CN113295369B - 一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构和方法。喷管段结构包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂。喷管段上壁面和喷管段下壁面的位置固定，且用于连接喷管段结构的下游实验段和上游稳定段。旋转喷管在传动力臂的传动作用和驱动装置的动力作用下绕旋转轴转动时，在旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，自适应回流区用于生成气动壁面，使得旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅。旋转喷管下壁面与喷管段下壁面形成喉部，气流在喉部达到声速，在转动旋转喷管时，通过改变喉部的位置来调整偏转角度，使得声速基于偏转角度达到特定马赫数，以实现连续变马赫数风洞。

Description

一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构和方法

技术领域

本发明涉及风洞结构领域，尤其是涉及一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构和方法。

背景技术

目前，变马赫数风洞方案主要有柔性壁式和对称开合式。柔性壁式变马赫数风洞方案采用一系列活塞上下运动以驱动喷管壁面进行可控变形，从而改变喷管流场马赫数。对称开合式变马赫数风洞方案采用上下对称固壁喷管，喷管型面分别以喷管一端为旋转轴，另一端通过上下运动以改变喷管的收缩比，从而改变喷管流场马赫数。

现有的变马赫数风洞方案主要存在以下缺陷：(1)机械机构复杂，需要多个驱动机构(例如柔性壁式变马赫数喷管)；(2)变马赫数调节响应速度受限(例如柔性壁式变马赫数喷管)；(3)非设计点马赫流场偏移较大(例如对称开合式变马赫数喷管)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段设计方案(包括一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构、一种实现连续变马赫数的风洞结构、一种基于喷管段结构实现连续变马赫数的方法、一种用于实现连续变马赫数风洞的方法)，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明第一方面提供了一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构。所述喷管段结构包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂。其中：所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；所述旋转喷管位于所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面之间，所述旋转喷管的两侧由所述喷管段侧壁罩住，其中一个所述喷管段侧壁与所述喷管段上壁面固定连接，另一个所述喷管段侧壁与所述喷管段下壁固定连接；所述旋转喷管包括旋转喷管上壁面和旋转喷管下壁面，所述旋转喷管上壁面为圆弧段，且与所述喷管段上壁面滑动接触，所述旋转喷管下壁面为喷管型面，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动；所述传动力臂位于所述喷管段侧壁的外侧，所述喷管段侧壁设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管与所述传动力臂的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；所述保护壳位于所述驱动装置外部，用于保护所述驱动装置。

根据本发明第一方面提供的喷管段结构，其中：所述旋转喷管下壁面采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管所处的流场为均匀流场；所述旋转喷管具有减重缺口以减轻所述旋转喷管的重量。

根据本发明第一方面提供的喷管段结构，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动时，在所述旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，所述自适应回流区用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅。

根据本发明第一方面提供的喷管段结构，所述旋转喷管下壁面与所述喷管段下壁面形成喉部，气流在所述喉部达到声速，在转动所述旋转喷管时，通过改变所述喉部的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数风洞。

本发明第二方面提供了一种实现连续变马赫数的风洞结构。所述风洞结构包括过渡段、稳定段、喷管段、实验段、光学反射段、扩压段以及支撑台架。其中：气流经由所述过渡段进入所述风洞结构，所述过渡段对所述气流进行加速；所述稳定段设置有蜂窝状构成的整流装置，所述整流装置用于稳定所述气流，以减少所述气流的湍流度；所述喷管段通过改变所述气流的偏转角度，使得所述气流达到特定马赫数；所述实验段用于实现实验测量；所述光学反射段用于实现光学测量；以及所述扩压段位于所述风洞结构的出口处，与下游的真空罐连接。并且其中，所述喷管段采用本发明第一方面所述的一种用于实现变马赫数风洞的喷管段结构。

本发明第三方面提供了一种基于喷管段结构实现连续变马赫数的方法。其中所述喷管段结构包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂。所述方法包括：所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动时，在所述旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，所述自适应回流区用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅；以及所述旋转喷管具有旋转喷管下壁面，在所述旋转喷管下壁面与所述喷管段下壁面之间形成喉部，气流在所述喉部达到声速，在转动所述旋转喷管时，通过改变所述喉部的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数。

