[發明專利]一種分體式高溫包罩噴管

有效

• 申請號: 201611245701.7
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106593697B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 袁國伍;陳連忠;付健壯;張友華;陳海群;楊汝森
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;F02K9/97
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種分體式高溫包罩噴管，包括：轉接段、擴張段和組合段；其中，所述轉接段、所述擴張段和所述組合段依次相連接；所述組合段包括V型擴張段、V型收縮段與蓋板；其中，所述V型擴張段與V型收縮段相連接，所述V型收縮段上端連接有所述蓋板。本發明解決了復雜曲面加工和冷卻效果與機械強度的平衡的問題。

技術領域

本發明涉及氣動熱地面模擬實驗技術領域，尤其涉及一種分體式高溫包罩噴管。

背景技術

航天飛行器在再入大氣層時其表面將經受嚴重的氣動加熱及輻射加熱，這一特點要求飛行器裝載防熱系統。防熱系統的氣動外形和防熱材料需要在地面進行氣動熱實驗以考核其防熱性能，航天飛行器的某些異形部件在亞聲速飛行時遭受嚴重的氣動加熱，地面考核實驗中需要模擬高溫亞聲速加熱環境，因為異形部件結構復雜且尺寸較大，在自由射流中模擬需要加熱器投入很大的運行功率，往往受到加熱器功率極值的限制，這種情況下，將實驗模型安裝在包罩噴管中，將大大節省加熱器功率。

現有包罩噴管采用內外殼結構，噴管內部橫截面為軸對稱或者規則的矩形、梯形等形狀，內殼和外殼之間形成冷卻水通道，冷卻水從冷卻水通道的一端進入冷卻水通道，從另一端流出冷卻水通道。使用中存在以下問題：

當試驗模型具有復雜外形時，要求包罩噴管的內部為與試驗模型外形對應的復雜形狀，內外殼結構無法實現復雜形狀的加工。

當試驗模型為不規則形狀時，包罩噴管的內部為與試驗模型外形對應的不規則形狀，內外殼結構無法滿足內殼冷卻與機械強度的平衡。內殼厚度大時，機械強度好，可以承受高壓，同時冷卻效果差，無法滿足高溫運行需求；內殼厚度小時，冷卻效果好，可以滿足高溫運行需求，同時機械強度差，無法承受高壓。

當試驗模型帶有轉動軸等凸出結構時，需要噴管能夠從某個平面打開，內外殼結構難以實現該功能。

發明內容

本發明解決的技術問題是：相比于現有技術，提供了一種分體式高溫包罩噴管，解決了復雜曲面加工和冷卻效果與機械強度的平衡的問題。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種分體式高溫包罩噴管，包括：轉接段、擴張段和組合段；其中，所述轉接段、所述擴張段和所述組合段依次相連接；所述組合段包括V型擴張段、V型收縮段與蓋板；其中，所述V型擴張段與V型收縮段相連接，所述V型收縮段上端連接有所述蓋板。

上述分體式高溫包罩噴管中，所述轉接段包括內殼、外殼、第一法蘭和第二法蘭；其中，所述內殼和所述外殼的兩端相連接，所述內殼的外壁面與所述外殼的內壁面之間形成第一通道；所述第一法蘭與所述外殼的一端相連接，所述第二法蘭與所述外殼的另一端相連接；所述第一法蘭設置有第一進水管，所述第一進水管與第一通道相連接；所述第二法蘭設置有第一出水管，所述第一出水管與第一通道相連接。

上述分體式高溫包罩噴管中，所述擴張段包括上游法蘭、殼體和下游法蘭，其中，所述上游法蘭與殼體的一端相連接，所述下游法蘭與殼體的另一端相連接；所述殼體的上側開設有第一進水集水管，所述殼體的下側開設有第一出水集水管；所述殼體的上側開設有第一進水口，所述第一進水口與所述第一進水集水管相連接；所述殼體的下側開設有第一出水口，所述第一出水口與所述第一出水集水管相連接；所述殼體在其橫截面上開設有井型通道，井型通道包括第一水管、第二水管、第三水管和第四水管；其中，第一水管、第二水管、第三水管和第四水管依次相連接；所述第一水管與所述第一進水集水管相連接，所述第三水管與所述第一出水集水管相連接。