Погрешность типовой методики измерений скорости воздушного потока в аэродинамических трубах малых дозвуковых скоростей

Разработана типовая методика измерений скорости воздушного потока с целью унификации и стандартизации применяемых средств измерений и алгоритмов обработки данных, сокращения времени разработки и аттестации таких типовых методик. Исследованы источники погрешности косвенных измерений скорости воздушного потока в диапазоне 3–105 м/с. Проанализированы источники инструментальной погрешности косвенных измерений – преобразователи давления с цифровым и аналоговым выходным сигналом, приёмники воздушного давления, измерители температуры и относительной влажности воздуха, преобразователи атмосферного давления. Показано, что наибольший вклад в инструментальную погрешность вносит измерение разности давлений и атмосферного давления. Рассмотрена методическая погрешность, которая зависит от принятой модели измерений. Предложена математическая модель измерений, включающая оптимальные выражения для определения плотности влажного воздуха и поправки на сжимаемость и позволяющая уменьшить методическую погрешность. Разработаны требования к метрологическим характеристикам применяемых средств измерений, соблюдение которых обеспечивает соответствие суммарной погрешности косвенных измерений скорости воздушного потока допускаемым пределам Даны рекомендации по применению средств измерений и алгоритмов обработки результатов измерений, которые позволяют уменьшить погрешность измерений на 39 % и создать типовую методику измерений скорости воздушного потока. Типовую методику можно использовать на предприятиях авиационной отрасли при измерениях скорости воздушного потока пневмометрическим методом.

1. Козловский В. А., Филиппов С. Е. Неравномерность поля потока в аэродинамической трубе У-6 и оценка его влияния на аэрокосмические характеристики моделей // Материалы XIX школы-семинара «Аэродинамика летательных аппаратов», п. Володарского, Московская обл., 28–29 февраля 2008 г., Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского, 2008. С. 73–74.

2. Петунин А. Н. Определение параметров потока пневмометрическим методом и методом скорости // Учёные записки ЦАГИ. 1988. Т. 19. № 3. С. 1–8.

3. Петунин А. Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М.: Машиностроение, 1996. 380 с.

4. Бабин В. А., Куликов Н. А., Самойленко А. И. Исследование погрешности измерения малых дозвуковых скоростей воздушного потока // Сборник материалов III отраслевой конференции по измерительной технике и метрологии для исследований летательных аппаратов КИМИЛА 2018, 5–6 июня 2018 г., Жуковский, Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского, 2018, С. 120–130.

5. Davis R. S., Metrologia, 1992, vol. 29, no. 1, pp. 67–70. https://doi.org/10.1088/0026-1394/29/1/008

6. Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. Минск: Современная школа, 2005. 608 с.

7. Хижняк С. Ю., Довыденко О. В. Исследование на точность методик измерений скорости воздушного потока и чисел Маха для аэродинамических труб ЦАГИ // Сборник научных трудов 5-й Всероссийской научно-практической конференции «Измерения в современном мире-2015», Санкт-Петербург, 2–4 июня 2015 г., Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2015. С. 229–235.

8. Артемьев Б. Г., Лукашов Ю. Е. Справочное пособие для специалистов метрологических служб. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стандартинформ, 2009. 688 с.

9. Дойников А. С., Брянский Л. Н., Крупин Б. Н. Справочник по метрологии. М.: Стандартинформ, 2010. 144 с.

10. Сычев Е. И., Храменков В. Н., Шкитин А. Д. Основы метрологии военной техники. М.: Воениздат, 1993. 400 с.

11. Dovydenko O., Birukov G., Samoylenko A., Maskaev V., Petronevich V. 29th International Scientific Symposium “Metrology and Metrology Assurance”, MMA-2019, Sozopol, 6–10 September 2019. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019, 8936021. https://doi.org/10.1109/ММА.2019.8936021

12. Довыденко О. В., Хижняк С. Ю. Исследование на точность методик измерений скорости воздушного потока для аэродинамических труб дозвуковых скоростей ЦАГИ // X Всероссийская научно-техническая конференция «Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации», пос. Поведники Московской обл., 27–29 октября 2014. С. 62–66.