本发明专利技术提出一种用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置，包括翼型绝缘防护支撑装置和电磁屏蔽防护装置，翼型绝缘防护支撑装置包括侧壁转窗结构和攻角机构支撑平台；电磁屏蔽防护装置包括多层屏蔽高压导线和接地铜箔宽带。本发明专利技术保证了模型与侧壁转窗、支撑平台的绝缘，以及固定螺钉与耳片之间的绝缘，同时也保证了侧壁转窗、支撑平台的强度。此外通过采用多层屏蔽高压导线，使感应电磁场逐层衰减，满足测控仪器的安全耐压和电磁屏蔽要求；采用铜箔宽带接地，将传输导线辐射电磁场所引起的感生电压大大降低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出一种用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置，包括翼型绝缘防护支撑装置和电磁屏蔽防护装置，翼型绝缘防护支撑装置包括侧壁转窗结构和攻角机构支撑平台；电磁屏蔽防护装置包括多层屏蔽高压导线和接地铜箔宽带。本专利技术保证了模型与侧壁转窗、支撑平台的绝缘，以及固定螺钉与耳片之间的绝缘，同时也保证了侧壁转窗、支撑平台的强度。此外通过采用多层屏蔽高压导线，使感应电磁场逐层衰减，满足测控仪器的安全耐压和电磁屏蔽要求；采用铜箔宽带接地，将传输导线辐射电磁场所引起的感生电压大大降低。【专利说明】用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置
本专利技术涉及高速风洞中等离子体流动控制实验技术的安全和防护领域，具体为一套用于高速风洞中的等离子体流动控制实验的支撑防护装置。
技术介绍
等离子体流动控制以其响应时间短、无需移动部件、作用频带宽等优势已成为国际空气动力学和等离子物理领域的新兴重点研究方向，并很可能成为导致飞行器性能发生重大突破的关键性技术。因此，深入研究高速流动的等离子体流动控制机理，发展精确、可靠的等离子体高速流动控制技术对紧扣国际科技前沿、研制我国下一代战斗机和导弹等先进武器装备具有非常重要的战略意义和工程应用价值。国内外对等离子体流动控制技术的研究还处于初步探索阶段，目前还局限于低速流动领域，已有研究基本都是在来流速度不超过100m/s、压气机转速不超过3000r/min的条件下开展的，而实际飞行器飞行速度多在100m/S以上、压气机转速在104r/min以上。目前我国在等离子体高速流动控制实验技术方面的研究尚不多见，这主要是因为等离子体放电时需要外加几万伏的高电压，而在全钢制高速风洞中进行等离子体放电实验，如何防止高电压对人员和实验仪器造成损害，目前尚无很好的解决方案。为了探明等离子体高速流动控制的作用机理，摸清等离子体激励在高速流动状态下的控制规律和特性，迫切需要发展一套适用于高速风洞的等离子体流动控制实验技术，从而推动等离子体流动控制技术的工程和实用化进程。
技术实现思路
要解决的技术问题为了解决等离子体流动控制实验中风洞洞体、模型及其支撑机构的装配和绝缘问题，防止高电压对测控仪器和设备的电磁干扰，本专利技术提出一种用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置。技术方案本专利技术的技术方案为:所述一种用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置，其特征在于:包括翼型绝缘防护支撑装置和电磁屏蔽防护装置；所述翼型绝缘防护支撑装置包括侧壁转窗结构和攻角机构支撑平台；侧壁转窗结构采用环氧树脂材料；攻角机构支撑平台中的用于支撑翼型耳片的接触面上粘贴可耐高电压的绝缘胶带，且接触面上还固定安装有由环氧树脂制成的耳片垫板；攻角机构支撑平台中的用于固定翼型耳片的固定螺栓采用聚四氟乙烯衬套和垫片；所述电磁屏蔽防护装置包括多层屏蔽高压导线和接地铜箔宽带；所述多层屏蔽高压导线由内向外依次为耐高压导线、75 Ω基带同轴电缆、普通铜网衣、塑料软管和金属蛇皮软管，多层屏蔽高压导线用于传输等离子体流动控制实验中的激励电压；所述接地铜箔宽带采用宽10cm、厚0.05_的铜箔宽带，用于将模型上的等离子体放电产生的感生电压导入大地。进一步的优选方案，所述一种用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置，其特征在于:侧壁转窗结构包括窗门、填块和压盖；窗门为圆形结构，窗门与风洞试验段侧壁配合，且窗门能够绕自身轴线在风洞试验段侧壁上转动；窗门上开有异形通孔，窗门的圆心处于异形通孔内，翼型模型能够穿过异形通孔，异形通孔的一条边缘为直边，所述异形通孔的直边长度等于翼型模型安装耳片的宽度，所述异形通孔的直边与窗门圆心的距离等于待测翼型安装耳片厚度的一半，当窗门安装进风洞试验段侧壁后，所述异形通孔的直边与翼型模型安装基准面平行；窗门上还开有压盖安装孔；所述填块为异形板件，填块上开有与压盖连接的通孔；填块的一条边缘为直边，所述填块的直边长度等于翼型模型安装耳片的宽度；当填块安装嵌入窗门的异形通孔内时，除所述的填块的直边外，填块的其余边缘与窗门异形通孔除所述异形通孔的直边外的其余边缘紧贴，所述的填块的直边与所述的异形通孔的直边平行且距离等于翼型模型安装耳片厚度；压盖分别与窗门和填块固定连接，用于将填块固定在窗门的异形通孔内。