根据本发明第三方面提供的方法，其中：所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；所述旋转喷管位于所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面之间，所述旋转喷管的两侧由所述喷管段侧壁罩住，其中一个所述喷管段侧壁与所述喷管段上壁面固定连接，另一个所述喷管段侧壁与所述喷管段下壁固定连接；所述旋转喷管具有旋转喷管上壁面，所述旋转喷管上壁面为圆弧段，且与所述喷管段上壁面滑动接触，所述旋转喷管下壁面为喷管型面，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动；所述传动力臂位于所述喷管段侧壁的外侧，所述喷管段侧壁设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管与所述传动力臂的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；所述保护壳位于所述驱动装置外部，用于保护所述驱动装置。

根据本发明第三方面提供的方法，其中：所述旋转喷管下壁面采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管所处的流场为均匀流场；所述旋转喷管具有减重缺口以减轻所述旋转喷管的重量。

本发明第四方面提供了一种用于实现连续变马赫数风洞的方法。所述风洞结构包括过渡段、稳定段、喷管段、实验段、光学反射段、扩压段以及支撑台架。所述喷管段包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂。所述方法包括：所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动时，在所述旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，所述自适应回流区用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅；以及所述旋转喷管具有旋转喷管下壁面，在所述旋转喷管下壁面与所述喷管段下壁面之间形成喉部，气流在所述喉部达到声速，在转动所述旋转喷管时，通过改变所述喉部的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数。其中：所述气流经由所述过渡段进入所述风洞，所述过渡段对所述气流进行加速；所述稳定段设置有蜂窝状构成的整流装置，所述整流装置用于稳定所述气流，以减少所述气流的湍流度；所述喷管段通过改变所述气流的偏转角度，使得所述气流达到所述特定马赫数；所述实验段用于实现实验测量；所述光学反射段用于实现光学测量；以及所述扩压段位于所述风洞结构的出口处，与下游的真空罐连接。

根据本发明第四方面提供的方法，其中：所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；所述旋转喷管位于所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面之间，所述旋转喷管的两侧由所述喷管段侧壁罩住，其中一个所述喷管段侧壁与所述喷管段上壁面固定连接，另一个所述喷管段侧壁与所述喷管段下壁固定连接；所述旋转喷管具有旋转喷管上壁面，所述旋转喷管上壁面为圆弧段，且与所述喷管段上壁面滑动接触，所述旋转喷管下壁面为喷管型面，采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管所处的流场为均匀流场，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动；所述传动力臂位于所述喷管段侧壁的外侧，所述喷管段侧壁设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管与所述传动力臂的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；所述保护壳位于所述驱动装置外部，用于保护所述驱动装置；所述旋转喷管具有减重缺口以减轻所述旋转喷管的重量。

综上，本发明各个方面提供的方案能够实现喷管转动迅速、流场马赫变化速度快、在马赫数变化范围内喷管流场品质高的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构的示意图；

图2为根据本发明实施例的旋转喷管的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时的流场主流及自适应回流区的示意图；

图4为根据本发明实施例的马赫数为Ma4时的流场主流及自适应回流区的示意图；

图5为根据本发明实施例的自适应回流区的示意图；

图6为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时旋转喷管和喉部的位置示意图；

图7为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时旋转喷管和喉部的位置示意图；

图8为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时流场马赫数云图；

图9为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时流场主流流线图；

图10为根据本发明实施例的马赫数为Ma4时流场马赫数云图；

图11为根据本发明实施例的马赫数为Ma4时流场主流流线图；

图12为根据本发明实施例的一种实现连续变马赫数的风洞结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面提供了一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构。图1为根据本发明实施例的一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构的示意图，如图1所示，所述喷管段结构包括：保护壳1、喷管段上壁面2、喷管段下壁面3、喷管段侧壁4、旋转喷管5、旋转轴6、驱动装置7以及传动力臂8。

在一些实施例中，所述喷管段上壁面2和所述喷管段下壁面3的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段。

