CN104359644B - 高超声速低密度风洞可变马赫数喷管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，包括喉道段和扩散段，所述喉道段与前室通过螺栓连接，所述喉道段与所述扩散段通过螺栓相连接，所述扩散段包括锥段、滑动支架和膨胀节，所述扩散段通过所述膨胀节与试验段连接，并且所述扩散段伸入试验段内，所述滑动支架安装于所述锥段下方，能够带动所述扩散段沿轴向前后移动，所述滑动支架固定于风洞厂房地基上，利用所述扩散段的前后移动能够更换不同型面的喉道段，从而对应不同的马赫数；需要改变喷管马赫数时，调整扩散段与试验段问膨胀节的压缩量，使扩散段通过滑动支架沿轴向前后移动lO～30mm，保证喉道段的顺利更换。本发明的喷管结构简单、节省喷管扩散段的加工经费，降低设备的成本。

Description

高超声速低密度风洞可变马赫数喷管
技术领域
本发明涉及高超声速低密度风洞领域，尤其涉及一种高超声速低密度风洞可变马赫数喷管。
背景技术
高超声速低密度风洞是研究稀薄气体动力学的一种工具，也是模拟航天器高空、高速飞行状态的一种地面试验设备。在该风洞中，可进行诸如导弹、诱饵、卫星和飞船返回舱第航天器模型的气动特性试验，以及进行滑移流态和过渡流态等稀薄气体动力学有关问题的研究试验。在高超声速低密度风洞中，喷管是保证试验段获得设计马赫数的均匀气流的重要部件。
国外拥有的高超声速低密度风洞很少，国内目前也只有一座。它们通常选用的是三维型面喷管，它的缺点是：三维型面喷管型面计算麻烦，型面形状复杂，一个马赫数对应一副喷管，加工困难，造价昂贵。本发明可以克服上述缺点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，采用更换喷管喉道段实现大部分喷管段的共用，并实现多马赫数的运行。
本发明提供了一种高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其包括喉道段和扩散段，所述喉道段与前室的连接，所述喉道段与所述扩散段通过螺栓相连接，所述扩散段包括锥段、滑动支架和膨胀节，所述扩散段通过所述膨胀节与试验段连接，所述滑动支架安装于所述锥段，并以能够带动所述扩散段沿轴向前后移动的方式固定于风洞厂房地基上，利用所述扩散段的前后移动能够更换不同型面的喉道段，从而对应不同的马赫数。
优选所述喉道段与所述扩散段通过法兰连接，其连接处间隙小于等于0.01mm，顺气流台阶高度小于等0.05mm。
优选所述喉道段包括喷管内壁、垫块、外壳体和挡圈；所述喷管内壁的几何形状由喷管气动设计确定，材料为铍青铜；所述垫块为两个半圆形垫块，通过组装放到喉道处。
优选所述锥段的扩散角为30°，所述扩散段出口端伸入试验段。
优选所述喉道段与所述扩散段的截面为圆形。
优选所述扩散段通过滑动支架能够沿轴向前后移动10～30mm。
需要改变喷管马赫数时，脱开喉道段与扩散段间的连接，调整扩散段与试验段间膨胀节的压缩量，使扩散段通过滑动支架沿轴向前后移动10～30mm，保证喉道段的顺利更换。
通过更换喉道段能够实现喷管出口流场参数变化、多马赫数运行的高超声速喷管。使用本发明的技术方案，喷管流场的马赫数梯度和压力梯度小，马赫数变化范围宽，喷管出口的流场均匀度高，流场的品质好；本发明通过简单、合理的机械结构实现高超声速低密度风洞的多马赫数运行，而不需要复杂的控制机构，节约研制经费和设备投资；本发明只更换喉道段，实现大部分喷管段的共用，节省喷管的加工经费。本发明通过合理的设计保证喷管具有良好的试验性能，用较为简单的结构，实现了复杂的功能，为设备的安装、调试、维修带来方便。
附图说明
图1为高超声速低密度风洞可变马赫数喷管的三维图；
图2为高超声速低密度风洞可变马赫数喷管的结构示意图；
图3为高超声速低密度风洞可变马赫数喷管的喉道段示意图；
图4为高超声速低密度风洞可变马赫数喷管的扩散段示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，高超声速低密度风洞可变马赫数喷管包括喉道段1和扩散段2，对应若干个马赫数有若干个喉道段1，扩散段2为若干个马赫数喷管所共用。通过更换喉道段1的方法实现改变马赫数的功能。喷管布置在风洞厂房中，喉道段1前端通过螺栓与前室连接，后端通过螺栓与扩散段2连接，更换喉道段1时，喉道段1夹在中间，无法完成吊装更换。因此，在扩散段2与试验段之间安装膨胀节，在扩散段2下方设置滑动支架22。在改变喷管马赫数更换喉道段1时，松开扩散段2与试验段间膨胀节24上的拉杆，压缩膨胀节24，使扩散段2沿滑动支架22向顺气流方向移动10～30mm，使扩散段2与喉道段1脱开，保证更换喉道段1的操作空间；再调入另一喉道段1，调整膨胀节24的压缩量，使扩散段2沿逆气流方向移动10～30mm，与另一个喉道段1对接，用扩散段2与另一喉道段1的止口定位，保证每次组装的同轴度，完成对接后，将膨胀节24上的拉杆拉紧。
