CN115307862B - 一种高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高超声速风洞试验技术领域，公开了一种高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置。该喷流试验装置以高超声速风洞来流为前方，包括位于高超声速风洞试验段中心轴线上的尾支杆，连接在尾支杆前段的喷管及连接接头，以及连接在尾支杆后段的竖直进气管及连接接头或者水平进气管及连接接头。该喷流试验装置解决了高超声速风洞中内隔热支杆的结构设计问题，特别适用于解决混合气体喷流的支杆传热问题；有效保证了喷流装置在高温、高压等极端环境下正常工作，消除了高温喷流气体对机构和天平的破坏性传热问题，以及传热引起的模型变形问题。该喷流试验装置结构可靠，温度可控，适于工程推广应用。

Description

一种高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置

技术领域

本发明属于高超声速风洞试验技术领域，具体涉及一种高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置。

背景技术

混合气体喷流与冷喷流相比可以模拟喷流的比热比、出口马赫数等参数，提高了模拟真实性。但是对于混合加热气体喷流来说，气体需要加热，温度通常达到600℃左右，采用常规的高强度合金钢30CrMnSiA材质加工的支杆不能承受600℃高温。尾支杆会吸收气体介质热量，导致喷流气体热量损失，喷流驻室温度难以达到目标值。尾支杆在长时间通气后会被加热，前端会向天平传热，天平贴片不耐高温，在高温下会出现温度漂移现象，温度补偿难以覆盖超过250℃以上温度，温度效应导致天平较大测量误差。同样，天平不能承受600℃高温，天平应变片会被破坏。机构与支杆连接处连接较为紧密，接触面积较大，也容易被支杆加热，从而影响机构强度，电机元器件对温度敏感。尾支杆一般暴露在高速气流中，不断带走支杆热量，增加热量损失。进气管接头和喷流驻室接头连接处薄弱，难以承受较大高温。

因此，有必要发展一种适用于高超声速风洞的混合加热气体喷流试验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是发展一种高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，用以解决高温高压下模型支撑热防护、天平热防护和热损失问题。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，其特点是，以高超声速风洞来流为前方，所述的喷流试验装置包括位于高超声速风洞试验段中心轴线上的尾支杆，连接在尾支杆前段的喷管及连接接头，以及连接在尾支杆后段的竖直进气管及连接接头或者水平进气管及连接接头；

所述的尾支杆包括尾支杆主体，尾支杆主体外套装有尾支杆外隔热层，尾支杆主体的前端设置有天平内锥，天平内锥固定有天平隔热套，尾支杆主体的后端设置有锥段，锥段外套装有支杆隔热套；尾支杆主体中段为等直段，等直段设置有内腔，内腔中安装有与高超声速风洞试验段中心轴线平行的、前端开口、后端封闭的支杆内部供气长管路，支杆内部供气长管路的前端的开口通过尾支杆密封堵头封闭；喷管及连接接头通过等直段前段的出气孔与支杆内部供气长管路的前段连通，竖直进气管及连接接头或者水平进气管及连接接头通过等直段后段的进气孔与支杆内部供气长管路的后段连通；

所述的喷管及连接接头包括喷管转接驻室管，喷管转接驻室管内设置有驻室空腔，喷管转接驻室管的上端和侧壁开孔，上端孔内安装喷管Ⅰ，喷管Ⅰ与喷管转接驻室管连通并通过喷管密封垫Ⅰ密封，侧壁孔内安装喷管Ⅱ，喷管Ⅱ与喷管转接驻室管连通并通过喷管密封垫Ⅱ密封；喷管转接驻室管侧壁安装有温度传感器接头，温度传感器接头内安装测量驻室温度的温度传感器，喷管转接驻室管侧壁还安装有压力传感器接头，压力传感器接头内安装测量驻室压力的压力传感器；喷管转接驻室管的下端设置有法兰盘，驻室进气管的前端从下至上插入喷管转接驻室管并通过驻室进气管压紧密封法兰压紧密封在喷管转接驻室管的下端面上，驻室进气管的后端与支杆内部供气长管路通过螺纹连接；驻室转接盘从下至上套装在驻室进气管上，驻室转接盘的上端设置有法兰盘，法兰盘与喷管转接驻室管下端的法兰盘固定连接，驻室转接盘的下端焊接在尾支杆主体等直段前段的出气孔上，驻室转接盘的周向设置有环形凹腔形状的气冷腔体，气冷腔体的壁面开有进气口和出气口，进气口外接冷气供气装置，出气口外接冷气排气装置；