在一些实施例中，所述旋转喷管5位于所述喷管段上壁面2和所述喷管段下壁面3之间，所述旋转喷管5的两侧由所述喷管段侧壁4罩住，其中一个所述喷管段侧壁4与所述喷管段上壁面2固定连接，另一个所述喷管段侧壁4与所述喷管段下壁固定连接。

在一些实施例中，所述旋转喷管5包括旋转喷管上壁面5-1和旋转喷管下壁面5-2(如图2所示，图2为根据本发明实施例的旋转喷管5的结构示意图)，所述旋转喷管上壁面5-1为圆弧段，且与所述喷管段上壁面2滑动接触，所述旋转喷管下壁面5-2为喷管型面，所述旋转喷管5在所述传动力臂8的传动作用和所述驱动装置7的动力作用下绕所述旋转轴6转动。

在一些实施例中，所述传动力臂8位于所述喷管段侧壁4的外侧，所述喷管段侧壁4设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管5与所述传动力臂8的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性。

在一些实施例中，所述保护壳1位于所述驱动装置7外部，用于保护所述驱动装置7。

在一些实施例中，所述旋转喷管下壁面5-2采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管5所处的流场为均匀流场。

在一些实施例中，所述旋转喷管5具有减重缺口5-3以减轻所述旋转喷管5的重量。即在保证不产生干涉的情况下，为减轻旋转喷管5的重量，去除所述旋转喷管上壁面5-1与所述旋转喷管下壁面5-2之间的非必要部分。

在一些实施例中，所述旋转喷管5在所述传动力臂8的传动作用和所述驱动装置7的动力作用下绕所述旋转轴6转动时，在所述旋转喷管5的上游和下游位置处形成自适应回流区5-4(上游位置自适应回流区5-4a、下游位置自适应回流区5-4b)，所述自适应回流区5-4用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管5所处的流场内的流动保持通畅。

图3为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时的流场主流及自适应回流区的示意图；以及图4为根据本发明实施例的马赫数为Ma4时的流场主流及自适应回流区的示意图。所述旋转喷管5在转动过程中，会在拐角处存在死水区(流动速度很低的区域)，流动在喷管上下游形成自适应回流区5-4(如图5所示，图5为根据本发明实施例的自适应回流区的示意图)，进一步形成气动壁面，对流动不会造成阻塞。

在一些实施例中，所述旋转喷管下壁面5-2与所述喷管段下壁面3形成喉部5-5，气流在所述喉部5-5达到声速，在转动所述旋转喷管5时，通过改变所述喉部5-5的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数风洞。

图6为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时旋转喷管5和喉部5-5的位置示意图；图7为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时旋转喷管5和喉部5-5的位置示意图。旋转喷管5在旋转过程中，喷管段下壁面3在喉部5-5附近为圆弧，因此喉部5-5面积不变，气流在喉部5-5为声速。通过转动喷管，改变喉部5-5的位置，进而改变膨胀的角度，让声速来流经过一定的偏转角度膨胀至特定的马赫数，实现气流的变马赫数。如图6-7所示，图6的旋转喷管5位置和图7的旋转喷管5位置进行对比，其喉部5-5的面积不变，喉部5-5的位置以及膨胀的角度变化了，从而改变了实验区的气流马赫数。仿真结果如图8-11所示(图8为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时流场马赫数云图；图9为根据本发明实施例的马赫数为Ma3时流场主流流线图；图10为根据本发明实施例的马赫数为Ma4时流场马赫数云图；图11为根据本发明实施例的马赫数为Ma4时流场主流流线图)。

本发明第二方面提供了一种实现连续变马赫数的风洞结构。图12为根据本发明实施例的一种实现连续变马赫数的风洞结构的示意图，如图2所示，所述风洞结构包括过渡段10-1、稳定段10-2、喷管段10-3、实验段10-4、光学反射段10-5、扩压段10-6以及支撑台架10-7。

