一种进气道定堵塞度自起动试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种进气道定堵塞度自起动试验装置，包括:进气道，出口端设有延伸段：延伸段的内部设有堵块，两侧设有用于测量堵块位置的位移传感器，下端设有电磁铁；堵块与电磁铁通过堵块连接件连接，堵块连接件的一端与电磁铁的下端相接触，另一端与所述堵块固定连接；位移传感器包括传感器主体和滑动拉杆，滑动拉杆与堵块连接件固定连接；延时信号发生器，内部设有电磁铁电源；本发明专利技术进气道定堵塞度的自起动试验装置在获得了完整不起动振荡周期的同时，还在风洞有效运行时间范围内对其自起动过程进行了考察，且借助位移传感器对该过程进行了定量记录，保证了自起动试验的有效性和可重复性。

【技术实现步骤摘要】
一种进气道定堵塞度自起动试验装置
本专利技术属于特种吹风试验
更具体地，涉及一种进气道定堵塞度自起动试验装置。
技术介绍
进气道作为吸气式高速推进系统的关键气动部件以及推进系统一体化的重要组成因素，位于推进系统流道的最上游，进气道的工作特性将直接影响推进系统整体效能的发挥。尤其是进气道起动是保证进气道正常、高效工作的前提，但是实际飞行中导致进气道出现不起动的诱因(如工作马赫数过低、飞行姿态角过大、发动机调节不当等飞行控制因素)十分繁多，使得进气道不起动问题往往难以避免。另一方面，由于在高速条件下，内压缩设计的引入将使得进气道在临界点附近出现一个受历史效应和几何构型影响的迟滞环，进而影响进气道的自起动能力。因此，为了降低飞行器在飞行试验的风险，有必要针对进气道的自起动能力提前进行地面吹风试验评估，确保进气道能从典型不起动状态下恢复正常起动。地面试验中，由于常规高速风洞的试验时间较长，可达数秒甚至数十秒量级，因此可充分借助常规步进电机的尾锥节流系统进行复杂的操作控制，完整模拟不起动过程以及不起动诱因消失的自起动过程。然而由于常规高速风洞无加热难以模拟实际飞行中的高焓来流，而且长时间高焓风洞的运行成本则相对过高，因此以激波风洞为代表的脉冲型风洞优势得以突显。脉冲型风洞具有运行成本较低，运行方式灵活、快捷方便，可为大尺度进气道提供高焓来流的优点，在进气道和飞行器的研究中发挥着重要的作用；但是脉冲风洞的稳定运行时间仅有毫秒到数十毫秒量级，因此在常规风洞中使用的步进电机节流系统则显得耗时过长(秒量级)，不再适用。现有技术中，为满足在激波风洞中对进气道自起动能力考核的需求，某些学者尝试通过在进气道下游隔离段下壁面预先放置轻质堵塞物，并加装滑轨结构以便于控制堵塞物放置位置和运动方向。试验时，楔形堵塞物位于通道内，先迫使进气道出现不起动，待堵塞物被吹出通道、流道恢复畅通后，继而检测进气道的自起动能力。然而该方法中的轻质堵块未待风洞流场稳定，就已开始被风洞起动时的前行主激波推向了下游，因此无法定量准确的获得该进气道从特定堵塞度下自起动的全过程。并且考虑到自起动过程会受到历史效应的影响，因而堵塞度的不同亦会改变其流场演化过程甚至最终的自起动流场。同样的，还有学者采用预先安装的涤纶膜片封闭进气道出口的方法，先迫使进气道不起动；然后，在试验过程中使用脉冲高能点火器使涤纶膜片破裂，打开进气道出口，检测进气道的自起动能力。该方法是能模拟定堵塞度下的自起动过程，但只能模拟下游全堵塞极限情况下的自起动过程，无法模拟不同堵塞度下进气道的自起动过程，测试范围较为受限。因此，为了解决上述技术问题，本专利技术结合激波风洞实际情况提供一种高超声速进气道定堵塞度自起动试验装置该试验装置不仅能够获得进气道在特定堵塞度下完整的不起动振荡周期，而且有足够的时长考察进气道的自起动特性。与此同时，在试验中还可对进气道堵塞度的变化历程进行实时监控和记录，以保证自起动试验的有效性和可重复性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种进气道定堵塞度自起动试验装置，该试验装置解决了在激波风洞中开展进气道特定堵塞度下自起动过程研究的试验技术问题。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种进气道定堵塞度自起动试验装置，包括:进气道，出口端设有延伸段：所述延伸段的内部设有堵块，两侧设有用于测量所述堵块位置的位移传感器，下端设有电磁铁；所述堵块与所述电磁铁通过堵块连接件连接，所述堵块连接件的一端与所述电磁铁的下端相贴合，另一端与所述堵块连接；所述位移传感器包括传感器主体和滑动拉杆，所述滑动拉杆与所述堵块连接件固定连接；延时信号发生器，内部设有控制所述电磁铁开启和关闭的电磁铁电源；试验前，开启所述延时信号发生器，所述电磁铁电源向所述电磁铁供电，所述电磁铁吸附所述堵块连接件，使所述堵块在所述进气道出口端形成一定的堵塞度；同时设定好所述延时信号发生器的延时时间；试验阶段，外部触发信号触发所述延时信号发生器；同时高速气流经过所述进气道并在所述进气道出口端形成堆积气流，所述堆积气流返回至所述进气道的入口端，使得所述进气道入口端的起动捕获波系被破坏，形成不起动波系；待进气道形成完整的不起动振荡周期并达到预设的延时时间时，所述延时信号发生器关闭，所述电磁铁电源切断所述电磁铁的供电，所述电磁铁失磁后不再吸附所述堵块连接件，在高速气流的推动下所述堵块将带动所述堵块连接件通过所述滑动拉杆滑出所述延伸段，不起动波系转换成起动捕获波系，所述进气道恢复起动。