[發明專利]高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝

有效

• 申請號: 201710984767.6
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107598754B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 陸小革;易仕和;何霖;易君如
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B24B29/02
• 分類號: B24B29/02;B24B27/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

本發明公開了高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝，用于對層流噴管進行加工，通過拆下分段成型的層流噴管中的喉道段、中間段和出口段；對拆下的喉道段的喉道段內型面進行拋光處理；將拆下的中間段固定連接于拋光處理后的喉道段上，對喉道段與中間段的接縫處及中間段的中間段內型面進行拋光處理；將拆下的出口段固定連接于拋光處理后的中間段上，對中間段與出口段的接縫處及出口段的出口段內型面進行拋光處理。本發明提供的高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝，降低了風洞試驗噪聲，提高了風洞試驗段流場的均勻性和高超聲速層流噴管試驗結果的精度。

技術領域

本發明涉及層流噴管加工領域，特別地，涉及高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝。

背景技術

高超聲速流動結構的研究是當前空氣動力學研究的前沿領域之一，高超聲速技術研究應用的目標是實現低成本進入太空、研制成功適應未來高技術的先進高超聲速飛行器。隨著研究的深入和相關測試技術的發展，設計產生與高空真實飛行環境相當的低湍流度的高超聲速流場，這對加快國內流體力學特別是高超聲速流體力學領域的發展將具有重要現實意義，其中最為關鍵的就是層流噴管的設計加工。

由于高超聲速層流邊界層與湍流邊界層在熱傳遞速率、表面摩阻、穩定性效應等方面存在顯著的差異，而風洞的這些噪聲通常會對模型表面的層流-湍流轉捩造成極大的影響。受傳統設計方法、加工工藝的局限，高超聲速噴管的邊界層大多處于湍流狀態，導致了試驗段流場的噪聲往往比真實飛行環境高，嚴重影響模型表面邊界層的轉捩，因此很難在傳統風洞中獲得可信的邊界層轉捩試驗數據，相關研究的進一步開展就對風洞性能提出了更高的要求。

高超聲速層流噴管是整個風洞系統中最為關鍵的部件，噴管質量的好壞直接影響到試驗結果的精度，影響噴管質量的因素主要有噴管型線設計、噴管的鏡面加工工藝及安裝精度。如果僅有高精度的型線設計，加工精度不高，同樣難以保證風洞試驗段流場的均勻性。

現有技術中對層流噴管的加工方法有：

①化學拋光方法：化學拋光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出部分較凹進部分優先溶解，從而得到平滑面。

②電解拋光方法：電解拋光基本原理與化學拋光相同，即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。

③電鍍制造工藝方法：電鍍是利用電解原理使物體表面上鍍上一層金屬或合金的過程。

但是，現有高超聲速層流噴管的加工工藝由車床精度決定，目前沒有加工高精度層流噴管的工藝方法，現有加工工藝方法無法滿足加工工藝需求。

因此，現有高超聲速層流噴管的鏡面加工工藝方法無法滿足加工的高精度需求，是一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供了高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝，以解決現有高超聲速層流噴管的加工工藝方法無法滿足加工的高精度需求的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝，用于對層流噴管進行加工，層流噴管包括設于上游的喉道段、設于下游的出口段、以及連接于喉道段和出口段之間的中間段，喉道段、中間段和出口段之間通過連接螺栓進行固定連接，喉道段的前端設有唇口，高超聲速層流噴管型面鏡面加工工藝包括以下步驟：

拆下分段成型的層流噴管中的喉道段、中間段和出口段拆下分段成型的層流噴管中的喉道段、中間段和出口段；

對拆下的喉道段的喉道段內型面進行拋光處理；

將拆下的中間段固定連接于拋光處理后的喉道段上，對喉道段與中間段的接縫處及中間段的中間段內型面進行拋光處理；

將拆下的出口段固定連接于拋光處理后的中間段上，對中間段與出口段的接縫處及出口段的出口段內型面進行拋光處理。