Меню

Ветер труба в россии



ЦАГИ: взлетная площадка наших воздушных побед

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) — один из крупнейших отечественных и мировых научных центров.

История самых масштабных аэродинамических труб Т-101 и Т-104 в России и в мире началась с августа 1939 года: именно тогда здесь были проведены первые пуски построенных в кратчайшие сроки установок — всего за три года. Для советской промышленности это стало поистине революционным событием, в корне изменившем подход к испытаниям самолетов и другой техники, в том числе и не авиационной.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Начавшаяся осенью того же года Вторая мировая война, а спустя два года Великая Отечественная война сделали деятельность ЦАГИ еще более востребованной. Все усилия Института сосредоточились на ключевой для страны цели — отражении атаки фашистских захватчиков. Именно в ЦАГИ были испытаны все самолеты, участвовавшие в боевых действиях. Помимо тестирования отечественных разработок здесь подробно исследовали истребители союзников и трофейные самолеты Германии. Экипажи аэродинамических труб работали в три смены — и Советский Союз обеспечил себе превосходство в воздушном пространстве. «Германия готовилась к войне, и поэтому на момент ее начала мы от них отставали, — рассказывает начальник отдела отделения аэродинамики силовых установок ЦАГИ Анатолий Иванович Сойнов. — Но за счет круглосуточной напряженной работы труб Т-101 и Т-104 мы уже в 1941-42 году догнали самолеты противника по скорости и маневренности, а во время битвы на Курской дуге небо уже было нашим».

© Бионышева Елена/Сделано у нас

© Бионышева Елена/Сделано у нас

В мирное время роль ЦАГИ не уменьшилась. Институт стал сердцем развития советской авиапромышленности. Ключевые достижения ЦАГИ тесно связаны с историей страны. Здесь проходили тестирование не только все выпускаемые в Советском Союзе самолеты, вертолеты, турбовинтовые двигатели и винтовые движители воздушных судов, но и космические корабли и спутники. Несомненно, ЦАГИ не обошел стороной и один из самых масштабных проектов прошлого века, в который были вовлечены более тысячи советских предприятий, — космическая программа «Энергия» — «Буран». Перед институтом стоял целый ряд непростых задач: разработать рекомендации по аэродинамическому облику и конструкции аппаратов, изучить тепловые режимы полета и оценить аэродинамические характеристики. Все они были выполнены на высшем уровне: в 1988 году возвращаемый космический корабль «Буран» осуществил уникальную посадку в автоматическом режиме, с исключительной точностью выйдя на начало взлетно-посадочной полосы.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Специалисты ЦАГИ занимались и решением более «приземленных» вопросов. В трубах «продували» мосты, здания и архитектурные сооружения, парусные суда и корабли, вагоны и автомобили. Среди неожиданных «подопытных» объектов — специальные корабельные антенны, парашюты и альпинистские палатки для штурма Эвереста. Кроме того, аэродинамические трубы успели «засветиться» в нескольких кинолентах — например, «Черная молния», «Небесная жизнь» и «Дедушка моей мечты».

© Бионышева Елена/Сделано у нас

© Бионышева Елена/Сделано у нас

© Бионышева Елена/Сделано у нас

На сегодняшний день в стенах ЦАГИ по-прежнему испытывают практически каждый летательный аппарат, способный подняться в воздух, и занимаются решением актуальных проблем авиастроения. «У нас есть три вида исследований: теоретические, экспериментальные и расчетные, — рассказывает Лысенков Александр Валерьевич начальник отдела вычислительной аэродинамики — Многие специалисты говорят, что сейчас все можно посчитать численно. Мы эту точку зрения не разделяем: проведение натурных испытаний вместе с численными позволяет получить больший объем информации. В Европе, например, несколько лет назад резко уменьшили количество экспериментов и перешли на расчеты — и недостатки обнаруживались уже при сертификации самолетов. Сейчас там заново возрождают экспериментальные методики, и мировая тенденция — проводить натурные испытания вместе с численными, чтобы предотвратить возможные проблемы.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

© Бионышева Елена/Сделано у нас

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Ученые и инженеры института не только тестируют летательные аппараты, но и занимаются решением актуальных проблем авиации. Так, они ищут способы «лечения» флаттера — колебаний элементов конструкции при достижении аппаратом определенной скорости. «Это грозное явление может разрушить самолет за очень короткий промежуток времени, — поясняет главный специалист отделения аэроупругости ЦАГИ Сергей Васильевич Шалаев. — В ходе испытаний каждого самолета определяется критическая скорость возникновения флаттера, и она должна быть гораздо выше эксплуатационной скорости».

