[發(fā)明專(zhuān)利]抽吸流量可調(diào)的靜音風(fēng)洞噴管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810583917.7
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108760222B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易仕和;陸小革;何霖;岡敦殿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M9/04
• 分類(lèi)號(hào): G01M9/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙智嶸專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 羅紅枚

本發(fā)明公開(kāi)了一種抽吸流量可調(diào)的靜音風(fēng)洞噴管，擴(kuò)張段與收縮段兩者之間的連通過(guò)渡部位設(shè)有沿風(fēng)洞噴管徑向布設(shè)并用于供收縮段壁面發(fā)展的湍流邊界層內(nèi)的湍流向外抽吸的抽吸縫。擴(kuò)張段進(jìn)流端的外圓上具有外凸的調(diào)節(jié)凸緣，擴(kuò)張段進(jìn)流端的外圓上還裝設(shè)有抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件。抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件第一端端面與收縮段出流端的端面密封連接，以使由抽吸縫吸出的抽吸氣體經(jīng)由抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件向外吸出。抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件的第二端與調(diào)節(jié)凸緣配合設(shè)置，通過(guò)調(diào)節(jié)抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件或擴(kuò)張段沿軸向相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)，以控制抽吸縫抽吸氣體流量的大小。本發(fā)明中，可通過(guò)調(diào)節(jié)抽吸縫抽吸流量的大小，提高靜音風(fēng)洞噴管的性能和流場(chǎng)品質(zhì)，也可改變抽吸縫抽吸流量的大小，改變靜音噴管流場(chǎng)的湍流度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)洞噴管領(lǐng)域，特別地，涉及一種抽吸流量可調(diào)的靜音風(fēng)洞噴管。

背景技術(shù)

風(fēng)洞廣泛的應(yīng)用于導(dǎo)彈、高速飛行器、人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)、空天飛機(jī)的模型實(shí)驗(yàn)，是航空航天領(lǐng)域內(nèi)非常重要的空氣動(dòng)力地面模擬試驗(yàn)設(shè)備。普通的超聲速和高超聲速風(fēng)洞流場(chǎng)存在較高的氣動(dòng)噪聲和湍流度，比高空大氣的“安靜”流場(chǎng)大1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，因此模型在常規(guī)風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)，某些試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性嚴(yán)重偏離真實(shí)情況，從而影響到飛行器等的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

由于層流邊界層與湍流邊界層在熱傳遞速率、表面摩阻、穩(wěn)定性效應(yīng)等方面存在顯著的差異，而風(fēng)洞的這些噪聲通常會(huì)對(duì)模型表面的層流-湍流轉(zhuǎn)捩造成極大的影響。受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、加工工藝的局限，常規(guī)風(fēng)洞噴管的邊界層大多處于湍流狀態(tài)，導(dǎo)致了試驗(yàn)段流場(chǎng)的噪聲往往比真實(shí)飛行環(huán)境高，嚴(yán)重影響模型表面邊界層的轉(zhuǎn)捩，因此很難在傳統(tǒng)風(fēng)洞中獲得可信的邊界層轉(zhuǎn)捩試驗(yàn)數(shù)據(jù)，相關(guān)研究的進(jìn)一步開(kāi)展就對(duì)風(fēng)洞性能提出了更高的要求。

隨著研究的深入和相關(guān)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)產(chǎn)生與高空真實(shí)飛行環(huán)境相當(dāng)?shù)牡屯牧鞫鹊某曀俸透叱曀倭鲌?chǎng)，這對(duì)加快國(guó)內(nèi)流體力學(xué)特別是高超聲速流體力學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展將具有重要現(xiàn)實(shí)意義，其中最為關(guān)鍵的就是靜音風(fēng)洞噴管的設(shè)計(jì)加工。

常規(guī)風(fēng)洞噴管一般包括收縮段、喉道段和擴(kuò)張段三部分，如附圖圖1所示，靜音風(fēng)洞噴管是整個(gè)風(fēng)洞系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部件，要求噴管的設(shè)計(jì)達(dá)到層流噴管的水平，所謂層流噴管，就是說(shuō)噴管表面的流動(dòng)必須是層流附面層，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，將噴管在喉道段的曲線分段，將噴管分成四部分，收縮段61、抽吸段62、喉道段63、擴(kuò)張段64，抽吸段62的作用是將收縮段壁面發(fā)展的湍流邊界層抽吸出去，消除了前方湍流對(duì)噴管下游的影響，維持噴管壁面邊界層為層流。

現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)在收縮段61與抽吸段62之間設(shè)置流量截面一定的抽吸縫，以將收縮段61壁面發(fā)展的湍流邊界層抽吸出去。由于抽吸縫的流量截面一定，故而通過(guò)該抽吸縫抽吸的抽吸氣體流量固定，故而超聲速和高超聲速靜音風(fēng)洞噴管的性能和流場(chǎng)品質(zhì)可調(diào)性差，且不可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求改變噴管流場(chǎng)湍流度，進(jìn)而靜音風(fēng)洞的試驗(yàn)?zāi)芰退降汀?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種抽吸流量可調(diào)的靜音風(fēng)洞噴管，以解決現(xiàn)有風(fēng)洞噴管抽吸縫的抽吸流量不可調(diào)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種抽吸流量可調(diào)的靜音風(fēng)洞噴管，包括：沿來(lái)流方向依次設(shè)置的收縮段和擴(kuò)張段，擴(kuò)張段的進(jìn)流端沿軸向伸入收縮段的出流端，擴(kuò)張段與收縮段兩者之間的連通過(guò)渡部位設(shè)有沿靜音風(fēng)洞噴管徑向布設(shè)并用于供收縮段壁面發(fā)展的湍流邊界層內(nèi)的湍流向外抽吸的抽吸縫；擴(kuò)張段進(jìn)流端的外圓上具有外凸且呈環(huán)形的調(diào)節(jié)凸緣，擴(kuò)張段進(jìn)流端的外圓上還裝設(shè)有抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件；抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件第一端的端面與收縮段出流端的端面密封連接，以使由抽吸縫吸出的抽吸氣體經(jīng)由抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件向外吸出；抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件的第二端與調(diào)節(jié)凸緣配合設(shè)置，通過(guò)調(diào)節(jié)抽吸調(diào)節(jié)環(huán)件或擴(kuò)張段沿軸向相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)，以控制抽吸縫抽吸氣體流量的大小。

進(jìn)一步地，擴(kuò)張段進(jìn)流端的端面具有伸入收縮段出流端內(nèi)的調(diào)節(jié)唇口，調(diào)節(jié)唇口呈環(huán)形，其外環(huán)面為沿軸向傾斜的斜面；收縮段出流端的內(nèi)壁面與調(diào)節(jié)唇口外環(huán)面之間的間隙構(gòu)成抽吸縫。