所述的竖直进气管及连接接头的硬管与高超声速风洞试验段中心轴线垂直；包括管路连接接头，管路连接接头的上端设置有法兰盘；支杆内部供气长管路进气管的前端与支杆内部供气长管路的后段通过螺纹连接，支杆内部供气长管路进气管的后端从上至下插入管路连接接头的上端，并通过进气管压紧密封法兰压紧密封在管路连接接头的上端面上；进气转接盘从上至下套装在支杆内部供气长管路进气管上，进气转接盘的下端设置有法兰盘，法兰盘与管路连接接头上端的法兰盘固定连接，进气转接盘的上端焊接在尾支杆主体等直段后段的进气孔上；进气转接盘的周向设置有环形密封腔形状的进气气冷腔体，进气气冷腔体的壁面也开有进气口和出气口，进气口外接冷气供气装置，出气口外接冷气排气装置；硬管的前端伸出管路焊接接头并焊接连接管路焊接接头，管路焊接接头上套装管路压紧螺母；硬管的前端从下至上插入管路连接接头，并通过管路压紧螺母旋紧在管路连接接头上；硬管的后端设置有高温硬管法兰，高温硬管法兰与软管硬管转接头固定连接并提供透镜垫Ⅰ密封；

所述的水平进气管及连接接头的转接钢管Ⅰ、转接钢管Ⅱ与高超声速风洞试验段中心轴线平行；水平进气管及连接接头连接在尾支杆主体等直段后段的进气孔上的部件，采用竖直进气管及连接接头中的支杆内部供气长管路进气管、进气转接盘、进气气冷腔体、进气管压紧密封法兰、管路连接接头、管路压紧螺母和管路焊接接头；转接钢管Ⅰ替换硬管，管路焊接接头与转接钢管Ⅰ前端焊接，转接钢管Ⅰ上套装管路压紧螺母，转接钢管Ⅰ伸出管路连接接头的位置做90°弯折，实现转接钢管Ⅰ与高超声速风洞试验段中心轴线平行，转接钢管Ⅰ的后端与转接钢管Ⅱ通过法兰盘连接、透镜垫Ⅱ密封。

进一步地，所述的尾支杆主体的后端的锥段采用1：10锥面；尾支杆主体、支杆内部供气长管路、尾支杆密封堵头的材质为310s合金钢；支杆内部供气长管路承受的温度大于600℃，压力大于12MPa；尾支杆外隔热层的厚度大于10mm，内层为气凝胶保温毡或硅酸铝，外层包裹用于防护的高温胶带或铁丝网；天平隔热套、支杆隔热套的材质为玻璃钢。

进一步地，所述的喷管密封垫Ⅰ和喷管密封垫Ⅱ的材质为紫铜；喷管Ⅰ、喷管Ⅱ、喷管转接驻室管、驻室转接盘、驻室进气管、气冷腔体、进气口、出气口、温度传感器接头、压力传感器接头和驻室进气管压紧密封法兰的材质为310s合金钢；喷管Ⅰ、喷管Ⅱ与喷管转接驻室管之间均通过螺纹连接；喷管Ⅰ、喷管Ⅱ的内型面均采用用于模拟超声速喷流的拉瓦尔锥形型面；温度传感器接头、压力传感器接头与喷管转接驻室管之间均通过螺纹连接、紫铜垫密封。

进一步地，所述的竖直进气管及连接接头中的各部件材质均为310s合金钢；硬管承受的温度大于600℃，压力大于12MPa；各部件之间采用紫铜密封圈密封；软管硬管转接头等直段上设置有压力传感器监测压力，温度传感器监测温度。

