CN109443784A - 一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，包括：侧压式进气道模型、进气道托架、支架、钢丝导引架、钢丝、风洞壁面、固定块、螺钉、转动螺母、螺杆、移动滑块和带刻度导杆。本发明设计了一种能实现进气道内收缩比连续变化的装置，以满足测试进气道起动性能随内收缩比变化以及在一次风洞试验过程中获得不同内收缩比进气道性能的需要。

Description

一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置
技术领域
本发明涉及高超声速进气道技术领域，尤其是一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置。
背景技术
进气道是高超声速飞行器超燃冲压发动机的重要组成部分之一，其性能优劣直接影响到发动机的性能。超声速进气道按压缩方式通常可以分为外压式、内压式和内外压混合式三种类型，它们有各自不同的超声速工作范围。而对高超声速进气道而言，只能采用内外压混合压缩方式，否则会带来巨大的外部阻力。由于高超声速进气道有一定程度的内压缩，这就带来了进气道的起动问题。未起动的进气道，与起动状态相比，捕获的流量减少很多，压缩效率低下，气动和热负荷增加，阻力增加，严重时导致燃烧室熄火和发动机失速，造成严重的后果。
当高超声速飞行器在宽马赫数范围内飞行时，为保证进气道有优良的性能，就必须对进气道内收缩比进行调节以保证进气道在低马赫数也有较好的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，能够满足测试进气道起动性能随内收缩比变化以及在一次风洞试验过程中获得不同内收缩比进气道性能的需要。
为解决上述技术问题，本发明提供一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，包括：侧压式进气道模型、进气道托架2、支架3、钢丝导引架7、钢丝8、风洞壁面9、固定块10、螺钉11、转动螺母12、螺杆13、移动滑块14和带刻度导杆15；将侧压式进气道模型底部铣槽安装在进气道托架2上，最后进气道托架2再通过风洞壁面9上的安装槽固定在风洞壁面9上，进气道模型就安装好，开展性能试验；在进气道左右侧板4上端垂直侧板4壁面从唇口位置到侧板壁末端铣槽，进气道唇口板6安装在该槽内并可以移动；进气道挡板5通过紧固件安装在进气道左右侧板4上端，起密封作用；钢丝8穿过钢丝导引架7上的多个薄铜片，使其沿设定的轨迹运动；钢丝8两端通过螺纹分别与进气道唇口板6和风洞外的螺杆13连接，螺杆13通过螺纹一端与转动螺母12连接，另一端与移动滑块14连接，移动滑块14上有孔穿过带刻度导杆15，带刻度导杆15固定安装在在风洞壁面9下；转动螺母12则用两个固定块10通过螺钉11固定在风洞壁面9上，同时，转动螺母12通过螺纹与螺杆13连接。
优选的，侧压式进气道模型由进气道第一压缩楔1-1，进气道第二压缩楔1-2，进气道侧板4、进气道挡板5、进气道唇口板6经机械加工后装配而成。
优选的，试验的进气道设计点收缩比、顶板、侧板压缩角都是是已知的；假设此时唇口所在进气道截面宽为WC，高为HC，则唇口所在截面的截面积为AC＝WC×HC，设喉道截面面积为At，则进气道内收缩比为如果进气道唇口板6后移一段距离ΔL，ΔL通过带刻度导杆的指示值得到，到达新的位置，通过计算得此时截面的高为HC1＝HC-ΔL×tanα3宽为WC1＝WC，进气道唇口截面积AC1＝WC1×HC1，从而获得内收缩比为
本发明的有益效果为：目前高超声速进气道试验通常都是针对进气道某一特定内收缩比开展，本发明设计了一种能实现进气道内收缩比连续变化的装置，以满足测试进气道起动性能随内收缩比变化以及在一次风洞试验过程中获得不同内收缩比进气道性能的需要。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为本发明的典型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，包括：进气道第一压缩楔1-1、进气道第二压缩楔1-2、进气道托架2、支架3、进气道侧板4、进气道挡板5、进气道唇口板6、钢丝导引架7、钢丝8、风洞壁面9、固定块10、螺钉11、转动螺母12、螺杆13、移动滑块14和带刻度导杆15；侧压式进气道模型由进气道第一压缩楔1-1，进气道第二压缩楔1-2，进气道侧板4、进气道挡板5、进气道唇口板6经机械加工后装配而成；然后再将进气道模型底部铣槽安装在进气道托架2上，最后进气道托架2再通过风洞壁面9上的安装槽固定在风洞壁面9上，进气道模型就安装好，开展性能试验；在进气道左右侧板4上端垂直侧板4壁面从唇口位置到侧板壁末端铣槽，进气道唇口板6安装在该槽内并可以移动；进气道挡板5通过紧固件安装在进气道左右侧板4上端，起密封作用；钢丝8穿过钢丝导引架7上的多个薄铜片，使其沿设定的轨迹运动；钢丝8两端通过螺纹分别与进气道唇口板6和风洞外的螺杆13连接，螺杆13通过螺纹一端与转动螺母12连接，另一端与移动滑块14连接，移动滑块14上有孔穿过带刻度导杆15，带刻度导杆15固定安装在在风洞壁面9下；转动螺母12则用两个固定块10通过螺钉11固定在风洞壁面9上，同时，转动螺母12通过螺纹与螺杆13连接。
试验时，由于转动螺母12被固定块10固定在风洞壁面9上，旋转转动螺母12时，与其通过螺纹连接的螺杆13便上下运动，带动一端与其通过螺纹连接的钢丝8移动，同时带动另一端与其通过螺纹连接的移动滑块14同步沿着带刻度导杆15上下运动。再通过钢丝8带动进气道唇口板6前后移动，从而在试验时实现进气道唇口板6前后连续移动达到改变内收缩比的目的。由于进气道唇口板6与螺杆13及移动滑块14同步移动，因此，试验前在带刻度导杆15上标定好移动距离同内收缩比对应值，就可以通过移动滑块14的移动距离实时了解到唇口所在位置处模型进气道的对应内收缩比。
试验过程中，实时掌握进气道唇口板7所在位置获得进气道内收缩比是可行的。所试验的进气道设计点收缩比、顶板、侧板压缩角都是是已知的。假设此时唇口所在进气道截面宽为WC，高为HC，则唇口所在截面的截面积为AC＝WC×HC。设喉道截面面积为At，则进气道内收缩比为
如果进气道唇口板6后移一段距离ΔL(ΔL可以通过带刻度导杆的指示值得到)，到达新的位置，通过计算可得此时截面的高为HC1＝HC-ΔL×tanα3宽为WC1＝WC，进气道唇口截面积AC1＝WC1×HC1，从而获得内收缩比为
因此，采用此装置可以实时获得进气道内收缩比。
如图2所示，通常侧压式进气道由顶板、侧板和唇口板组成。不同的侧压式进气道只有顶板有二楔压缩、三楔压缩区别，其它侧板、唇口板不会有什么变化。所以，一般举例侧压式进气道都选三楔压缩，称典型侧压式进气道。

