CN115235725B - 用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，包括用于连通平直段和收集器的筒体，所述筒体的一端部对称的开设有多个减振溢流孔，且所述筒体的另一端部设置有用于调整各所述减振溢流孔开度的调节组件。本发明，有效抑制了气流低频压力脉动，实现了降低收集器振动的作用，提高了高速自由射流风洞流场品质，为高速自由射流风洞设备安全可靠运行提供了保障，具有结构合理、性能优良、运行可靠的有益效果。

Description

用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置

技术领域

本发明属于高速风洞试验设备领域，更具体的说，本发明涉及用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置。

背景技术

高速自由射流风洞是在20世纪中叶开始发展起来的一种开口风洞，相对于闭口风洞，它没有闭口风洞试验段壁板限制，可以允许模型堵塞度大，支撑及测试设备布置灵活，是开展推进系统、动态特性等特种风洞试验的重要地面模拟设备。美国、俄罗斯等航空航天强国修建了一系列自由射流试验设备，主要用于开展进气道、发动机特性等试验或吹袭试验，解决了飞行器研制过程中的诸多气动问题。目前，我国低速和高超声速的射流风洞较多，近年来，高速自由射流风洞也加快发展。

平直段是高速自由射流风洞中的重要组成部分，它直接影响流经试验模型之后的高速气流的压力恢复能力，从而影响着风洞的启动特性和运行效率。高速自由射流风洞中平直段通常采用“收缩-平直-扩张”的型式，其中将收缩段称之为收集器。气流通过收集器和平直段内一系列激波减速为亚声速，亚声速气流在扩张段内进一步减速增压，有利于气流顺利排入大气。

对于高速自由射流风洞，收集器处的流动非常复杂，既存在超声速流也存在亚声速流，同时还有复杂的激波串结构、并伴有回流的较厚的附面层，因此，收集器处不可避免的出现非常严重的流致振动现象。为抑制收集器结构振动，通常采用拉紧螺栓或拉紧钢索，对收集器进行固定以增加结构刚性的方式，然而这种方式的减振效果并不理想。因此，迫切需要发展一种结构合理、性能优良、运行可靠的适用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，以满足我国高速自由射流风洞建设发展的需要。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，包括用于连通平直段和收集器的筒体；

所述筒体的一端部对称的开设有多个减振溢流孔，且所述筒体的另一端部设置有用于调整各所述减振溢流孔开度的调节组件。

优选的是，其中，所述调节组件包括：

减振环，其与所述筒体套设连接；

两个支撑导向轨，其分别固定设置于所述筒体的两侧，且所述减振环与各所述支撑导向轨滑动连接；

驱动机构，其与所述减振环传动连接。

优选的是，其中，两个支撑导向轨分别固定设置所述筒体两侧的方式为：各所述支撑导向轨的一端分别与所述收集器固定连接，各所述支撑导向轨的另一端分别与平直段固定连接。

优选的是，其中，所述减振环与各所述支撑导向轨滑动连接的方式为：

所述减振环的两侧均固定连接有耳座，各所述耳座可转动连接有至少两个行走轮，且各所述行走轮滚动设置在各所述支撑导向轨上。

优选的是，其中，所述驱动机构包括：

两个铰链座，其分别与所述收集器固定连接；

两个液压油缸，其缸体与各所述铰链座铰接，各所述液压油缸的缸杆与各所述耳座铰接。

优选的是，其中，所述行走轮包括：

安装座，其与所述耳座固定连接，且所述安装座一体成型凸出设置有安装轴；

双列圆锥滚子轴承，其内环与所述安装轴固定连接；

呈筒状的外套轮毂，其嵌合在所述双列圆锥滚子轴承的外环上，且所述外套轮毂的一端内侧一体成型凸出设置有限位环，所述限位环与所述双列圆锥滚子轴承的外环一端抵靠；

环形压板，其与所述外套轮毂的另一端固定连接，且所述环形压板与所述双列圆锥滚子轴承的外环另一端抵靠。

优选的是，其中，多个所述减振溢流孔的最大总开孔面积为所述筒体流通面积的25.5%。

优选的是，其中，所述筒体的一端一体成型凸出设置有用于连接所述平直段的入口连接法兰，所述筒体的另一端一体成型凸出设置有用于连接所述收集器的出口连接法兰。

优选的是，其中，所述减振环与所述筒体之间的径向间隙为5mm。

优选的是，其中，所述减振环上还对称的设置有加强筋。

本发明至少包括以下有益效果：

其一，本发明，有效抑制了气流低频压力脉动，实现了降低收集器振动的作用，提高了高速自由射流风洞流场品质，为高速自由射流风洞设备安全可靠运行提供了保障，具有结构合理、性能优良、运行可靠的有益效果。

