CN207610836U - 一种连续变马赫数试验用超声速风洞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种连续变马赫数试验用超声速风洞，包括风洞、调节板、模型支撑装置和边界层隔板；调节板通过运动控制机构连接在洞顶壁上，该运动控制机构能够控制调节板相对于洞顶壁上下移动，并还能够控制调节板相对于洞顶壁向下翻转；模型支撑装置设置在调节板的下端面，且随着调节板移动；模型支撑装置用于安装模型，且模型支撑装置能够调整模型的空间姿态；在风洞底壁上平行设置所述边界层隔板吗，边界层隔板用于隔离低速气流。本实用新型采用在试验段内利用调节板平面斜激波后均匀气流直接进行流场马赫数控制和调节的思想，结构简单，成本低，连续变马赫数响应快，变化速率可调范围宽。
Description
技术领域
本实用新型是一种连续变马赫数(Ma)试验用超声速风洞，属于风洞试验技术领域。
背景技术
连续变马赫数风洞试验能力对常规超声速飞行器在加减速飞行过程中的气动性能研究至关重要，同时对采用组合动力的高马赫数飞行器在动力模态转换过程中的动态气动特性等研究也具有重要意义。现阶段，常规连续变马赫数风洞试验主要集中在通过机械调节机构改变风洞喷管部件的几何外形、相对位置或通过改变试验段气体的比热比物理属性来间接改变气流的马赫数等方法。例如，采用旋转喷管型面，喉道塞锥、喷管型面前后移动(对非对称喷管)、柔壁喷管、喷管出口多段拉伸以及通过机构直接改变喷管倾斜角等方法均可实现对试验段内气流马赫数进行连续调节。由于风洞喷管属于非常精密的部件，其气动型面的微小变化对风洞流场品质影响很大，同时喷管尺寸相对风洞主体结构较大，因此该类方法在机械结构设计和控制等方面均非常复杂，同时成本代价也较高。而对于通过变比热比的方式来实现风洞连续变马赫数的方法，虽然可直接利用不同试验气体的比热比不同来改变固定几何喷管出口的压力和温度，进而改变马赫数，因此结构较为简单，但其马赫数可调节变化范围较窄，同时使用不同工质气体掺混以连续改变气体的比热比物理属性所带来的气动特性影响尚不太清楚，另外也涉及到相应特殊气体的储存、运输以及回收等多方面问题需要解决。因此亟需探索其它更为简单实用的连续变马赫数试验方法，以满足工程应用需求。
实用新型内容
本实用新型主要针对传统连续变马赫数风洞试验方法需要调节喷管喉道等所带来的机械结构复杂、控制精度以及成本均较高等问题，结合如何在试验段内利用调节板平面斜激波后均匀气流直接进行流场马赫数控制和调节的思想。
本实用新型的一种连续变马赫数试验风洞，包括风洞、调节板、模型支撑装置和边界层隔板；调节板通过运动控制机构连接在洞顶壁上，该运动控制机构能够控制调节板相对于洞顶壁上下移动，并还能够控制调节板相对于洞顶壁向下翻转；模型支撑装置设置在调节板的下端面，且随着调节板移动；模型支撑装置用于安装模型，且模型支撑装置能够调整模型的空间姿态；在风洞底壁上平行设置所述边界层隔板，边界层隔板用于隔离低速气流。
进一步的，所述的调节板为梯形板。
进一步的，所述调节板的梯形板小端为前端，大端为翻转中心。
本实用新型的优点在于：
1)采用在试验段内利用调节板平面斜激波后均匀气流直接进行流场马赫数控制和调节的思想，结构简单，成本低，连续变马赫数响应快，变化速率可调范围宽；
2)在可调板运动过程中采用平动+转动的组合方式，在进行转动调节前先脱离壁板边界层区域，可保证可调板斜激波波后的可试验区域气流均匀；
3)在调节板斜激波打到的风洞壁板的位置附近采用边界层隔板设计，保证调节板在转动过程中所产生的斜激波能始终打到该隔板上，消除其与风洞壁板厚边界层之间的不利相互干扰，试验段内的流场结构优。同时与所采用的特殊梯形调节板相配合，可优化风洞的启动能力，获得最宽的连续变马赫数范围和最大可用流场区域。
附图说明
图1为本实用新型的风洞结构示意图；
图2为本实用新型的风洞结构另一示意图；
其中：1-风洞底壁、2-调节板、3-调节板转动到不同位置时的斜激波位置、 4-调节板转动到不同位置示例、5-模型支撑装置、6-边界层隔板。
具体实施方式
具体涉及一种连续变马赫数试验风洞，包括风洞、调节板、模型支撑装置和边界层隔板；调节板通过运动控制机构连接在洞顶壁上，该运动控制机构能够控制调节板相对于洞顶壁上下移动，并还能够控制调节板相对于洞顶壁向下翻转；模型支撑装置设置在调节板的下端面，且随着调节板移动；模型支撑装置用于安装模型，且模型支撑装置能够调整模型的空间姿态；在风洞底壁上平行设置所述边界层隔板，边界层隔板用于隔离低速气流；所述的调节板为梯形板；所述调节板的梯形短底边为前端，长底边为翻转中心；调节板的长底边1100mm，短底边600mm，梯形高1200mm；所述调节板的向下的最大下位移范围为150mm。
Claims (5)
1.一种连续变马赫数试验用超声速风洞，包括风洞、调节板、模型支撑装置和边界层隔板；调节板通过运动控制机构连接在洞顶壁上，该运动控制机构能够控制调节板相对于洞顶壁上下移动，并还能够控制调节板相对于洞顶壁向下翻转；模型支撑装置设置在调节板的下端面，且随着调节板移动；模型支撑装置用于安装模型，且模型支撑装置能够调整模型的空间姿态；在风洞底壁上平行设置所述边界层隔板，边界层隔板用于隔离低速气流。
2.如权利要求1所述的一种连续变马赫数试验用超声速风洞，其特征在于：所述的调节板为梯形板。
3.如权利要求1所述的一种连续变马赫数试验用超声速风洞，其特征在于：所述调节板的梯形短底边为前端，长底边为翻转中心。
4.如权利要求1所述的一种连续变马赫数试验用超声速风洞，其特征在于：调节板的长底边1100mm，短底边600mm，梯形高1200mm。
5.如权利要求1所述的一种连续变马赫数试验用超声速风洞，其特征在于：所述调节板的向下的最大下位移范围为150mm。
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| CN201721755344.9U CN207610836U (zh) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | 一种连续变马赫数试验用超声速风洞 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN207610836U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108168831A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-15 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种连续变马赫数试验用超声速风洞 |
| CN110940482A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-03-31 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种吸气式飞行器连续变马赫数测力试验装置 |
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| CN114878133A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-09 | 西北工业大学 | 一种超音速自由射流中的变马赫数试验方法 |
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2017
- 2017-12-15 CN CN201721755344.9U patent/CN207610836U/zh active Active
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