喉道段1与扩散段2用周向均布的若干个螺栓连接(螺栓数量和尺寸查《机械设计手册》确定)。连接处间隙不超过0.01mm，不允许有逆气流台阶，顺气流台阶高度不超过0.05mm。
如图3所示，喉道段1包括喷管内壁11、垫块12、外壳体13及挡圈14。喷管内壁11的几何形状由喷管气动设计确定，材料为铍青铜。垫块12为半圆形，两个半圆形垫块12组装放到喉道处。喷管内壁11与外壳体13通过挡圈14喉道段2一端连接。
如图4所示，扩散段2包括锥段21、滑动支架22、法兰23、膨胀节24，锥段的扩散角为30°，在锥段21下方设置滑动支架22，滑动支架22固定于风洞厂房的地基上，既对扩散段2起支撑作用，又可以保证扩散段2沿轴向前后(以与气流方向一致的方向为前方)移动。扩散段2通过膨胀节24与试验段连接，扩散段2出口端伸入试验段内。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其特征在于：包括喉道段和扩散段，所述喉道段通过螺栓与前室连接，所述喉道段与所述扩散段通过螺栓相连接，所述扩散段包括锥段、滑动支架和膨胀节，所述扩散段通过所述膨胀节与试验段连接，所述滑动支架安装于所述锥段，并以能够带动所述扩散段沿轴向前后移动的方式固定于风洞厂房地基上，利用所述扩散段的前后移动能够更换不同型面的喉道段，从而对应不同的马赫数。
2.如权利要求1所述的高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其特征在于：所述喉道段与所述扩散段通过法兰连接，其连接处间隙小于等于0.01mm，顺气流台阶高度小于等0.05mm。
3.如权利要求1所述的高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其特征在于：所述喉道段包括喷管内壁、垫块、外壳体和挡圈；所述喷管内壁的几何形状由喷管气动设计确定，材料为铍青铜；所述垫块为两个半圆形垫块，通过组装放到喉道处。
4.如权利要求1所述的高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其特征在于：所述锥段的扩散角为30°，所述扩散段出口端伸入试验段。
5.如权利要求1所述的高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其特征在于：所述喉道段与所述扩散段的截面为圆形。
6.如权利要求1所述的高超声速低密度风洞可变马赫数喷管，其特征在于：所述扩散段通过滑动支架能够沿轴向前后移动10～30mm。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104729825B (zh) * 2015-04-03 2017-06-16 中国航天空气动力技术研究院 一种辅助控制高速风洞亚跨声速流场的喷流系统
CN105043711B (zh) * 2015-08-04 2018-11-23 北京航天长征飞行器研究所 一种兼容多喷管的风洞扩压器及风洞扩压方法
CN105181290B (zh) * 2015-10-13 2017-07-28 北京航天长征飞行器研究所 一种用于燃气流风洞的高温喷管
CN107806977B (zh) * 2017-11-29 2024-04-09 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 一种组合式宽马赫数高焓脉冲风洞管体结构
CN107860554B (zh) * 2017-12-06 2023-12-22 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 风洞试验中尾喷流试验一体化模型装置及试验方法
CN108263638B (zh) * 2017-12-22 2021-02-05 中国航天空气动力技术研究院 一种高温低耗异形喷管
RU181016U1 (ru) * 2018-02-27 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Сверхзвуковое осесимметричное сопло