其二，在本发明中，通过设置的行走轮，将减振环与各支撑导向轨进行滑动连接的方式，在保障对减振环进行有效支撑的同时保障减振环的可活动性，保障驱动机构能够带动减振环进行活动，并且通过支撑导向轨限制行走轮的活动路径，从而达到限制减振环活动路径的效果，具有保障减振效果、保障结构稳定性、保障驱动效果的有利之处。

其三，在本发明中，通过减振环对多个减振溢流孔的开度进行调整，实现筒体的溢流孔开度在0～25.5%范围可调，并且多个所述减振溢流孔的最大总开孔面积为所述筒体流通面积的25.5%，能够在保障减振效果的同时保障筒体的结构强度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的调节组件侧视图。

图3为本发明的耳座连接示意图。

图4为本发明的行走轮结构示意图。

图5为本发明的调节组件俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1示出了本发明的一种实现形式，其中包括：

用于连通平直段和收集器的筒体1；所述筒体1的一端部对称的开设有多个减振溢流孔11，且所述筒体1的另一端部设置有用于调整各所述减振溢流孔开度的调节组件2。

工作原理：在进行高速自由射流风洞试验的过程中，当气流通过收集器和平直段之间的筒体1时，部分气流从多个减振溢流孔11中流出，从而有效抑制了气流低频压力脉动，达到降低收集器振动的作用；并且通过调节组件2，能够根据不同的试验气流强度调整多个减振溢流孔11的开度，实现在不同试验气流强度下对收集器进行减振的效果；在这种技术方案中，有效抑制了气流低频压力脉动，实现了降低收集器振动的作用，提高了高速自由射流风洞流场品质，为高速自由射流风洞设备安全可靠运行提供了保障，具有结构合理、性能优良、运行可靠的有益效果。

如上述方案中，所述调节组件2包括（如图2所示）：

减振环21，其与所述筒体1套设连接；

两个支撑导向轨22，其分别固定设置于所述筒体1的两侧，且所述减振环21与各所述支撑导向轨22滑动连接；

驱动机构23，其与所述减振环21传动连接。

工作原理：减振环21通过与两个支撑导向轨22的滑动连接，使得支撑导向轨22对减振环21形成有效的支撑，使得减振环21与筒体1之间不会产生直接接触，从而减小减振环21活动时的摩擦力；当在需要对多个减振溢流孔11的开度进行调整时，驱动机构23带动减振环21沿两个支撑导向轨22进行滑动，通过减振环21调整多个减振溢流孔11的开度，从而实现对收集器的减振，采用这种方式具有保障连接稳定性、便于调节的有利之处。

如上述方案中，两个支撑导向轨22分别固定设置所述筒体1两侧的方式为：各所述支撑导向轨22的一端分别与所述收集器固定连接，各所述支撑导向轨22的另一端分别与平直段固定连接。通过这种方式保障各支撑导向轨22连接的稳定性，从而保障各支撑导向轨22对减振环21的支撑、导向效果，具有保障结构稳定性的有利之处。

如上述方案中，所述减振环21与各所述支撑导向轨22滑动连接的方式为：

如图3所示，所述减振环21的两侧均固定连接有耳座24，各所述耳座24可转动连接有至少两个行走轮25，且各所述行走轮25滚动设置在各所述支撑导向轨22上。

工作原理：通过设置的行走轮25，将减振环21与各所述支撑导向轨22进行滑动连接的方式，在保障对减振环21进行有效支撑的同时保障减振环21的可活动性，保障驱动机构23能够带动减振环21进行活动，并且通过支撑导向轨22限制行走轮25的活动路径，从而达到限制减振环21活动路径的效果，采用这种方式具有保障减振效果、保障结构稳定性、保障驱动效果的有利之处。

如上述方案中，所述驱动机构23包括：

两个铰链座231，其分别与所述收集器固定连接；

两个液压油缸232，其缸体与各所述铰链座231铰接，各所述液压油缸232的缸杆与各所述耳座24铰接。

工作原理：调整多个减振溢流孔11的开度时，通过两个液压油缸232带动减振环21沿支撑导向轨22进行滑动，对多个减振溢流孔11的开度进行调整，从而达到对收集器减振的效果，并且各液压油缸232的连接处均采用铰接的方式，保障了液压油缸232的驱动效果，防止液压油缸232损坏，采用这种方式具有保障结构稳定性、保障驱动效果的有利之处。