进一步地，所述的水平进气管及连接接头中的各部件材质均为310s合金钢；各部件之间采用紫铜密封圈密封；转接钢管Ⅰ、转接钢管Ⅱ承受的温度大于600℃，压力大于12MPa。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的喷管Ⅰ、喷管Ⅱ的拉瓦尔锥形型面的出口喉道面积比满足根据模拟条件和介质属性换算获得的混合加热气体对马赫数和比热比的模拟要求，混合加热气体温度满足根据模拟条件和介质属性换算获得的比热比和动量比模拟要求。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置利用气冷腔体的冷气循环对喷管及连接接头进行降温，能够防止局部过热，提高连接强度。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置在高温合金钢材质支杆内嵌入悬空的支杆内部供气长管路，并充入惰性气体的方式解决了普通支杆在喷流试验过程中喷流气体加热导致支杆温度过高的问题；通过在支杆外加气凝胶毡保温层，降低了高超声速风洞气流冲击支杆引起的支杆热量损失过大的问题；在支杆前后锥段加入玻璃钢隔热套，进一步降低支杆温度对天平和攻角机构的影响；在支杆进气、出气设计接头和内部管路处，设计环形凹腔作为气冷腔体，引入循环冷气降温，减少气流对接头的加热作用，提高了接头强度；支杆内部供气长管路是支杆内嵌的悬空金属管路，有效解决了非金属隔热材料不易加工、安装，不耐高压，掉渣等问题。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的内置管路采用高温合金钢材质，不采用非金属隔热材料，避免了加工问题，掉渣问题和承压问题。具有可反复使用，寿命长，成本低的特点。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置相对于常规外隔热支杆，解决了高超声速风洞中内隔热支杆的结构设计问题，特别适用于解决混合气体喷流的支杆传热问题；有效保证了喷流装置在高温、高压等极端环境下正常工作，消除了高温喷流气体对机构和天平的破坏性传热问题，以及传热引起的模型变形问题。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置结构可靠，温度可控，解决了高温高压下模型支撑热防护、天平热防护和热损失问题。

附图说明

图1为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的竖直进气剖视图；

图2为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的水平进气剖视图；

图3为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的支杆剖视图；

图4a为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的喷管及连接接头示意图（立体图）；

图4b为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的喷管及连接接头示意图（俯视图）；

图4c为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的喷管及连接接头示意图（A-A剖面图）；

图4d为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的喷管及连接接头示意图（B-B剖面图）；

图5a为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的竖直进气管及连接接头示意图（上半部分）；

图5b为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的竖直进气管及连接接头示意图（下半部分）；

图6为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置中的水平进气管及连接接头示意图；

图7为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的竖直进气立体示意图；

图8为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的竖直进气剖视示意图；

图9为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的水平进气立体示意图；

图10为本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的水平进气剖视示意图。

图中，1.尾支杆；2.喷管及连接接头；3.竖直进气管及连接接头；4.水平进气管及连接接头；

101.尾支杆主体；102.支杆内部供气长管路；103.尾支杆密封堵头；104.尾支杆外隔热层；105.天平隔热套；106.支杆隔热套；

201.喷管Ⅰ；202.喷管Ⅱ；203.喷管密封垫Ⅰ；204.喷管密封垫Ⅱ；205.喷管转接驻室管；206.驻室转接盘；207.驻室进气管；208.气冷腔体；209.进气口；210.出气口；211.温度传感器接头；212.压力传感器接头；213.驻室进气管压紧密封法兰；

301.支杆内部供气长管路进气管；302.进气转接盘；303.进气气冷腔体；304.进气管压紧密封法兰；305.管路连接接头；306.管路压紧螺母；307.管路焊接接头；308.硬管；309.高温硬管法兰；310.软管硬管转接头；311.透镜垫Ⅰ；

401.转接钢管Ⅰ；402.转接钢管Ⅱ；403.透镜垫Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，以高超声速风洞来流为前方，所述的喷流试验装置包括位于高超声速风洞试验段中心轴线上的尾支杆1，连接在尾支杆1前段的喷管及连接接头2，以及连接在尾支杆1后段的竖直进气管及连接接头3或者水平进气管及连接接头4；

所述的尾支杆1包括尾支杆主体101，尾支杆主体101外套装有尾支杆外隔热层104，尾支杆主体101的前端设置有天平内锥，天平内锥固定有天平隔热套105，尾支杆主体101的后端设置有锥段，锥段外套装有支杆隔热套106；尾支杆主体101中段为等直段，等直段设置有内腔，内腔中安装有与高超声速风洞试验段中心轴线平行的、前端开口、后端封闭的支杆内部供气长管路102，支杆内部供气长管路102的前端的开口通过尾支杆密封堵头103封闭；喷管及连接接头2通过等直段前段的出气孔与支杆内部供气长管路102的前段连通，竖直进气管及连接接头3或者水平进气管及连接接头4通过等直段后段的进气孔与支杆内部供气长管路102的后段连通；

