[發明專利]用于引射器的噴管、引射單元及空氣引射器

有效

• 申請號: 202011423459.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112461493B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 郭孝國;馬繼魁;陳培
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明公開了一種用于引射器的噴管、引射單元及空氣引射器，噴管呈喇叭狀，包括大徑端和小徑端；在噴管的管壁中，沿噴管的周向設有環形氣流駐室，環形氣流駐室的朝向小徑端的一側設有開口，開口延伸至小徑端的端面上；在噴管的大徑端，沿噴管的周向設有多個進氣口，每個進氣口通過一個設置于噴管管壁中的進氣通道連接于環形氣流駐室。本發明能夠提高引射氣流與被引射氣流的接觸面積，減少壓力損失，提高混合效率及增壓比。

技術領域

本發明屬于風洞技術領域，更具體地，涉及一種用于引射器的噴管、引射單元及空氣引射器。

背景技術

現有風洞技術中，引射器的結構主要有用三種：中心引射器、環形引射器和多噴管引射器。

圖1A是中心引射器的混合室入口截面圖，在引射管7的管道中心安裝一個引射噴管8，引射氣流由引射噴管8沿引射管7的軸線方向噴入混合室，被引射氣流由引射噴管8周圍流入混合室；這樣的布置使得引射管7管壁附近為低速被引射氣流，摩擦損失較小，但是氣流混合不均，想要達到氣流充分混合，所需要的混合室較長。采用這種引射方案的超聲速引射器具有尺寸大，效率低和噪聲高等缺點，除了專門設備和做對比試驗研究，在建的風洞中已很少使用。

圖1B是環形引射器的混合室入口截面圖，在引射管7的管道內壁安裝一個環形噴管9，引射氣流由環形噴管9沿引射管7內壁噴入混合室四周，被引射氣流在引射管7中間；其特點是高壓高速引射氣流沿四周壁面噴出，混合室長度方向上的摩擦損失較大，且由于環形噴管9的縫隙很小，噴流及其產生的激波尺度也很小，易于衰減，產生的噪聲升壓級相對較小，其產生的激波結構趨于二維，兩股氣流的摻混過程緩慢，雖然能夠縮短混合室長度，但是噴出的引射氣流受管道固壁限制，摩擦損失大。早其建造的高超聲速風洞仍然在廣泛使用這種引射器。

圖1C是多噴管引射器的混合室入口截面圖，在引射管7的管道中安裝多個小噴管10，在混合室入口均勻布置多個較小的超聲速引射小噴管10，高壓引射流通過這些小噴管10形成多股超聲速引射氣流噴入混合室，同時，被引射氣流通過小噴管10間的間隙流入混合室。由于引射氣流與被引射氣流的橫向特征尺寸減小，氣流混合面積增加，氣流達到充分混合所需要的混合室長度可以大大減小，混合室出口氣流更加均勻，因而摩擦和混合不均所帶來的損失也大大降低。多噴管引射器由于其獨特的優點，得到了越來越廣泛的應用，現代設計的風洞，大都采用多噴嘴引射方式，但是該種類型的引射器，引射噴管和被引射氣流通道的結構復雜，設計、加工難度大，并且，多個引射噴管安放在被引射氣流通道中，會對被引射氣流造成較大的能量損失。另外，研究表明，多噴管引射器如果設計不當，多噴管出口的超聲速引射氣流會相互撞擊，加劇了壓力損失。

除上述三種引射器之外，現有技術中還有一種差分引射器，是一種理論上的無窮多級引射器，這種引射器的應用模型，采用周邊布局噴管的方法，以獲得較高的增壓比，但是數據表明，這種引射器結構，只有在小口徑下，引射器管道內的噴射氣流才能實現與引射氣流的有效混合，而且，為實現不同Ma數的噴管射流，需要沿引射管軸向設置幾十個噴管，其結構復雜，加工難度大，差分引射器難以在大口徑風洞普及應用。

因此期待研發一種用于引射器的噴管、引射單元及空氣引射器，提高引射氣流與被引射氣流的接觸面積、提高混合效率，減少壓力損失，并簡化結構，降低降低加工難度。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于引射器的噴管、引射單元及空氣引射器，提高引射氣流與被引射氣流的接觸面積，減少壓力損失，提高混合效率及增壓比。

為了實現上述目的，本發明提供一種用于引射器的噴管，所述噴管呈喇叭狀，包括大徑端和小徑端；

在所述噴管的管壁中，沿所述噴管的周向設有環形氣流駐室，所述環形氣流駐室的朝向所述小徑端的一側設有開口，所述開口延伸至所述小徑端的端面上；

在所述噴管的大徑端，沿所述噴管的周向設有多個進氣口，每個所述進氣口通過一個設置于所述噴管管壁中的進氣通道連接于所述環形氣流駐室。