В ГСХИ был использован способ дорожных испытаний моделей при помощи специальных установок, сконструированных на базе автомобилей ГАЗ-13 и Олдсмобил-98. Аэродинамическая установка, изготовленная на базе автомобиля ГАЗ-13, предназначена для определения коэффициентов сопротивления воздуха моделей в дорожных условиях, а также состояния воздушного потока, обтекающего модели.

Модель, укрепленную на тензометрический силовой элемент, устанавливают над экраном, имитирующим поверхность дороги. Экран крепят над автомобилем в зоне невозмущенного потока. При движении установки действие воздуха на модель при помощи гибкого элемента с тензодатчиками регистрируется осциллографом.

Одним из существенных недостатков аэродинамических испытаний автомобилей на крыше автобуса или на железнодорожной платформе являлось влияние тягача на состояние воздушного потока.

Рис. 70. Установка ГСХИ для аэродинамических испытаний моделей автомобилей в дорожных условиях

При создании установки необходимо так расположить модели с экраном, имитирующим поверхность дороги, чтобы влияние потока, обтекающего автомобиль, исключить полностью. Поток, идущий над экраном, должен быть невозмущенным. При движении автомобиля могут возникать инерционные усилия модели, укрепленной на гибком элементе, которые необходимо исключить. Замер возникающих усилий следует фиксировать с достаточной точностью.

Общее устройство испытательной установки показано на рис. 70 и 71. Экран, имитирующий поверхность дороги, установлен в зоне невозмущенного потока над капотом и крышей автомобиля, в конструкцию которого не было внесено никаких изменений. Размер экрана 3000X1800 мм был выбран так, чтобы его длина позволяла устанавливать модель любого автомобиля в масштабе 1:5, а ширина перекрывала габаритные размеры автомобиля в его верхней части. Крепление экрана позволяло регулировать его угол атаки по отношению к дороге. Платформа весового механизма, на которой укреплена модель, была установлена на одном уровне с экраном, а весовой механизм был расположен под экраном и закрыт обтекателем со съемной крышкой.

Рис. 71. Основные геометрические размеры аэродинамической испытательной установки ГСХИ

Силы давления воздуха, действующие на модель, воспринимались силовым элементом, на который были наклеены тензодатчики с базой 30 мм и сопротивлением 13 ом. Усилия записывались на осциллографе Н-700.

Чтобы на измерительный элемент не передавались инерционные силы, возникающие у модели при движении автомобиля, был применен механизм (рис. 72), на центральной плите 3 которого укрепили на подшипниках два валика 2, жестко соединенных с рычагами 4. К рычагам шарнирно присоединили две плиты 1 и 5. Длина плеч всех рычагов относительно центральных осей была одинакова.

Рис. 72. Схема уравновешивающего механизма установки ГСХИ

На центральной плите был жестко укреплен стержень с тензодатчиками (тензометрический элемент 7). Верхний конец стержня шарнирно соединили с плитой 1. На верхнюю плиту укрепили модель 8 автомобиля, а на нижнюю — противовес 6, равный весу модели.

В случае возникновения инерционных сил Р₁ у модели, а следовательно, и P₂ у противовеса они действуют на равном расстоянии а от оси и не дают возможности перемещаться плитам 1 и 5. Сила, возникающая от сопротивления воздуха, действует только на модель автомобиля, так как противовес 6 закрыт кожухом. В результате плита 1 перемещается, что при помощи силового элемента фиксируется осциллографом.

Рис. 73. Крепление модели на измерительном механизме

Тензометрический элемент 7 представляет собой стальной брус равного сопротивления треугольной формы. Размеры элемента были выбраны в соответствии с размерами тензодатчиков и установки (толщина 3 мм, длина 140 мм, ширина у основания 25 мм).

Рис. 74. Электрическая схема измерительной цепи силового элемента

На рис. 73 показана установка и крепление модели на измерительном механизме. Буквой А обозначены масляные амортизаторы, гасящие колебания модели при движении автомобиля. Схема измерительной цепи силового элемента приведена на рис. 74. Измерительный мост образуют четыре рабочих плеча: R1, R2, R3 и R4. В цепь контроля напряжения источника питания введено сопротивление R5. Для балансировки моста служит сопротивление R, включенное в одну из его диагоналей. В другую диагональ включен стрелочный прибор Г или вибратор В осциллографа.

Автор: Е.В. Михайловский