所述的喷管及连接接头2包括喷管转接驻室管205，喷管转接驻室管205内设置有驻室空腔，喷管转接驻室管205的上端和侧壁开孔，上端孔内安装喷管Ⅰ201，喷管Ⅰ201与喷管转接驻室管205连通并通过喷管密封垫Ⅰ203密封，侧壁孔内安装喷管Ⅱ202，喷管Ⅱ202与喷管转接驻室管205连通并通过喷管密封垫Ⅱ204密封；喷管转接驻室管205侧壁安装有温度传感器接头211，温度传感器接头211内安装测量驻室温度的温度传感器，喷管转接驻室管205侧壁还安装有压力传感器接头212，压力传感器接头212内安装测量驻室压力的压力传感器；喷管转接驻室管205的下端设置有法兰盘，驻室进气管207的前端从下至上插入喷管转接驻室管205并通过驻室进气管压紧密封法兰213压紧密封在喷管转接驻室管205的下端面上，驻室进气管207的后端与支杆内部供气长管路102通过螺纹连接；驻室转接盘206从下至上套装在驻室进气管207上，驻室转接盘206的上端设置有法兰盘，法兰盘与喷管转接驻室管205下端的法兰盘固定连接，驻室转接盘206的下端焊接在尾支杆主体101等直段前段的出气孔上，驻室转接盘206的周向设置有环形凹腔形状的气冷腔体208，气冷腔体208的壁面开有进气口209和出气口210，进气口209外接冷气供气装置，出气口210外接冷气排气装置；

所述的竖直进气管及连接接头3的硬管308与高超声速风洞试验段中心轴线垂直；包括管路连接接头305，管路连接接头305的上端设置有法兰盘；支杆内部供气长管路进气管301的前端与支杆内部供气长管路102的后段通过螺纹连接，支杆内部供气长管路进气管301的后端从上至下插入管路连接接头305的上端，并通过进气管压紧密封法兰304压紧密封在管路连接接头305的上端面上；进气转接盘302从上至下套装在支杆内部供气长管路进气管301上，进气转接盘302的下端设置有法兰盘，法兰盘与管路连接接头305上端的法兰盘固定连接，进气转接盘302的上端焊接在尾支杆主体101等直段后段的进气孔上；进气转接盘302的周向设置有环形密封腔形状的进气气冷腔体303，进气气冷腔体303的壁面也开有进气口和出气口，进气口外接冷气供气装置，出气口外接冷气排气装置；硬管308的前端伸出管路焊接接头307并焊接连接管路焊接接头307，管路焊接接头307上套装管路压紧螺母306；硬管308的前端从下至上插入管路连接接头305，并通过管路压紧螺母306旋紧在管路连接接头305上；硬管308的后端设置有高温硬管法兰309，高温硬管法兰309与软管硬管转接头310固定连接并提供透镜垫Ⅰ311密封；

所述的水平进气管及连接接头4的转接钢管Ⅰ401、转接钢管Ⅱ402与高超声速风洞试验段中心轴线平行；水平进气管及连接接头4连接在尾支杆主体101等直段后段的进气孔上的部件，采用竖直进气管及连接接头3中的支杆内部供气长管路进气管301、进气转接盘302、进气气冷腔体303、进气管压紧密封法兰304、管路连接接头305、管路压紧螺母306和管路焊接接头307；转接钢管Ⅰ401替换硬管308，管路焊接接头307与转接钢管Ⅰ401前端焊接，转接钢管Ⅰ401上套装管路压紧螺母306，转接钢管Ⅰ401伸出管路连接接头305的位置做90°弯折，实现转接钢管Ⅰ401与高超声速风洞试验段中心轴线平行，转接钢管Ⅰ401的后端与转接钢管Ⅱ402通过法兰盘连接、透镜垫Ⅱ403密封。