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Экспериментальные исследования флаттера проводятся на динамически подобных моделях, одна из которых собирается в ЦАГИ сейчас. «Впервые в отечественной практике на такой модели расположены имитаторы работающих двигателей, сделанные с теми же массово-инерционными характеристиками и вращающиеся так же, как настоящие двигатели на самолетах», — поделился С.В. Шалаев. Также в институте исследуют «адаптивные» материалы и компоненты летательных аппаратов, участвуют в разработке высокоэффективных несущих винтов для вертолетов нового поколения — и это лишь немногие из вопросов, над которыми ведется работа в аэродинамических трубах.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Сегодня в институте более шестидесяти экспериментальных установок, и многие из них не имеют аналогов в мире. В аэродинамических трубах ЦАГИ реально воссоздать полет при практически любых условиях и скоростях — от сравнимых со скоростью ветра до превышающих скорость звука в 25 раз.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Одна из старейших и при этом самая впечатляющая из установок — Т-101. Это самая большая дозвуковая аэродинамическая труба в Европе с эллиптическим соплом 24 на 14 метров, где развивается скорость потока до 52 метров в секунду. Грандиозные размеры позволяет испытывать в ней не только модели, но и прототипы самолетов и вертолетов с длиной фюзеляжа до 30 м и размахом крыльев до 18 метров. Это одна из самых «востребованных» площадок в ЦАГИ, используемая в частности для испытаний беспилотных летательных аппаратов. «Недавно Россия отставала по беспилотникам, а сейчас мы уже догнали зарубежные разработки — рассказывает начальник отдела отделения аэродинамики силовых установок ФГУП «ЦАГИ» Анатолий Иванович Сойнов. -Также в трубе проходят испытания вертолетные винты, ветросиловые установки, здания и сооружения. Но основной нашей задачей является определение аэродинамических и прочностных характеристик перспективных самолетов разного типа».

Читайте также:  Труба для кабеля под землю расценка в смете

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Ровесница Т-101 — аэродинамическая труба Т-104, построенная для испытаний натурных двигателей, — имеет сопло диаметром 7 метров и разгоняет воздух до 100 м/с. Здесь были проведены проверки практических всех отечественных турбовинтовых двигателей, воздухозаборников, винтов самолетов и вертолетов. На специальных крупномасштабных моделях были определены характеристики аэроупругости и прочности всех опытных российских самолетов.

© Бионышева Елена/Сделано у нас

Ученые с мировым именем, побывавшие в стенах ЦАГИ, высоко отзывались не только о его техническом оснащении, но и о талантах российских коллег. За многолетнюю историю института здесь работали и продолжают работать немало известных инженеров и исследователей. «В ЦАГИ довольно много молодых сотрудников, для которых мы создаем привлекательные условия труда и предлагаем интересные задачи, — делится Лысенков Александр Валерьевич, начальник отдела вычислительной аэродинамики. ФГУП «ЦАГИ». — Любой достойный специалист может найти себе работу у нас».

Фото и текст: Бионышева Елена

Источник

Срывает крыши: снежная буря накрыла сразу три российских региона

Если в Центральной России всё тает, то в Сибири и на Дальнем Востоке бушует небывалый снежный шторм с ураганным ветром до 35 метров в секунду. Буря заперла в домах жителей сразу трех регионов — Забайкалья, Бурятии и Иркутской области. Десятки тысяч человек сидят без света, в нескольких районах ввели режим ЧС. Пурга заметает трассы, а водители едут вслепую, многие теряют дорогу и опрокидываются в кювет, другие просто бросают машины на шоссе, не в силах переехать через метровые сугробы.

Машины буксуют и не могут двинуться с места. Некоторые водители, отчаявшись, бросают автомобили на обочине. Их сразу же заметает снегом.

Ураган срывает крыши зданий. В одной школе кровля рухнула и выбила окна. Стекла собирают в еще одном учебном заведении. Разлетелись вдребезги от сильного ветра. Напора стихии не выдерживают даже бетонные балконы. Повсюду — металлические листы. На загородных участках разрушены теплицы. В Чите даже создали оперативный штаб.

«В результате действия комплекса неблагоприятных метеоявлений до 25 метров в секунду произошло частичное нарушение энергоснабжения 54 населенных пунктов«, — говорит начальник Центра управления в кризисных ситуациях ГУ МЧС России по Забайкальскому краю Андрей Варфоломеев.

Буран обрушился не только на Читу. Всю мощь метели ощутили и жители соседней Бурятии. Дальнобойщики пережидают непогоду на обочине. Кому-то повезло меньше — перевернутая фура лежит в снегу.

