of pressure transducers in process of preparation works for run in a hypersonic wind tunnel AT-303. |
Осуществлен анализ различных подходов к созданию систем автоматизации аэрофизических исследований, разработана архитектура, выбраны основные элементы такой системы. Разработаны, отлажены и изготовлены опытные образцы электронных компонентов системы сбора данных (предварительный усилитель для тензодатчиков давления, блок силовых ключей и реверсивный счетчик, а также ряд других элементов).
В опытной эксплуатации находятся системы сбора данных на аэродинамических трубах периодического действия Т-313 и Т-326 (рис. 3). Изготовлен и отлажен новый управляющий комплекс аэродинамической трубы АТ-303, который позволяет полностью автоматизировать процесс подготовки к пуску и непосредственно сам пуск. Разработано программное обеспечение системы автоматизации аэрофизического эксперимента применительно как к импульсным гиперзвуковым аэродинамическим трубам, так и к сверхзвуковым аэродинамическим трубам периодического действия. Созданные программные комплексы обеспечивают работу измерительного и управляющего комплексов аэродинамических установок кратковременного действия с сохранением результатов в специально разработанных базах данных и архивах.
 |
| Рис. 3. Азимутальные распределения полного давления в слое смешения сверхзвуковой недорасширенной струи, полученные с применением системы сбора данных Т-326. Fig. 3. Azimuthal dependences of Pitot pressure in a shear layer of a supersonic underexpanded jet, obtained with using of data acquisition system of a hypersonic wind tunnel T-326. |
 Оглавление |
Далее 
|