进一步地，所述的尾支杆主体101的后端的锥段采用1：10锥面；尾支杆主体101、支杆内部供气长管路102、尾支杆密封堵头103的材质为310s合金钢；支杆内部供气长管路102承受的温度大于600℃，压力大于12MPa；尾支杆外隔热层104的厚度大于10mm，内层为气凝胶保温毡或硅酸铝，外层包裹用于防护的高温胶带或铁丝网；天平隔热套105、支杆隔热套106的材质为玻璃钢。

进一步地，所述的喷管密封垫Ⅰ203和喷管密封垫Ⅱ204的材质为紫铜；喷管Ⅰ201、喷管Ⅱ202、喷管转接驻室管205、驻室转接盘206、驻室进气管207、气冷腔体208、进气口209、出气口210、温度传感器接头211、压力传感器接头212和驻室进气管压紧密封法兰213的材质为310s合金钢；喷管Ⅰ201、喷管Ⅱ202与喷管转接驻室管205之间均通过螺纹连接；喷管Ⅰ201、喷管Ⅱ202的内型面均采用用于模拟超声速喷流的拉瓦尔锥形型面；温度传感器接头211、压力传感器接头212与喷管转接驻室管205之间均通过螺纹连接、紫铜垫密封。

进一步地，所述的竖直进气管及连接接头3中的各部件材质均为310s合金钢；硬管308承受的温度大于600℃，压力大于12MPa；各部件之间采用紫铜密封圈密封；软管硬管转接头310等直段上设置有压力传感器监测压力，温度传感器监测温度。

进一步地，所述的水平进气管及连接接头4中的各部件材质均为310s合金钢；各部件之间采用紫铜密封圈密封；转接钢管Ⅰ401、转接钢管Ⅱ402承受的温度大于600℃，压力大于12MPa。

实施例1

本实施例是本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的竖直进气形态，杆式天平的后锥插入天平隔热套105内，弹体模型固定在杆式天平的前锥上，喷管Ⅰ201从弹体模型表面开孔伸出并与弹体模型表面光滑过渡，喷管Ⅰ201与弹体模型表面开孔之间具有隔离缝隙。具体见图1、图3、图4a~图4d、图5a、图5b、图7、图8。

实施例2

本实施例是本发明的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置的水平进气形态，杆式天平的后锥插入天平隔热套105内，弹体模型固定在杆式天平的前锥上，喷管Ⅰ201从弹体模型表面开孔伸出并与弹体模型表面光滑过渡，喷管Ⅰ201与弹体模型表面开孔之间具有隔离缝隙。具体见图2、图3、图4a~图4d、图6、图9、图10。

实施例中涉及的尾支杆1的装配要求如下：尾支杆主体101内腔加工好后，尾支杆主体101等直段的前段和后段分别开设充气孔和放气孔，充气孔与惰性气体充气装置连接向尾支杆主体101内腔充气，尾支杆主体101内腔空气被挤压排出尾支杆主体101，然后用螺钉堵头将充气口和排出口堵住，并采用紫铜垫密封。尾支杆外隔热层104尽可能采用气凝胶保温毡或硅酸铝保温等低热导率材质，再包裹高温胶带和铁丝进行防护。尾支杆外隔热层104厚度根据实际需要确定，一般10mm以上。尾支杆主体101后端为1：10锥面，能够提高尾支杆主体101与高超声速风洞中部支架的配合紧密度，支杆隔热套106的面积较大，减少尾支杆主体101向机构传热。

实施例中涉及的喷管及连接接头2的装配要求如下：首先，驻室转接盘206一端与尾支杆主体101焊接。然后，驻室进气管207一端从驻室转接盘206中间穿过，与支杆内部供气长管路102螺纹连接，紫铜垫圈密封。驻室进气管207另一端再与驻室转接盘206法兰连接，紫铜垫密封，并与驻室转接盘206采用驻室进气管压紧密封法兰213螺钉压紧。之后，驻室转接盘206另一端与喷管转接驻室205法兰连接不用密封。该法兰将喷管转接驻室205与驻室进气管207另一端压紧，中间紫铜垫密封。

