[實用新型]超燃沖壓發動機直聯試驗臺隔離段機構

有效

• 申請號: 201420397392.5
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN204064665U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 陳方;勵孝杰;劉洪
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本實用新型涉及的是一種空氣動力學領域的裝置，具體是一種壁面溫度可控的超燃沖壓發動機直聯試驗臺隔離段機構。?

背景技術

作為航空航天的核心技術，飛行裝置是交叉集中了各類現代科學技術的產品，而高超聲速飛行器作為其中的代表，已然成為了目前各國在航空航天領域內競相發展的對象。通常將Ma>5在大氣層或跨大氣層中高超聲速遠程飛行、以吸氣式發動機和組合發動機為推進動力的飛行器技術稱為高超聲速飛行技術。?

在高超聲速飛行過程中，超燃沖壓發動機具有較高的比沖和良好的性能，從而成為了高超聲速飛行器最佳的動力裝置。超燃沖壓發動機的主要組成部件可分為進氣道、隔離段、燃燒室和尾噴管，其中的隔離段是一個重要的氣動部件，它的主要作用有兩個：一是隔離進氣道和燃燒室，避免兩者之間的互相干擾，保證進氣道具有較寬的起動范圍；二是實現超燃沖壓發動機的雙模態飛行，拓寬了超燃沖壓發動機的工作范圍。因此，隔離段的性能將直接影響超燃沖壓發動機的工作特性，隔離段內的氣動特性成為了廣泛的研究對象。?

隔離段內的氣動特性非常復雜，涉及激波附面層相互干涉等一系列問題。附面層和其可能出現的分離區嚴重影響了隔離段內的流場，而由激波附面層相互干涉產生的分離渦是高壓向進氣道傳播的重要影響因素，將進一步誘導進氣道的不起動，所以，對隔離段內附面層的研究具有重大的意義。研究表明，壁面溫度對附面層的形成、分布和發展將起到巨大的影響，繼而考察隔離段的內壁面溫度對發動機起動邊界也將非常重要。另一方面，燃料在超燃沖壓發動機內的駐留時間極短，要在毫秒量級的時間內組織起有效的霧化、混合和燃燒，對發動機各方面的性能都提出了苛刻的要求。其中，燃燒室進口的氣流條件是一個影響燃料燃燒效率乃至發動機整體性能的重要因素。而隔離段與其下游的燃燒室直接相連，隔離段出口的氣流條件就是燃燒室進口的氣流條件，因此，隔離段壁面溫度將通過影響其出口截面氣流的邊界層、靜溫分布而對燃料的燃燒產生明顯的作用，進而整個發動機的性能將發生變化。?

在模擬超燃沖壓發動機實際飛行過程的地面實驗中，利用直聯試驗臺是一種簡單有效的手段，得到了廣泛的應用。然而，在開展直聯試驗時，整個試驗過程通常只有若干秒，試驗過程中隔離段壁面溫度遠未達到發動機真實巡航狀態下經過長時間氣動加熱后的水平。因此，?在涉及進氣道起動邊界、燃料燃燒效率等和隔離段壁面溫度相關的試驗中，即使保證了精準的來流條件，通常的不考慮隔離段壁溫影響的超燃沖壓發動機地面試驗并不能完全地模擬發動機真實飛行狀態下的工作過程。所以很有必要設計出一種壁面溫度可控的隔離段，使之試驗之前的壁面溫度盡可能地接近高溫氣動加熱后的狀態，使得地面試驗能更好地模擬真實發動機的工作過程，提高試驗數據的可靠性，為超燃沖壓發動機的整體設計提供更加準確的依據。?

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN103149009，公開日2013.06.12，記載了一種超聲速隔離段風洞試驗裝置，該裝置包括：用于收集氣體的氣體收集器，氣體收集器的出口連接用于穩定氣體收集器輸出氣體的氣流流場的穩定段，穩定段的出口連接有用于加速氣流流速的超聲速噴管段，超聲速噴管段的出口連接有用于模擬隔離段的隔離段構型的實驗段，隔離段構型的實驗段內的氣流經與隔離段構型的實驗段的出口相連的擴壓段排出。但該技術僅僅提出了一種幾何參數可調的隔離段的結構設計方法，來解決現有的隔離段風洞試驗無法真實模擬上游進氣道的影響及隔離段模擬的工況受限、試驗效率低的問題，并未涉及不同隔離段壁面溫度對隔離段內超聲速流場的激波/附面層相互干涉以及由此引發的進氣道不啟動，特別是隔離段下游燃燒室內燃料的燃燒效率等問題所帶來的影響。?

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提出一種超燃沖壓發動機直聯試驗臺隔離段機構，能夠控制應用于隔離段的壁面溫度，從而為研究不同內壁面溫度對隔離段內流場及下游燃料燃燒情況的影響打下基礎。?

本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括：隔離段主體、加熱層、保溫層、若干測溫件和若干測壓件，其中：加熱層包裹于隔離段的外部，保溫層包裹于加熱層的外部，各個測溫件和各個測壓件交錯布置，穿過保溫層和加熱層且設置于隔離段主體。?

所述的隔離段主體的內壁與各個測溫件的底端之間設有間隙。?

所述的隔離段主體為梯形的通道結構，水平方向的左右兩壁面相互平行，垂直方向的上下壁面之間設有擴張角。?

所述的加熱層為設有電加熱絲的陶瓷片。?