如上述方案中，所述行走轮25包括（如图4所示）：

安装座251，其与所述耳座24固定连接，且所述安装座251一体成型凸出设置有安装轴252；

双列圆锥滚子轴承253，其内环与所述安装轴252固定连接；

呈筒状的外套轮毂254，其嵌合在所述双列圆锥滚子轴承253的外环上，且所述外套轮毂254的一端内侧一体成型凸出设置有限位环255，所述限位环255与所述双列圆锥滚子轴承253的外环一端抵靠；

环形压板256，其与所述外套轮毂254的另一端固定连接，且所述环形压板256与所述双列圆锥滚子轴承253的外环另一端抵靠。

工作原理：行走轮25在进行转动的过程中，外套轮毂254带动双列圆锥滚子轴承253的外环沿内环进行转动，并且外套轮毂254通过限位环255和环形压板256的配合，保障与双列圆锥滚子轴承253外环连接的稳定性，防止外套轮毂254在转动过程中脱离双列圆锥滚子轴承253，而通过双列圆锥滚子轴承253能够保障转动过程中的稳定性，并能够保障行走轮25的使用寿命。

如上述方案中，多个所述减振溢流孔11的最大总开孔面积为所述筒体1流通面积的25.5%。通过减振环21对多个减振溢流孔11的开度进行调整，实现筒体1的溢流孔开度在0～25.5%范围可调，并且多个所述减振溢流孔11的最大总开孔面积为所述筒体1流通面积的25.5%，能够在保障减振效果的同时保障筒体1的结构强度。

如上述方案中，所述筒体1的一端一体成型凸出设置有用于连接所述平直段的入口连接法兰12，所述筒体1的另一端一体成型凸出设置有用于连接所述收集器的出口连接法兰13。通过入口连接法兰12便于筒体1与平直段进行连接，并且能够保障筒体1与平直段之间的连接强度，通过出口连接法兰13便于筒体1与收集器进行连接，并且能够保障筒体1与收集器之间的连接强度。

如上述方案中，所述减振环21与所述筒体1之间的径向间隙为5mm。通过减振环21与所述筒体1之间的5mm径向间隙，当收集器带动筒体1进行振动时，为筒体1留出充分的振动空间，防止筒体1带动减振环21大幅度振动导致相关部件损坏，并且能够防止过多的气流从径向间隙流出。

如上述方案中，所述减振环21上还对称的设置有加强筋26（如图5所示）。通过设置的加强筋26增强减振环21的结构强度，从而保障减振效果的稳定性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，包括用于连通平直段和收集器的筒体，其特征在于：

所述筒体的一端部对称的开设有多个减振溢流孔，且所述筒体的另一端部设置有用于调整各所述减振溢流孔开度的调节组件；

所述调节组件包括：

减振环，其与所述筒体套设连接；两个支撑导向轨，其分别固定设置于所述筒体的两侧，且所述减振环与各所述支撑导向轨滑动连接；

驱动机构，其与所述减振环传动连接；

两个支撑导向轨分别固定设置于所述筒体两侧的方式为：各所述支撑导向轨的一端分别与所述收集器固定连接，各所述支撑导向轨的另一端分别与平直段固定连接；

所述减振环与各所述支撑导向轨滑动连接的方式为：

所述减振环的两侧均固定连接有耳座，各所述耳座可转动连接有至少两个行走轮，且各所述行走轮滚动设置在各所述支撑导向轨上；

所述驱动机构包括：

两个铰链座，其分别与所述收集器固定连接；两个液压油缸，其缸体与各所述铰链座铰接，各所述液压油缸的缸杆与各所述耳座铰接；

所述行走轮包括：

安装座，其与所述耳座固定连接，且所述安装座一体成型凸出设置与安装轴；双列圆锥滚子轴承，其内环与所述安装轴固定连接；呈筒状的外套轮毂，其嵌合在所述双列圆锥滚子轴承的外环上，且所述外套轮毂的一端内侧一体成型凸出设置有限位环，所述限位环与所述双列圆锥滚子轴承的外环一端抵靠；环形压板，其与所述外套轮毂的另一端固定连接，且所述环形压板与所述双列圆锥滚子轴承的外环另一端抵靠。

2.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，其特征在于，多个所述减振溢流孔的最大总开孔面积为所述筒体流通面积的25.5%。

3.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，其特征在于，所述筒体的一端一体成型凸出设置有用于连接所述平直段的入口连接法兰，所述筒体的另一端一体成型凸出设置有用于连接所述收集器的出口连接法兰。

4.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，其特征在于，所述减振环与所述筒体之间的径向间隙为5mm。

5.根据权利要求1所述的用于高速自由射流风洞试验舱气流收集器减振溢流装置，其特征在于，所述减振环上还对称的设置有加强筋。

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