Из-за бурана Иркутскую область потряхивает, будто при землетрясении. Камеры наблюдения снимают, как город в режиме реального времени сдувает вместе с мусором, проводами и коммуникациями.

Едва не сметает ледовую переправу на остров Ольхон. Водители в сугробах ждут помощи. Бензин на исходе. Но добраться до машин практически невозможно. Ничего не видно. Попавшие в беду люди помогают друг другу.

Буря рекордной силы громила всё несколько часов. Ветер — 35 метров в секунду. Уносит даже металлические трубы и рекламные щиты.

Погода застала врасплох туристов на Байкале. Эти путешественники собирались отправиться на остров Ольхон, но из-за сильной пурги сбились с пути. Укрылись в обдуваемых всеми ветрами палатках. К появлению спасателей ледяной шторм практически разрушил хрупкие убежища. Обессилевшие туристы держатся друг за друга, с трудом делают и шаг.

Источник

Определение расчетных ветровых нагрузок на ствол металлической дымовой трубы

Страница 1 из 3 1 2 3 >

Есть дымовая труба круглого сечения. Дует ветер. Согласно прил. Д СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» на круглое сечение трубы действуют нагрузки, величина которых помимо всяческих «мелочей» (шероховатости поверхности трубы и т.п.) зависит от высоты рассматриваемого сечения и угла между направлением ветра и рассматриваемой точкой сечения. Прикладная программа СКАДА «Вест» при сборе ветровых нагрузок выдает значения распределенной по высоте нагрузки на трубу, отличные от рассчитанных мною «ручками». И я не пойму почему .

К сообщению прикреплен эскиз из СП. Верно ли, что полная ветровая нагрузка в сечении трубы равна разности между суммой действующих ветровых нагрузок на трубу против направления ветра и суммой нагрузок, действующих против его направления, т.е. (см. формулу)?

ПС. Интересует только принцип. Верно ли я считаю, и правильно ли понял СП?
ПС2. Если у кого-то есть прикладные программки (даже самодельные) или какое-то решение по автоматизации процесса расчета дымовых труб цилиндрического сечения. Прошу, если есть желание, поделиться.
ПС. Если, кроме того, есть информация или книги по расчету мачт, труб, вышек на галопирование, резонанс и т.п. Тоже было бы отлично)

Источник

Южак, Бора и другие ветры, которые дуют в России

Россия — страна большая, и в ней есть, где разгуляться ветрам. Местные ветра есть в каждом регионе нашей страны. Мы вспомнили основные.

Читайте также:  Пластиковая труба течет чем заделать

Баргузин

Могучий восточный байкальский ветер, скоростью 20м/с и продолжительностью всего несколько часов. Особой мощи он достигает осенью. Дует главным образом в центральной части озера из Баргузинской долины поперёк и вдоль Байкала. Возникает засчёт стока холодного воздуха из Даурских степей. Дует ровно, с постепенно нарастающей мощью, обычно предваряет устойчивую солнечную погоду.

Славное море — священный Байкал,
Славный корабль — омулёвая бочка.
Эй, баргузин, пошевеливай вал,
Молодцу плыть недалёчко.

Бора (итал. bora от греч. boreas— северный ветер) продолжается от нескольких суток до недели. Это ветер Новороссийской и Геленджикской бухт (дует более 40 дней в году), Новой Земли, берегов Байкала, чукотского города Певек («южак»), ветер западного склона Урала. Это сильный порывистый холодный ветер, дующий на побережье морей или крупных озер с горных хребтов, разделяющих сильно охлажденную и более теплую приморскую поверхность у их подножий. Он образуется, если невысокие горные хребты отделяют холодный воздух над сушей от тёплого воздуха над водой. Чем теплее вода и больше контраст температур – тем мощнее бора. Шквалистый ветер приносит сильное похолодание, поднимает высокие волны, а брызги воды намерзают на корпуса кораблей. Иногда с наветренной стороны на судне нарастает слой льда толщиной до 4 метров, под тяжестью которого корабль может перевернуться и затонуть. Перед появлением боры у вершин гор можно наблюдать густые облака, которые жители Новороссийска называют «борода».

Происхождение названия «Южак» не вызывает сомнений: южак — это общее название южных ветров в России. Однако южак распространен не только в южных регионах страны, но и в северных. Так, южак является одним из самых опасных ветров на Чукотке. Он опасен своей внезапностью и силой. В течение часа ветер может дуть со скоростью 40 м/с, а порывы могут достигать 60 — 80 м/с. Южак уносит почти весь снег, оголяет берега, разрушает постройки. Он опасен для судов, стоящих на рейде. Южаком также называют юго-западный и западный ветер в бухте Тикси. Он также отличается силой и представляет угрозу для судоходства.

