Розробка компактного імпульсного ежектора: оцінка ефективності по виміряних аеродинамічних характеристиках

Автор(и)

  • Nina Yurchenko Лабораторія удосконаленої аеродинаміки та міждисциплінарних досліджень, Інститут гідромеханіки, Нац. Академія наук, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0001-7562-6065
  • Pavlo Vynogradskyy Лабораторія удосконаленої аеродинаміки та міждисциплінарних досліджень, Інститут гідромеханіки, Нац. Академія наук, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.89.211391

Ключові слова:

імпульсний ежектор, наповнення подушки безпеки, вимірювання, поля тиску, коефіцієнт ежекції (аспірації)

Анотація

Метою дослідження є розробка ефективного ежектора, що може застосовувітися для систем заповнення подушок безпеки автомобілів.

Робота полягає в конструюванні ежектора разом з відповідною експериментальною установкою і вимірювальним комплексом. Експеримент планується в трьох частинах: вимірюванння полів тиску, швидкісна відеозйомка наповнення подушки безпеки за допомогою сконструйованого ежектора і вимірюванння коефіцієнта ежекції (аспірації). З цією метою створено кілька основних елементів. До них відносяться пневматична установка з ключовим блоком у вигляді спеціально сконструйованого швидкісного клапана, система накопичення та обробки даних, керована дистанційно, для аналізу сигналів з гребінки датчиків тиску і стенд для вимірювання коефіцієнта ежекції в залежності від геометрії ежектора і величини мотивуючого тиску.

Відповідно до технічного завдання, надзвукові імпульсні ежектори розроблені та виготовлені в декількох конструктивних варіантах і випробувані в Лабораторії Сучасної Аеродинаміки і Міждисциплінарних Досліджень. Аналіз ряду отриманих експериментальних результатів показав їх гарне взаємне узгодження та можливість отримання коефіцієнтів ежекції для умов “холодного газу” А = 3.16 – 1.57 у залежності від конфігурациї ежектора та величини мотивуючого тиску. Новий пристрій має явні переваги в порівнянні зі звичайними піротехнічними ежекторами: (1) забезпечує безпечну роботу з великими подушками автономних автомобілів, (2) виключає травмування пасажирів за рахунок припинення наповнення подушки при її контакті з об'єктом всередині салону.

Посилання

  1. Breed, David S. (2015), "Steering Wheel Mounted Aspirated Airbag System", Granted May 26, United States Patent No. US9039038.
  2. Breed, D., Voropaiev, G., Yurchenko, N., Paramonov, Yu. and Koshil, A. (2018), "Airbag inflators including aspirators” , Int. Publication No. WO 2018/132420 A1, published 19 July 2018, Internat. Patent No. PCT/US2018/013088.
  3. Breed, D., Zhang, S., Yurchenko, N. and Voropaiev, G. (2018), "Development of an aspirated inflator for preventing out-of-position occupant injuries", Proc. 14th Int. Symposium on Sophisticated Car Safety Systems, Nov. 26–28, Mannheim, Germany.
  4. David Breed, Shawe Zhang, Nina Yurchenko, Gennadiy Voropaiev, Nataliya Rozumnyuk, Pavlo Vynogradskyy, Kostyantyn Kuzmenko (2018), "Toward autonomous vehicles: basic aerodynamic background for novel airbag inflation system", Proc. 14th Int. Symp. on Sophisticated Car Safety Systems, Nov. 26–28, Mannheim, Germany.
  5. Tadashi Narabayashi, Yukitaka Yamazaki, Hidetoshi Kobayashi, and Toshihiko Shakouchi (2006), "Flow Analysis for Single and Multi-Nozzle Jet Pump", JSME Int. J. Series B, Special no on Jets, Wakes and Separated Flows, vol. 49, no. 4, pp. 933–940.
  6. Kyoung-Su Im, Zeng-Chan Zhang, Cook and Grant, O. (2016), "Airbag inflator models in LS-DYNA", 14th International LS-DYNA Conference, Session: Occupant safety, June 12–14, pp. 1–1 – 1–4.
  7. Kuzmenko, K.M., Yurchenko, N.F., Vynogradskyy, P.M., and Paramonov, Yu.O. (2016), "Optimization of ejector design and operation". EPJ Web of Conferences, Article Number 02063. https://doi.org/10.1051/epjconf/201611402063
  8. Breed, David S., Yurchenko, Nina F., Vynogradskyy, Pavlo M., Kuzmenko, Konstantin N. and Paramonov, Yuriy A. (2018), "Advanced aerodynamic system for airbag inflation". Proc. Int. Conf. on Advances in Automotive Engineering (ICAAE18), August 27 – 31, Incheon, Korea. http://www.i-asem.org/publication_conf/structures18/12.ICAAE18/XH3A.1.AE1761_4762F3.pdf
  9. Kisil, V.M., Kuzmenko, K.M. and Yurchenko, N.F. (2019), Universal pneumatic high-speed valve UHSV16-1. Proc. of the Conf. Hydro-Aerodynamics in the Engineering Practice, Kyiv, Ukraine.
  10. Yurchenko, N., Vynogradskyy, P., Pavlovsky, R., Zhdanov, O. (2008), Aerodynamic Facility with MW-Systems for Flow Control Based on Localized Plasma Generation, AIAA Paper-2008-3939.
  11. Breauer, Kenneth S. (2004), "Sensors, actuators and algorithms for practical implementations of turbulence boundary layer control", Brown University, Div. of Engineering, Box D, Providence, www.microfluidicd.engin.brown.edu
  12. Kasagi, Nobuhide (2005), "Toward smart control of turbulent jet mixing and combustion", Int. Conf. on Jets, Wakes and Separated Flows, ECJWSF-2005, Toba-shi, Mie, Japan, pp. 1–9.
  13. Yurchenko, N. (2009), "A method of active boundary-layer control over bodies of complex geometry", (registered in Ukr. Patenting Office 26.10.2009), Patent of Ukraine No. 45240.
  14. Yurchenko, N.F. (2013), "Energy-efficient flow control around blunt bodies", Intl. J. of Advances in Aircraft and Spacecraft Science, vol. 1, no. 1, pp. 15–25. http://dx.doi.org/10.12989/aas.2014.1.1.015
  15. Breed, David, Yurchenko, Nina, Vynogradskyy, Pavlo, Kuzmenko, Konstantin, Paramonov, Yuriy and Koshil, Andriy (2019), "The Analysis and Experimental Development of Aspirated Airbags for Conventional and Autonomous Vehicles", Proc. 26th Int.Technical Conf. on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV), Eindhoven, Netherlands, June 10–13, 2019, pp. 10.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-09-01

Як цитувати

[1]
N. Yurchenko і P. Vynogradskyy, «Розробка компактного імпульсного ежектора: оцінка ефективності по виміряних аеродинамічних характеристиках», Mech. Adv. Technol., вип. 2(89), Вер 2020.

Номер

№ 2(89) (2020)

Розділ

Механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Mechanics and Advanced Technologies

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.