[發(fā)明專利]風洞試驗中尾噴流試驗一體化模型裝置及試驗方法

在審

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• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107860554A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 徐筠;許曉斌;舒海峰;孫鵬;朱濤;郭雷濤;鐘俊;張明星;羅瑩;峁青
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08;G01M9/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 鄭健

技術領域

本發(fā)明涉及一種風洞試驗中尾噴流試驗一體化模型裝置及試驗方法，具 體涉及一種一體化模型裝置和風洞試驗方法，屬于風洞試驗技術領域。

背景技術

高超聲速飛行技術將是21世紀航空航天領域的研究熱點之一，高超聲速 飛行器具有重要的戰(zhàn)略意義和極高的應用價值。在高超聲速飛行中，隨著馬 赫數(shù)的升高、波阻和摩阻的增加，會形成升阻比屏障，而采用升力體氣動布 局的高超聲速飛行器是克服此屏障的有效方法。作為高超聲速飛行器，升力 體的性能比常規(guī)高超聲速飛行器更優(yōu)，在升阻特性、高超聲速范圍的機動性 等方面優(yōu)勢是顯著的，在高超聲速飛行器設計領域日益受到重視，是近年來 發(fā)展較快的高超聲速飛行器設計方法之一。目前，采用升力體外形、以吸氣 式超燃沖壓發(fā)動機為動力的飛行器是當前高超聲速飛行的研究熱點。

由于高超聲速吸氣式飛行器采用機體——推進一體化設計，機身后體成 為尾噴管結(jié)構的一部分，且為非軸對稱的結(jié)構，因此推進系統(tǒng)工作會對飛行 器的氣動特性造成一定影響。在進行飛行器氣動設計和控制系統(tǒng)設計時均需 要準確了解這一影響量的大小。目前，風洞試驗仍然是獲得噴流干擾量的主 要技術手段之一。

進行尾噴流供氣試驗，則需要為尾噴管供氣，傳統(tǒng)的密封是通過固連壓 緊的方式，以確保不漏氣，但推進系統(tǒng)尾噴流試驗時，要求供氣管路(喉道 段)和尾噴管不能接觸，以免影響測量結(jié)果。那應該如何布置噴流供氣系統(tǒng)， 如何為尾噴管供氣同時保證密封，但又不發(fā)生零件之間的干涉是模型設計面 臨的最大問題，也是本發(fā)明將要解決的重點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說 明的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種風洞試驗中尾 噴流試驗一體化模型裝置，包括：

模型頭部，其內(nèi)設置有與模型主體的圓柱體結(jié)構連接的圓柱形空腔；

模型主體，其一端為圓柱體結(jié)構，另一端為方體結(jié)構；所述圓柱體結(jié)構 與方體結(jié)構的內(nèi)部是階梯型圓柱空腔；所述模型主體的左側(cè)設置有掏空區(qū)域 Ⅰ；所述模型主體的上部設置有尾噴管下半段型面；所述模型主體的前后兩 側(cè)保留飛行器外形；

天平轉(zhuǎn)接件，其一端設置有圓錐形空腔，所述天平轉(zhuǎn)接件內(nèi)部設置有貫 穿上下表面的階梯型空腔；所述天平轉(zhuǎn)接件位于模型主體的掏空區(qū)域Ⅰ內(nèi)；

天平，其一端與隔熱套連接后安裝在所述模型主體的階梯型圓柱空腔內(nèi)， 另一端固定在所述天平轉(zhuǎn)接件的圓錐形空腔內(nèi)；

喉道段，其靠近上部位置有一面積逐漸變大的空腔，即尾噴管的駐室， 緊接駐室的是喉道和擴散段；所述喉道段上設置有階梯型圓柱孔；喉道段的 下側(cè)與天平轉(zhuǎn)接件的上側(cè)連接，所述駐室與天平轉(zhuǎn)接件的階梯型空腔連通； 所述喉道段位于模型主體的階梯型圓柱空腔內(nèi)；

腹部蓋板，其連接在所述模型主體的上側(cè)；所述腹部蓋板的內(nèi)部設置有 掏空區(qū)域Ⅱ和尾噴管上端表面結(jié)構，所述模型主體上的尾噴管下半段型面和 腹部蓋板上的尾噴管上端表面結(jié)構組成尾噴管；

背部蓋板，其與所述模型主體的下側(cè)連接，所述背部蓋板內(nèi)設置有掏空 區(qū)域Ⅲ；

用于支撐模型裝置的背支板，其中部掏空設置為尾噴流供氣管道；所述 背支板的上端與天平轉(zhuǎn)接件連接，所述尾噴流供氣管道與天平轉(zhuǎn)接件的階梯 型空腔連通；所述背支板的下端與風洞支撐件連接。

優(yōu)選的是，所述模型頭部與模型主體通過圓柱形空腔Ⅰ的連接方式為： 通過銷釘定位，并用螺釘壓緊銷釘。

優(yōu)選的是，所述模型主體的階梯型圓柱空腔中直徑較小的空腔上設置有 用于退天平的螺紋；直徑較大的空腔與天平上的隔熱套連接。

優(yōu)選的是，所述天平轉(zhuǎn)接件為長方體結(jié)構，所述圓錐形空腔位于天平轉(zhuǎn) 接件的橫向軸線上；所述圓錐形空腔上設天平把緊鍵槽和退天平鍵槽；所述 階梯型空腔靠近天平轉(zhuǎn)接件下表面的是用于與背支板焊接的矩形空腔，靠近 天平轉(zhuǎn)接件上表面的是用于穩(wěn)定氣流為喉道段供氣的漸寬的梯形空腔；在所 述階梯型空腔的兩側(cè)設有多個位置調(diào)節(jié)孔，通過螺栓經(jīng)多個位置調(diào)節(jié)孔將天 平轉(zhuǎn)接件與喉道段連接。

優(yōu)選的是，所述喉道段的外形為長方體結(jié)構，所述階梯型圓柱孔的直徑 較大的圓柱孔上設有用于連接壓力傳感器的螺紋；并在不連接壓力傳感器時， 采用堵頭和墊圈對階梯型圓柱孔進行封堵。

優(yōu)選的是，所述背支板采用上細下粗的扁柱狀體結(jié)構，前側(cè)迎風面是尖 劈形狀；所述背支板后側(cè)開渠以鋪設天平線，上設通孔，以綁扎固定天平線； 所述背支板通過其上的連接孔與風洞支撐件連接。