Бриз (франц. brise — легкий ветер) — местный ветер небольшой скорости, меняющий направление дважды в сутки. Возникает на берегах морей, озер, иногда больших рек. Днем суша нагревается быстрее, чем вода, и над ней устанавливается более низкое атмосферное давление. Поэтому дневной бриз дует с акватории на нагретое побережье. Ночной — с охлажденного побережья на прогретую воду. Бризы хорошо выражены летом во время устойчивой антициклональной погоды, когда разница в температуре суши и воды наиболее значительная. Бризы дуют в нескольких сотнях метров на суше, а на морях — в пределах нескольких десятков километров. В эпоху парусного судоходства бризами пользовались для начала плавания.

Сарма

Самый мощный ветер и Байкала, и России. Этот шквалистый ветер образуется при переваливании холодного арктического воздуха через прибрежные горные хребты. Он назван по имени реки Сармы, через долину которой холодный ветер из прорывается к Байкалу. Появляется так: холодный арктический воздух с Приленского плато, переходя через Приморский хребет, попадает в суживающуюся к берегу Байкала долину Сармы, которая представляет собой природную аэродинамическую трубу, при выходе из которой ветер превращается в ураган. Жителям поселка Сарма приходится привязывать крыши домов к земле. Этот ветер наиболее част и свиреп осенью и зимой: в ноябре – 10 дней, в декабре – 13.

Перед появлением сармы появляются слоисто-кучевые облака грибовидной формы, с резко очерченными границами, собирающиеся над вершинами Приморского хребта вблизи Сарминского ущелья. Обычно от начала концентрации таких облаков до первого порыва сармы проходит 2-3 часа. Последним признаком является открытие «ворот» — появление просвета между вершинами гор и нижней кромкой туч.

Суховей

Степной ветер с высокой температурой и низкой влажностью воздуха в степях, полупустынях и пустынях. Образуется по краям антициклонов и продолжается несколько суток, усиливая испарение, иссушая почву и растения. Суховеи характерны для степных районов России и Прикаспийского района. Может пройти – и засушить весь урожай.

Горно-долинные ветры

Практически сухопутный бриз. Точно так же меняет направления 2 раза. Воздух по-разному нагревается над гребнями горных хребтов, склонами и дном долины. Днём ветер дует вверх по долине и склонам, а ночью, наоборот, — с гор в долину и вниз в сторону равнины. Скорость горно-долинных ветров невысока — около 10 м/с.

Источник

Управлять ветром

В серебристо-синем чреве

— Есть там кто, в трубе? — спрашивает по телефону Алёна Злотникова, пресс-секретарь Московского государственного строительного университета, на территории которого в прошлом году построили самую большую в России аэродинамическую трубу.

Получив положительный ответ, девушка предлагает мне следовать за ней. Мы идём длинными переходами, которые сами по себе напоминают гигантскую трубу. Вдруг перед нами возникает дверь. За ней обычный кабинет. Там сотрудники МГСУ собирают из деревянных панелей макет аэропорта. Прямо из этой комнаты через другую дверь мы попадаем в чрево трубы.

У входа деревянная табличка: «Большая градиентная аэродинамическая труба. Длина — 19 метров. Ширина — 4 метра. Высота — 2,5 метра. Максимальная скорость в рабочей зоне — 31 м/с». Труба похожа огромную серебристо-синюю змею, ползущую под землёй. 19 метров — это только её рабочая зона, общая длина составляет около 92 метров. Мы стоим внутри трубы, но ветра не чувствуем — гигантская установка выключена.

Читайте также:  Как происходит снимок маточных труб

Максимальная скорость, до которой она разгоняет воздух, — 31 метр в секунду. По шкале Бофорта это «жестокий шторм». Именно такая скорость ветра была зафиксирована во время урагана, обрушившегося на Москву летом 1998 года. Тогда погибли 8 человек, свыше 150 получили ранения. Почти тысяча домов осталась без электричества, более двух тысяч зданий были серьёзно повреждены. Общий ущерб от урагана превысил миллиард рублей.

— Вот сюда! На этот круг становиться нельзя, — предупреждает нас сотрудник лаборатории инженер Владислав Поддаев, — тут мы укрепляем макеты со зданиями, и они продуваются…

— Всеми ветрами? — спрашиваю, перешагивая запретный круг.

— Не всеми, конечно, а только смоделированными. Такая большая рабочая зона нужна для того, чтобы мы могли расставить некоторые препятствия, подобные городской застройке. Мы моделируем с их помощью разные формы турбулентности.

— То есть вы можете «вызвать» ветер любой силы и направленности?