实施例中涉及的竖直进气管及连接接头3装配要求如下：首先，进气转接盘302进气气冷腔体303焊接，再与尾支杆主体101焊接。同样，进气气冷腔体303上加入进气和出气口用于冷气循环。然后，支杆内部供气长管路进气管301与支杆内部供气长管路102螺纹连接，紫铜垫密封。支杆内部供气长管路进气管301与进气转接盘302法兰连接，通过进气管压紧密封法兰304压紧，中间加紫铜垫圈。其次，管路连接接头305与进气转接盘302法兰连接，同时与支杆内部供气长管路进气管301之间加入紫铜密封垫。再次，管路焊接接头307与高温硬管308一端焊接，焊接前高温硬管308上穿入管路压紧螺母306。高温硬管308另一端与高温硬管法兰309螺纹连接或焊接，高温硬管法兰309与软管硬管转接头310采用法兰连接，之间加入透镜垫311密封。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不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高超声速边界层转捩模式方法领域。对于熟悉本领域的人员而言，容易地实现另外的改进和润饰，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)

1.一种高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，其特征在于，以高超声速风洞来流为前方，所述的喷流试验装置包括位于高超声速风洞试验段中心轴线上的尾支杆（1），连接在尾支杆（1）前段的喷管及连接接头（2），以及连接在尾支杆（1）后段的竖直进气管及连接接头（3）或者水平进气管及连接接头（4）；

所述的尾支杆（1）包括尾支杆主体（101），尾支杆主体（101）外套装有尾支杆外隔热层（104），尾支杆主体（101）的前端设置有天平内锥，天平内锥固定有天平隔热套（105），尾支杆主体（101）的后端设置有锥段，锥段外套装有支杆隔热套（106）；尾支杆主体（101）中段为等直段，等直段设置有内腔，内腔中安装有与高超声速风洞试验段中心轴线平行的、前端开口、后端封闭的支杆内部供气长管路（102），支杆内部供气长管路（102）的前端的开口通过尾支杆密封堵头（103）封闭；喷管及连接接头（2）通过等直段前段的出气孔与支杆内部供气长管路（102）的前段连通，竖直进气管及连接接头（3）或者水平进气管及连接接头（4）通过等直段后段的进气孔与支杆内部供气长管路（102）的后段连通；

所述的喷管及连接接头（2）包括喷管转接驻室管（205），喷管转接驻室管（205）内设置有驻室空腔，喷管转接驻室管（205）的上端和侧壁开孔，上端孔内安装喷管Ⅰ（201），喷管Ⅰ（201）与喷管转接驻室管（205）连通并通过喷管密封垫Ⅰ（203）密封，侧壁孔内安装喷管Ⅱ（202），喷管Ⅱ（202）与喷管转接驻室管（205）连通并通过喷管密封垫Ⅱ（204）密封；喷管Ⅰ（201）、喷管Ⅱ（202）的内型面均采用用于模拟超声速喷流的拉瓦尔锥形型面；喷管转接驻室管（205）侧壁安装有温度传感器接头（211），温度传感器接头（211）内安装测量驻室温度的温度传感器，喷管转接驻室管（205）侧壁还安装有压力传感器接头（212），压力传感器接头（212）内安装测量驻室压力的压力传感器；喷管转接驻室管（205）的下端设置有法兰盘，驻室进气管（207）的前端从下至上插入喷管转接驻室管（205）并通过驻室进气管压紧密封法兰（213）压紧密封在喷管转接驻室管（205）的下端面上，驻室进气管（207）的后端与支杆内部供气长管路（102）通过螺纹连接；驻室转接盘（206）从下至上套装在驻室进气管（207）上，驻室转接盘（206）的上端设置有法兰盘，法兰盘与喷管转接驻室管（205）下端的法兰盘固定连接，驻室转接盘（206）的下端焊接在尾支杆主体（101）等直段前段的出气孔上，驻室转接盘（206）的周向设置有环形凹腔形状的气冷腔体（208），气冷腔体（208）的壁面开有进气口（209）和出气口（210），进气口（209）外接冷气供气装置，出气口（210）外接冷气排气装置；