在一些实施例中，气流经由所述过渡段10-1进入所述风洞结构，所述过渡段10-1对所述气流进行加速。

在一些实施例中，所述稳定段10-2设置有蜂窝状构成的整流装置，所述整流装置用于稳定所述气流，以减少所述气流的湍流度。

在一些实施例中，所述喷管段10-3通过改变所述气流的偏转角度，使得所述气流达到特定马赫数。具体地，将气流加速至超声速，旋转喷管5旋转过程中，喉部5-5面积保持不变，改变了气流偏转角，声速来流(气流在喉部5-5为声速)经过一定的偏转角度膨胀至特定的马赫数，从而改变气流马赫数。

在一些实施例中，所述实验段10-4用于实现实验测量。具体地，生成的超声速流所在的区域，设置有光学观察窗，为放置实验件、进行实验测量的区域。

在一些实施例中，所述光学反射段10-5用于实现光学测量。具体地，设置有反射镜以及光学窗，便于光学测量。

在一些实施例中，所述扩压段10-6位于所述风洞结构的出口处，与下游的真空罐连接，易于风洞起动运行。

在一些实施例中，本发明第二方面中所述的喷管段10-3采用本发明第一方面所述的一种用于实现变马赫数风洞的喷管段结构。

本发明第三方面提供了一种基于喷管段结构实现连续变马赫数的方法。其中所述喷管段结构包括：保护壳1、喷管段上壁面2、喷管段下壁面3、喷管段侧壁4、旋转喷管5、旋转轴6、驱动装置7以及传动力臂8。所述方法包括：所述旋转喷管5在所述传动力臂8的传动作用和所述驱动装置7的动力作用下绕所述旋转轴6转动时，在所述旋转喷管5的上游和下游位置处形成自适应回流区5-4，所述自适应回流区5-4用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管5所处的流场内的流动保持通畅；以及所述旋转喷管5具有旋转喷管下壁面5-2，在所述旋转喷管下壁面5-2与所述喷管段下壁面3之间形成喉部5-5，气流在所述喉部5-5达到声速，在转动所述旋转喷管5时，通过改变所述喉部5-5的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数。

根据本发明第三方面提供的方法，其中：所述喷管段上壁面2和所述喷管段下壁面3的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；所述旋转喷管5位于所述喷管段上壁面2和所述喷管段下壁面3之间，所述旋转喷管5的两侧由所述喷管段侧壁4罩住，其中一个所述喷管段侧壁4与所述喷管段上壁面2固定连接，另一个所述喷管段侧壁4与所述喷管段下壁固定连接；所述旋转喷管5具有旋转喷管上壁面5-1，所述旋转喷管上壁面5-1为圆弧段，且与所述喷管段上壁面2滑动接触，所述旋转喷管下壁面5-2为喷管型面，所述旋转喷管5在所述传动力臂8的传动作用和所述驱动装置7的动力作用下绕所述旋转轴6转动；所述传动力臂8位于所述喷管段侧壁4的外侧，所述喷管段侧壁4设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管5与所述传动力臂8的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；所述保护壳1位于所述驱动装置7外部，用于保护所述驱动装置7。

根据本发明第三方面提供的方法，其中：所述旋转喷管下壁面5-2采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管5所处的流场为均匀流场；所述旋转喷管5具有减重缺口5-3以减轻所述旋转喷管5的重量。

本发明第四方面提供了一种用于实现连续变马赫数风洞的方法。所述风洞结构包括过渡段10-1、稳定段10-2、喷管段10-3、实验段10-4、光学反射段10-5、扩压段10-6以及支撑台架10-7。所述喷管段10-3包括：保护壳1、喷管段上壁面2、喷管段下壁面3、喷管段侧壁4、旋转喷管5、旋转轴6、驱动装置7以及传动力臂8。所述方法包括：所述旋转喷管5在所述传动力臂8的传动作用和所述驱动装置7的动力作用下绕所述旋转轴6转动时，在所述旋转喷管5的上游和下游位置处形成自适应回流区5-4，所述自适应回流区5-4用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管5所处的流场内的流动保持通畅；以及所述旋转喷管5具有旋转喷管下壁面5-2，在所述旋转喷管下壁面5-2与所述喷管段下壁面3之间形成喉部5-5，气流在所述喉部5-5达到声速，在转动所述旋转喷管5时，通过改变所述喉部5-5的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数。其中：所述气流经由所述过渡段10-1进入所述风洞，所述过渡段10-1对所述气流进行加速；所述稳定段10-2设置有蜂窝状构成的整流装置，所述整流装置用于稳定所述气流，以减少所述气流的湍流度；所述喷管段10-3通过改变所述气流的偏转角度，使得所述气流达到所述特定马赫数；所述实验段10-4用于实现实验测量；所述光学反射段10-5用于实现光学测量；以及所述扩压段10-6位于所述风洞结构的出口处，与下游的真空罐连接。