— В принципе, да. Идёмте, я покажу вам пропеллеры.

Не дать ветру удариться

Пропеллеры, должна я вам сказать, — это самое прекрасное в трубе: на них запросто мог бы взлететь отряд гигантских Карлсонов. От пропеллеров мы идём по маршруту, который ветер прокладывает каждый раз, когда установка включается. Синий коридор тянется словно в бесконечность. Протискиваемся сквозь специальные поворотные лопатки — они немного закручивают, перенаправляют ветер, не давая ему ударяться о стенки трубы. Это нужно, чтобы воздушный поток не терял скорость на поворотах.

Я замечаю, что некоторые лопатки подвижны — они выдвигаются почти так же, как закрылки на самолётном крыле. Теоретически можно построить трубу без дополнительных конструкций вроде всех этих лопаток, да вот проблема — лабораторий, где уместилась бы подобная установка, просто нет.

— Вон та решётка нужна для того, чтобы поток стал ламинарным, то есть абсолютно ровным, без каких-либо погрешностей, — показывает Владислав на металлическое заграждение с узкими ячейками, которое ставят на пути у ветра.

— Похоже на сито, будто ветер нужно просеять, — замечаю я, разглядывая рабочую зону через эту решётку. Мы подошли к месту, где разгон ветра заканчивается и начинается собственно эксперимент.

— Обычно в самом начале рабочей зоны мы устанавливаем сопротивление — разного размера кубы, — объясняет Поддаев. — И продуваем макет под различными углами атаки. От 8 до 36 углов. Рабочий стол — тот самый круг, на котором стоит макет здания. Стол вращающийся, так что макет можно повернуть как угодно. Рабочая зона, как вы, наверное, заметили, намного уже той части трубы, по которой мы шли, — это ускоряет поток воздуха и позволяет уменьшить количество вентиляторов.

Бывает, что после испытания ветрами архитекторам приходится вносить изменения в план будущего здания. Сотрудники лаборатории, работающие в трубе, архитекторам конкретных рекомендаций не дают — лишь результаты опытов. При этом учёные исследуют не только силовое воздействие воздушного потока, но и шум. Где ветер, там много шума. Поэтому лаборатория называется аэроакустической.

Ещё труба позволяет спрогнозировать распределение снега на крыше сложной конструкции, дабы не получалось, что в каких-то местах скапливаются огромные сугробы, способствующие проседанию и разрушению кровли. Снег в эксперименте имитируют мелкие древесные опилки — полы в лаборатории сплошь усеяны этой древесной крошкой. Недавно учёные устроили испытание плохой погодой макету аэропорта «Южный Ростов». Это такое суперсовременное здание с замысловатой разноярусной крышей, которую нужно было проверить на прочность.

Гигантский фен

Каждый макет соединён пучком проводов с монитором — так во время эксперимента сотрудники лаборатории наблюдают за зданием.

— Чем сложнее строение, тем важнее провести эксперимент, — говорит Владислав. — В основном мы занимаемся уникальными конструкциями. Помните здание МИДа на Смоленской-Сенной площади? Идёмте, я покажу макет шпиля этой высотки. Мы делали расчёты ветровых воздействий для шпиля в обычном состоянии и полностью закрытого строительными лесами. Важно было проверить, не сорвёт ли ветер эти леса и насколько безопасной будет реконструкция.

— Испытываете вы ещё что-то кроме зданий?

— Конечно! Мосты, например, металлические перекрытия, устанавливаемые в людных местах. Или вот градирни (устройства для охлаждения большого количества воды. — «КШ») Воронежской электростанции. Мы испытали таких две.

Подходим к макету, где посреди типового микрорайона стоят три синих небоскреба странноватой формы. Как поведут себя стеклянные высотки под воздействием ветра? Повлияет ли на ситуацию старая застройка? Всё это покажет эксперимент.

— Как часто работает аэродинамическая труба? — спрашиваю Владислава.

— Когда есть заказы. Последний раз включали 30 декабря 2015 года. Сейчас моделируем ещё один аэропорт.

В соседнем помещении есть другая аэродинамическая труба. По сравнению с той, по которой мы гуляли, она кажется малюткой — установлена вдоль стены прямо в лаборатории и напоминает гигантский фен. Это учебная конструкция, с её помощью студенты производят расчёты для дипломных работ. Внутри этой трубы тоже есть рабочая зона — из оргстекла, через которое можно рассматривать крошечную модель здания с приклеенными ленточками.

— Ленточки тут для наглядности, — говорит Владислав, заметив мой удивлённый взгляд. — Чтобы понимать, куда ветер дует.

Источник