CN110977903B (zh) * 2019-11-11 2021-04-13 中国航天空气动力技术研究院 一种喷管存放及快速更换装置
CN112833259B (zh) * 2020-12-25 2022-10-28 北京动力机械研究所 一种分段式喷管喉道段
CN114252230B (zh) * 2022-03-02 2022-04-26 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种常规高超声速风洞高马赫数喷管冷却水的分配装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2151344Y (zh) * 1993-03-22 1993-12-29 沈阳市新兴波纹管厂 套筒式膨胀节
CN101684878A (zh) * 2008-09-24 2010-03-31 贵州航天电器股份有限公司 一种高压气路连接器
CN201636475U (zh) * 2009-11-30 2010-11-17 捷锐企业(上海)有限公司 一种气体终端的锁脱扣机构
CN102996955A (zh) * 2012-12-07 2013-03-27 天津鹏翎胶管股份有限公司 一种气密试验用快速接头
CN203414239U (zh) * 2013-08-23 2014-01-29 福建闽机机械科技有限公司 一种自动夹紧装置
CN203745189U (zh) * 2014-01-24 2014-07-30 长城汽车股份有限公司 一种用于曲轴疲劳试验的曲拐对中装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04175628A (ja) * 1990-11-08 1992-06-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変マッハ数風洞ノズル
JPH06258178A (ja) * 1993-03-03 1994-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超音速ノズル
JPH09113406A (ja) * 1995-10-24 1997-05-02 Kobe Steel Ltd 可変マッハ数ノズル
CN201983918U (zh) * 2011-03-22 2011-09-21 中国人民解放军国防科学技术大学 超声速风洞用伸缩式扩压器
CN102302989B (zh) * 2011-05-18 2013-07-10 中国人民解放军国防科学技术大学 共用喉部的超声速喷管及其设计方法
CN102788677B (zh) * 2012-09-03 2014-12-24 中国科学院力学研究所 高超声速变马赫数风洞喷管
CN103143461B (zh) * 2013-02-05 2015-09-16 中国人民解放军国防科学技术大学 滑块式变马赫数喷管及其壁面确定方法
CN203500781U (zh) * 2013-09-12 2014-03-26 北京航天益森风洞工程技术有限公司 一种可以滑动的卧式容器支座
CN104033280B (zh) * 2014-06-06 2016-06-08 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种可实现s弯遮挡功能的二元矢量喷管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2151344Y (zh) * 1993-03-22 1993-12-29 沈阳市新兴波纹管厂 套筒式膨胀节
CN101684878A (zh) * 2008-09-24 2010-03-31 贵州航天电器股份有限公司 一种高压气路连接器
CN201636475U (zh) * 2009-11-30 2010-11-17 捷锐企业(上海)有限公司 一种气体终端的锁脱扣机构
CN102996955A (zh) * 2012-12-07 2013-03-27 天津鹏翎胶管股份有限公司 一种气密试验用快速接头
CN203414239U (zh) * 2013-08-23 2014-01-29 福建闽机机械科技有限公司 一种自动夹紧装置
CN203745189U (zh) * 2014-01-24 2014-07-30 长城汽车股份有限公司 一种用于曲轴疲劳试验的曲拐对中装置

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