[發明專利]高速進氣道結構調節與性能測量一體的試驗系統及方法

在審

• 申請號: 202211042505.5
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115585977A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 盧洪波;吳衡毅;李海燕;王星光;孫日明;額日其太;紀鋒
• 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;G01M9/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

高速進氣道結構調節與性能測量一體的試驗系統及方法，包括：中空的中心錐、中空的收縮外罩、與外罩及中心錐相連的測量段、與測量段及中心錐相連的固定筒、與固定筒相連的電機驅動系統、與驅動系統和中心椎連接的絲杠副、與固定筒和絲杠副相連的位移傳感器；中心錐體的外表面與外罩內腔圍成進氣道通道；所述中心錐能夠由所述固定筒、電機驅動系統、絲杠副組成的機構實現可控軸向線性運動；所述測量段包括外筒、內筒，及用于連接外筒和內筒的中空支板；所述中空支板上安裝若干皮托管，所述外筒、內筒均安裝若干靜壓管，所述皮托管測得的皮托壓和所述靜壓管測得的壁面靜壓，確定所述主通道的性能參數。

技術領域

本發明涉及一種高速進氣道結構調節與性能測量一體的試驗系統及方法，即一種高超聲速進氣道結構調節與性能測量一體的風洞試驗系統及方法，屬于風洞試驗領域。

背景技術

高超聲速進氣道作為超燃沖壓發動機及其組合動力的進口裝置，擔負著為發動機提供滿足燃燒要求的空氣的功能。進氣道性能的優劣對發動機至關重要，就好比呼吸系統之于人的重要性。為保證發動機在較寬范圍內高效穩定工作，對進氣道結構進行動態調整，使進氣道實時處于較優工作狀態，以拓寬發動機工作邊界，避免出現推力不足、乃至不起動狀況(類似于人的高原反應)，這需要建立高速可調進氣道試驗系統與測量方法。

現有技術中，高超聲速可調進氣道風洞試驗尚未涉及進氣道放氣氣流與結構調節驅動機構干擾難題，而且進氣道結構調節過程的位置缺少可靠性高、精度高的實時監測手段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，解決了進氣道放氣氣流與結構調節，以及相應測量問題。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種高超聲速進氣道結構調節與性能測量一體的風洞試驗系統，包括：

中空的中心錐、中空的收縮外罩、與外罩及中心錐相連的測量段、與測量段及中心錐相連的固定筒、與固定筒相連的電機驅動系統、與驅動系統和中心椎連接的絲杠副、與固定筒和絲杠副相連的位移傳感器；中心錐體的外表面與外罩內腔圍成進氣道通道；

所述中心錐能夠由所述固定筒、電機驅動系統、絲杠副組成的機構實現可控軸向線性運動，達到調節所述進氣道通道的主通道的最小截面面積的目的；

所述測量段包括外筒、內筒，及用于連接外筒和內筒的中空支板；所述中空支板上安裝若干皮托管，所述外筒、內筒均安裝若干靜壓管，所述皮托管測得的皮托壓和所述靜壓管測得的壁面靜壓，用于確定所述主通道的性能參數。

優選的，所述電機驅動系統為帶減速器的可編程控制的直流伺服電機系統。

優選的，所述絲杠副包括滑塊和絲杠，用于將所述電機驅動系統的轉動運動轉換為滑塊的直線運動。

優選的，所述位移傳感器為磁環與導桿標尺組成的磁阻式位移傳感器。

優選的，所述中心錐的實時位置由所述位移傳感器磁環在所述位移傳感器導桿標尺上的位置給出，其中所述中心錐、所述絲杠副的滑塊及所述位移傳感器磁環三者固連。

優選的，所述主通道的性能參數包括出口總壓、馬赫數、流量中的一個或多個。

優選的，所述進氣道通道包括放氣通道和主通道；所述放氣通道為由所述中心錐體上的放氣孔或槽、中心錐體的中空腔、固定筒的筒壁上的前后交錯布置的放氣縫和固定筒的中空腔、及測量段上的支板的中空縫所圍成的流路。

優選的，所述中心錐體上的放氣孔或槽流出的氣體由所述中空支板的中空縫排出；所述放氣通道呈現出雙喉道特征；所述進氣道放氣通道的第一喉道為所述放氣孔或槽；所述進氣道放氣通道的第二吼道為下游其他部位最小截面面積處；所述進氣道放氣通道的第二喉道面積不小于所述進氣道放氣通道的第一喉道面積的2倍。