Claims (3)

1.一种可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，其特征在于，包括：侧压式进气道模型、进气道托架(2)、支架(3)、钢丝导引架(7)、钢丝(8)、风洞壁面(9)、固定块(10)、螺钉(11)、转动螺母(12)、螺杆(13)、移动滑块(14)和带刻度导杆(15)；将侧压式进气道模型底部铣槽安装在进气道托架(2)上，最后进气道托架(2)再通过风洞壁面(9)上的安装槽固定在风洞壁面(9)上，进气道模型就安装好，开展性能试验；在进气道左右侧板(4)上端垂直侧板(4)壁面从唇口位置到侧板壁末端铣槽，进气道唇口板(6)安装在该槽内并可以移动；进气道挡板(5)通过紧固件安装在进气道左右侧板(4)上端，起密封作用；钢丝(8)穿过钢丝导引架(7)上的多个薄铜片，使其沿设定的轨迹运动；钢丝(8)两端通过螺纹分别与进气道唇口板(6)和风洞外的螺杆(13)连接，螺杆(13)通过螺纹一端与转动螺母(12)连接，另一端与移动滑块(14)连接，移动滑块(14)上有孔穿过带刻度导杆(15)，带刻度导杆(15)固定安装在在风洞壁面(9)下；转动螺母(12)则用两个固定块(10)通过螺钉(11)固定在风洞壁面(9)上，同时，转动螺母(12)通过螺纹与螺杆(13)连接。
2.如权利要求1所述的可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，其特征在于，侧压式进气道模型由进气道第一压缩楔(1-1)，进气道第二压缩楔(1-2)，进气道侧板(4)、进气道挡板(5)、进气道唇口板(6)经机械加工后装配而成。
3.如权利要求1所述的可实时调节侧压式进气道内收缩比的试验装置，其特征在于，试验的进气道设计点收缩比、顶板、侧板压缩角都是是已知的；假设此时唇口所在进气道截面宽为WC，高为HC，则唇口所在截面的截面积为AC＝WC×HC，设喉道截面面积为At，则进气道内收缩比为如果进气道唇口板(6)后移一段距离ΔL，ΔL通过带刻度导杆的指示值得到，到达新的位置，通过计算得此时截面的高为HC1＝HC-ΔL×tanα3宽为WC1＝WC，进气道唇口截面积AC1＝WC1×HC1，从而获得内收缩比为
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