有益效果本专利技术采用环氧树脂材料制作侧壁转窗，在支撑平台和翼型耳片的接触面上粘贴可耐高电压的绝缘胶带，并且在接触面上安装由环氧树脂层压板制成的耳片垫板，在固定螺钉上装配了聚四氟乙烯衬套和垫片，保证了模型与侧壁转窗、支撑平台的绝缘，以及固定螺钉与耳片之间的绝缘，同时也保证了侧壁转窗、支撑平台的强度。而采用多层屏蔽高压导线，使感应电磁场逐层衰减，满足测控仪器的安全耐压和电磁屏蔽要求；采用铜箔宽带接地，将传输导线辐射电磁场所引起的感生电压大大降低。在优选方案中，采用专门的转窗结构设计，优化了转窗结构中由于模型变化而需要拆卸的转窗部件，比如窗门在一次安装后就不要再拆卸，从而有效的避免了模型拆装一次就需要重新校准转窗炮台及窗门的工作，为翼型实验的准备工作节约了大量的宝贵时间，有效的提闻了实验效率。【专利附图】【附图说明】图1:转窗窗门部分的总装图；图2:图2的剖视图；图3:窗门部分的结构图；图4:图3的剖视图；图5:填块的结构图；图6:图5的局部剖视图；图7:压盖的结构图；图8:图7的局部剖视图；图9:多层屏蔽高压导线剖视图；图10:模型耳片与绝缘支撑平台的连接方式示意图；图11:等离子体电极在实验模型上的安装方式示意图；图12:Ma=0.2，施加等离子体激励前后翼型升力曲线随攻角的变化曲线；图13:Ma=0.2，α =20°，施加等离子体激励前后翼型的压力系数；图14:Ma=0.2，α =20°，施加等离子体激励前后翼型的尾迹分布。其中:1、窗门；2、压盖；3、螺钉；4、填块；5、铜网衣;6、75Ω基带同轴电缆；7、金属蛇皮软管；8、塑料软管；9、耐高压导线；10、环氧树脂保护套；11、翼型模型耳片；12、聚四氟乙烯衬套；13、金属螺栓。1Α、2Α、3Α、4Α分别是第1_4组激励器的上电极，1Β、2Β、3Β、4Β分别是第1-4组激励器的下电极。【具体实施方式】下面结合具体实施例描述本专利技术:本实施例是一套用于高速风洞的等离子体流动控制实验中的支撑防护装置，用于NF-6增压连续式高速风洞，NF-6增压连续式高速风洞是一座全钢制结构的回流式风洞，在进行等离子体流动控制实验时，必须考虑风洞洞体、模型及其支撑机构的装配和绝缘问题，防止高电压对测控仪器和设备的电磁干扰。支撑防护装置包括翼型绝缘防护支撑装置和电磁屏蔽防护装置。翼型绝缘防护支撑装置包括侧壁转窗结构和攻角机构支撑平台，这两个结构都是要与翼型模型连接的机构。其中，攻角机构支撑平台用来支撑模型和控制模型的攻角；侧壁转窗则起到密封的作用。因此，在等离子体流动控制实验中必须要解决模型与侧壁转窗、支撑平台的绝缘问题。在本实验系统的侧壁转窗设计中，综合考虑了材料的强度、绝缘性以及是否便于加工等多方面的因素，最终选用环氧树脂制成侧壁转窗，为了保证流动的二维性，侧壁转窗必须紧贴在翼型的两个端面。支撑平台和翼型耳片通过金属螺栓连接定位，因此也要考虑支撑平台接触面和金属螺栓的绝缘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于高速风洞等离子体流动控制实验的支撑防护装置，其特征在于：包括翼型绝缘防护支撑装置和电磁屏蔽防护装置；所述翼型绝缘防护支撑装置包括侧壁转窗结构和攻角机构支撑平台；侧壁转窗结构采用环氧树脂材料；攻角机构支撑平台中的用于支撑翼型耳片的接触面上粘贴可耐高电压的绝缘胶带，且接触面上还固定安装有由环氧树脂制成的耳片垫板；攻角机构支撑平台中的用于固定翼型耳片的固定螺栓采用聚四氟乙烯衬套和垫片；所述电磁屏蔽防护装置包括多层屏蔽高压导线和接地铜箔宽带；所述多层屏蔽高压导线由内向外依次为耐高压导线、75Ω基带同轴电缆、普通铜网衣、塑料软管和金属蛇皮软管，多层屏蔽高压导线用于传输等离子体流动控制实验中的激励电压；所述接地铜箔宽带采用宽10cm、厚0.05mm的铜箔宽带，用于将模型上的等离子体放电产生的感生电压导入大地。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑博睿，李峰，高超，王玉帅，郗忠祥，王娜，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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