[實用新型]一種用于風洞模型的噴流試驗裝置

有效

• 申請號: 202021856509.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN213658218U
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 米鵬;徐揚帆;彭超;蘇繼川;鄒涵;丁家寶;向光偉;葉林;車偉;周麟
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本實用新型涉及飛行器氣動試驗技術領域，公開了一種用于風洞模型的噴流試驗裝置，包括內設有空腔的箭體模型；箭體模型尾部設置有多個高速噴管，箭體模型外設置有高壓氣源，高壓氣源上連接有多個進氣軟管，高速噴管通過導流器與進氣軟管連通；箭體模型同軸固定有支桿，支桿一端伸出箭體模型外并與風洞內的姿態控制機構連接，另一端安裝有桿式應變天平。本實用新型通過在風洞中模擬箭類的外部流場，利用高壓氣源模擬動力源，通過箭體模型內置管路和高速噴管模擬反推發動機排氣效果，通過箭體模型及風洞姿態控制機構模擬箭類的運動姿態，通過桿式應變天平獲取箭體模型的整體的氣動力和力矩，盡量真實模擬火箭第一級的返回過程獲取有價值的氣動數據。

技術領域

本實用新型涉及飛行器氣動試驗技術領域，具體涉及一種用于風洞模型的噴流試驗裝置。

背景技術

現在大多數火箭是一次性產品，在將空間裝置發射到太空的過程中，火箭內部的燃料幾乎全部消耗，火箭外型殼體和火箭發動機在不受控的狀態下快速掉落砸毀在地面。眾所周知，火箭的燃料費用僅占火箭整體費用的很小一部分，火箭發射后砸毀的火箭外殼和火箭發動機卻極為昂貴，采取切實可行的工程技術手段回收火箭外殼和火箭發動機將帶來較大的經濟價值。

火箭等空間裝置從高空回收的途徑主要有3種：滑翔著陸回收、降落傘回收、用反推發動機垂直回收。本實用新型主要用于模擬火箭在反推發動機點火工作產生反推力、操作舵面變化角度以控制火箭姿態、著陸支腿收攏與展開狀態的垂直回收火箭性能測試裝置，這種回收方式可用于火箭的第一級回收，它能夠使火箭在人為控制的狀態下以合適的角度、逐步減小的回收速度、按規劃的回收路徑、降落在制定的回收地點；與此同時，火箭反推垂直回收對工程技術的要求非常高，它不僅要求反推發動機能夠提供足夠的減速能力使火箭在接近地面時速度非常小，還要求火箭上的操作舵對火箭具有較好的操作性能以保證火箭在高空高速下的回收軌跡和回收落點。

實用新型內容

基于以上問題，本實用新型提供一種用于風洞模型的噴流試驗裝置，通過在風洞中模擬箭類的外部流場，通過高壓氣源模擬反推發動機動力源，通過流量調節閥調整氣流流量和推力大小，通過箭體模型內置管路和高速噴管模擬反推發動機排氣效果，通過箭體模型及風洞姿態控制機構模擬箭類的運動姿態，通過桿式應變天平獲取箭體模型的整體的氣動力和力矩，盡量真實模擬火箭第一級的返回過程獲取有價值的氣動數據。

為實現上述技術效果，本實用新型采用的技術方案是：

一種用于風洞模型的噴流試驗裝置，包括設置于風洞內的箭體模型，箭體模型內設有沿軸向的空腔；箭體模型尾部均勻設置有多個用于噴出反向氣流的高速噴管，箭體模型內還設置有高壓氣源，高壓氣源上連接有多個進氣軟管，高速噴管的進口端通過導流器與進氣軟管連通，每個進氣軟管上設置有流量調節閥；箭體模型同軸固定有支桿，支桿一端伸出箭體模型外并與風洞內的姿態控制機構連接，支桿的另一端同軸固定安裝有桿式應變天平。

進一步地，高速噴管靠近出口端設置有縮口段，縮口段遠端連接有口徑逐漸增大的錐形擴張出口。

進一步地，高速噴管內設置有多個測壓管組成的測壓耙，測壓耙上的測壓管在高速噴管上沿高速噴管軸線呈一字形排列。

進一步地，箭體模型外壁設置有至少兩個格柵舵，格柵舵沿箭體模型外壁環向均勻分布。

進一步地，導流器包括固定塊，固定塊的中部設置有可套接在支桿上的圓柱形槽，固定塊的側壁設置有多個平行于軸向的通氣管路；通氣管路一端與進氣軟管連通，通氣管路的另一端通過通氣鋼管與高速噴管的進氣端連通。

進一步地，進氣軟管及高速噴管的數量均為四個，連接四個高速噴管的通氣鋼管通過固定支架均布在箭體模型空腔中。

進一步地，進氣軟管的數量為四個，高速噴管數量為三個，其中一個高速噴管與箭體模型同軸設置，另兩個高速噴管沿箭體模型中軸線環向分布；位于箭體模型中軸線的高速噴管通過Y形集流管與兩個連接有進氣軟管的通氣鋼管連通。