根据本发明第四方面提供的方法，其中：所述喷管段上壁面2和所述喷管段下壁面3的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；所述旋转喷管5位于所述喷管段上壁面2和所述喷管段下壁面3之间，所述旋转喷管5的两侧由所述喷管段侧壁4罩住，其中一个所述喷管段侧壁4与所述喷管段上壁面2固定连接，另一个所述喷管段侧壁4与所述喷管段下壁固定连接；所述旋转喷管5具有旋转喷管上壁面5-1，所述旋转喷管上壁面5-1为圆弧段，且与所述喷管段上壁面2滑动接触，所述旋转喷管下壁面5-2为喷管型面，采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管5所处的流场为均匀流场，所述旋转喷管5在所述传动力臂8的传动作用和所述驱动装置7的动力作用下绕所述旋转轴6转动；所述传动力臂8位于所述喷管段侧壁4的外侧，所述喷管段侧壁4设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管5与所述传动力臂8的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；所述保护壳1位于所述驱动装置7外部，用于保护所述驱动装置7；所述旋转喷管5具有减重缺口5-3以减轻所述旋转喷管5的重量。

综上，本发明各个方面提供的方案能够实现喷管转动迅速、流场马赫变化速度快、在马赫数变化范围内喷管流场品质高的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构，其特征在于，所述喷管段结构包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂；其中：

所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；

所述旋转喷管位于所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面之间，所述旋转喷管的两侧由所述喷管段侧壁罩住，其中一个所述喷管段侧壁与所述喷管段上壁面固定连接，另一个所述喷管段侧壁与所述喷管段下壁固定连接；

所述旋转喷管包括旋转喷管上壁面和旋转喷管下壁面，所述旋转喷管上壁面为圆弧段，且与所述喷管段上壁面滑动接触，所述旋转喷管下壁面为喷管型面，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动；

所述传动力臂位于所述喷管段侧壁的外侧，所述喷管段侧壁设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管与所述传动力臂的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；

所述保护壳位于所述驱动装置外部，用于保护所述驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构，其特征在于，其中：

所述旋转喷管下壁面采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管所处的流场为均匀流场；

所述旋转喷管具有减重缺口以减轻所述旋转喷管的重量。

3.根据权利要求2所述的一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构，其特征在于，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动时，在所述旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，所述自适应回流区用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅。

4.根据权利要求3所述的一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构，其特征在于，所述旋转喷管下壁面与所述喷管段下壁面形成喉部，气流在所述喉部达到声速，在转动所述旋转喷管时，通过改变所述喉部的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数风洞。

5.一种实现连续变马赫数的风洞结构，其特征在于，所述风洞结构包括过渡段、稳定段、喷管段、实验段、光学反射段、扩压段以及支撑台架；其中：

气流经由所述过渡段进入所述风洞结构，所述过渡段对所述气流进行加速；

所述稳定段设置有蜂窝状构成的整流装置，所述整流装置用于稳定所述气流，以减少所述气流的湍流度；

所述喷管段通过改变所述气流的偏转角度，使得所述气流达到特定马赫数；

所述实验段用于实现实验测量；

所述光学反射段用于实现光学测量；以及

所述扩压段位于所述风洞结构的出口处，与下游的真空罐连接；

并且其中，所述喷管段采用如权利要求1-4任一项所述的一种用于实现连续变马赫数风洞的喷管段结构。

6.一种基于喷管段结构实现连续变马赫数的方法，其特征在于：

所述喷管段结构包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂；

所述方法包括：

所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动时，在所述旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，所述自适应回流区用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅；以及