所述的竖直进气管及连接接头（3）的硬管（308）与高超声速风洞试验段中心轴线垂直；包括管路连接接头（305），管路连接接头（305）的上端设置有法兰盘；支杆内部供气长管路进气管（301）的前端与支杆内部供气长管路（102）的后段通过螺纹连接，支杆内部供气长管路进气管（301）的后端从上至下插入管路连接接头（305）的上端，并通过进气管压紧密封法兰（304）压紧密封在管路连接接头（305）的上端面上；进气转接盘（302）从上至下套装在支杆内部供气长管路进气管（301）上，进气转接盘（302）的下端设置有法兰盘，法兰盘与管路连接接头（305）上端的法兰盘固定连接，进气转接盘（302）的上端焊接在尾支杆主体（101）等直段后段的进气孔上；进气转接盘（302）的周向设置有环形密封腔形状的进气气冷腔体（303），进气气冷腔体（303）的壁面也开有进气口和出气口，进气口外接冷气供气装置，出气口外接冷气排气装置；硬管（308）的前端伸出管路焊接接头（307）并焊接连接管路焊接接头（307），管路焊接接头（307）上套装管路压紧螺母（306）；硬管（308）的前端从下至上插入管路连接接头（305），并通过管路压紧螺母（306）旋紧在管路连接接头（305）上；硬管（308）的后端设置有高温硬管法兰（309），高温硬管法兰（309）与软管硬管转接头（310）固定连接并提供透镜垫Ⅰ（311）密封；

所述的水平进气管及连接接头（4）的转接钢管Ⅰ（401）、转接钢管Ⅱ（402）与高超声速风洞试验段中心轴线平行；水平进气管及连接接头（4）连接在尾支杆主体（101）等直段后段的进气孔上的部件，采用竖直进气管及连接接头（3）中的支杆内部供气长管路进气管（301）、进气转接盘（302）、进气气冷腔体（303）、进气管压紧密封法兰（304）、管路连接接头（305）、管路压紧螺母（306）和管路焊接接头（307）；转接钢管Ⅰ（401）替换硬管（308），管路焊接接头（307）与转接钢管Ⅰ（401）前端焊接，转接钢管Ⅰ（401）上套装管路压紧螺母（306），转接钢管Ⅰ（401）伸出管路连接接头（305）的位置做90°弯折，实现转接钢管Ⅰ（401）与高超声速风洞试验段中心轴线平行，转接钢管Ⅰ（401）的后端与转接钢管Ⅱ（402）通过法兰盘连接、透镜垫Ⅱ（403）密封。

2.根据权利要求1所述的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，其特征在于，所述的尾支杆主体（101）的后端的锥段采用1：10锥面；尾支杆主体（101）、支杆内部供气长管路（102）、尾支杆密封堵头（103）的材质为310s合金钢；支杆内部供气长管路（102）承受的温度大于600℃，压力大于12MPa；尾支杆外隔热层（104）的厚度大于10mm，内层为气凝胶保温毡或硅酸铝，外层包裹用于防护的高温胶带或铁丝网；天平隔热套（105）、支杆隔热套（106）的材质为玻璃钢。

3.根据权利要求1所述的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，其特征在于，所述的喷管密封垫Ⅰ（203）和喷管密封垫Ⅱ（204）的材质为紫铜；喷管Ⅰ（201）、喷管Ⅱ（202）、喷管转接驻室管（205）、驻室转接盘（206）、驻室进气管（207）、气冷腔体（208）、进气口（209）、出气口（210）、温度传感器接头（211）、压力传感器接头（212）和驻室进气管压紧密封法兰（213）的材质为310s合金钢；喷管Ⅰ（201）、喷管Ⅱ（202）与喷管转接驻室管（205）之间均通过螺纹连接；温度传感器接头（211）、压力传感器接头（212）与喷管转接驻室管（205）之间均通过螺纹连接、紫铜垫密封。

4.根据权利要求1所述的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，其特征在于，所述的竖直进气管及连接接头（3）中的各部件材质均为310s合金钢；硬管（308）承受的温度大于600℃，压力大于12MPa；各部件之间采用紫铜密封圈密封；软管硬管转接头（310）等直段上设置有压力传感器监测压力，温度传感器监测温度。

5.根据权利要求1所述的高超声速风洞混合加热气体喷流试验装置，其特征在于，所述的水平进气管及连接接头（4）中的各部件材质均为310s合金钢；各部件之间采用紫铜密封圈密封；转接钢管Ⅰ（401）、转接钢管Ⅱ（402）承受的温度大于600℃，压力大于12Mpa。

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