所述旋转喷管具有旋转喷管下壁面，在所述旋转喷管下壁面与所述喷管段下壁面之间形成喉部，气流在所述喉部达到声速，在转动所述旋转喷管时，通过改变所述喉部的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数；

其中：

所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面的位置固定，且用于连接所述喷管段结构的下游实验段和上游稳定段；

所述旋转喷管位于所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面之间，所述旋转喷管的两侧由所述喷管段侧壁罩住，其中一个所述喷管段侧壁与所述喷管段上壁面固定连接，另一个所述喷管段侧壁与所述喷管段下壁固定连接；

所述旋转喷管具有旋转喷管上壁面，所述旋转喷管上壁面为圆弧段，且与所述喷管段上壁面滑动接触，所述旋转喷管下壁面为喷管型面，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动；

所述传动力臂位于所述喷管段侧壁的外侧，所述喷管段侧壁设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管与所述传动力臂的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；

所述保护壳位于所述驱动装置外部，用于保护所述驱动装置。

7.根据权利要求6所述的一种基于喷管段结构实现连续变马赫数的方法，其特征在于，其中：

所述旋转喷管下壁面采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管所处的流场为均匀流场；

所述旋转喷管具有减重缺口以减轻所述旋转喷管的重量。

8.一种用于实现连续变马赫数风洞的方法，其特征在于：

所述风洞的结构包括过渡段、稳定段、喷管段、实验段、光学反射段、扩压段以及支撑台架；

所述喷管段包括：保护壳、喷管段上壁面、喷管段下壁面、喷管段侧壁、旋转喷管、旋转轴、驱动装置以及传动力臂；

所述方法包括：

所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动时，在所述旋转喷管的上游和下游位置处形成自适应回流区，所述自适应回流区用于生成气动壁面，使得所述旋转喷管所处的流场内的流动保持通畅；以及

所述旋转喷管具有旋转喷管下壁面，在所述旋转喷管下壁面与所述喷管段下壁面之间形成喉部，气流在所述喉部达到声速，在转动所述旋转喷管时，通过改变所述喉部的位置来调整偏转角度，使得所述声速基于所述偏转角度达到特定马赫数，以实现所述连续变马赫数；

其中：

所述气流经由所述过渡段进入所述风洞，所述过渡段对所述气流进行加速；

所述稳定段设置有蜂窝状构成的整流装置，所述整流装置用于稳定所述气流，以减少所述气流的湍流度；

所述喷管段通过改变所述气流的偏转角度，使得所述气流达到所述特定马赫数；

所述实验段用于实现实验测量；

所述光学反射段用于实现光学测量；以及

所述扩压段位于所述风洞的结构的出口处，与下游的真空罐连接；

其中：

所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面的位置固定，且用于连接所述喷管段的下游实验段和上游稳定段；

所述旋转喷管位于所述喷管段上壁面和所述喷管段下壁面之间，所述旋转喷管的两侧由所述喷管段侧壁罩住，其中一个所述喷管段侧壁与所述喷管段上壁面固定连接，另一个所述喷管段侧壁与所述喷管段下壁固定连接；

所述旋转喷管具有旋转喷管上壁面，所述旋转喷管上壁面为圆弧段，且与所述喷管段上壁面滑动接触，所述旋转喷管下壁面为喷管型面，采用流线追踪方式，使得所述旋转喷管所处的流场为均匀流场，所述旋转喷管在所述传动力臂的传动作用和所述驱动装置的动力作用下绕所述旋转轴转动；

所述传动力臂位于所述喷管段侧壁的外侧，所述喷管段侧壁设置有滑槽，使得连接所述旋转喷管与所述传动力臂的固定螺栓旋转，所述滑槽在所述固定螺栓的旋转过程中通过滑动密封装置保持气密性；

所述保护壳位于所述驱动装置外部，用于保护所述驱动装置；

所述旋转喷管具有减重缺口以减轻所述旋转喷管的重量。

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