优选地，所述进气道的构型为二元式、轴对称式、侧压式、鼓包式或者内转式的进气道。优选地，所述延伸段为光滑过度的延伸段，用于为所述堵块提供行程。优选地，所述堵块连接件是采用铁磁材料制成的直角薄板，且与所述堵块固定连接。优选地，所述外部触发信号是来自于风洞喷管前的皮托压电压信号或者风洞控制台的同步信号；更优选地，所述外部触发信号是来自风洞喷管前的皮托压电压信号。优选地，所述位移传感器为直线位移传感器，可实时测量并记录所述堵块的位置。优选地于，所述传感器主体设置在所述进气道的两侧，且位于所述堵块和所述电磁铁之间。优选地，所述延时信号发生器接受到外部触发信号后设定延时周期，并输出脉冲信号给所述电磁铁电源控制电磁铁的供电，进而实现电磁铁磁场的快速切换。优选地，所述堵块为楔形或轴对称圆锥结构的轻质非铁磁材料。优选地，所述电磁铁的吸引力需满足在风洞运行过程中所述进气道处于极限反压状态时仍能牢牢吸附住所述堵块和所述堵块连接件。本专利技术的进气道定堵塞度自起动试验装置在试验中还可对进气道堵塞度的变化历程进行实时监控和记录，以保证自起动试验的有效性和可重复性。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的进气道定堵塞度自起动试验装置解决了在激波风洞中开展进气道特定堵塞度下的自起动过程研究的试验技术问题，在获得了完整不起动振荡周期的同时，还在风洞有效运行时间范围内对其自起动过程进行了考察，且借助位移传感器对整个过程进行了定量记录，保证了自起动试验的有效性和可重复性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作优选地详细的说明。图1是本专利技术进气道定堵塞度自起动试验装置不起动状态示意图。图2是本专利技术进气道定堵塞度自起动试验装置自起动状态示意图。其中，1、二元进气道，2、延时信号发生器，3、外部触发信号，4、电磁铁电源，5、不起动波系，6、延伸段，7、电磁铁，8、堵块，9、堵块连接件，10、位移传感器，11、起动捕获波系。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做优选地的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。在本专利技术的一个实施方式中，如图1所示，一种进气道定堵塞度自起动试验装置，包括:二元进气道1，出口端设有延伸段6：延伸段6的内部放置有堵块8，两侧设有用于实时测量堵块8位置的位移传感器10，下端设有电磁铁7；堵块8与电磁铁7通过堵块连接件9实现连接，堵块连接件9为铁磁材料制成的直角薄板，直角薄板的一端与电磁铁7紧紧贴合接触，另一端与堵块8的直角边紧密固定；位移传感器10包括传感器主体和滑动拉杆，滑动拉杆的左端与传感器主体连接，右端与堵块连接件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进气道定堵塞度的自起动试验装置，其特征在于，包括:进气道，出口端设有延伸段：所述延伸段的内部设有堵块，两侧设有用于测量所述堵块位置的位移传感器，下端设有电磁铁；所述堵块与所述电磁铁通过堵块连接件连接，所述堵块连接件的一端与所述电磁铁的下端相贴合，另一端与所述堵块连接；所述位移传感器包括传感器主体和滑动拉杆，所述滑动拉杆与所述堵块连接件固定连接；延时信号发生器，内部设有控制所述电磁铁开启和关闭的电磁铁电源；试验前，开启所述延时信号发生器，所述电磁铁电源向所述电磁铁供电，所述电磁铁吸附所述堵块连接件，使所述堵块在所述进气道出口端形成一定的堵塞度；同时设定好所述延时信号发生器的延时时间；试验阶段，外部触发信号触发所述延时信号发生器；同时高速气流经过所述进气道并在所述进气道出口端形成堆积气流，所述堆积气流返回至所述进气道的入口端，使得所述进气道入口端的起动捕获波系被破坏，形成不起动波系；待进气道形成完整的不起动振荡周期并达到预设的延时时间时，所述延时信号发生器关闭，所述电磁铁电源切断所述电磁铁的供电，所述电磁铁失磁后不再吸附所述堵块连接件，在风洞气流的推动下所述堵块将带动所述堵块连接件通过所述滑动拉杆滑出所述延伸段，不起动波系转换成起动捕获波系，所述进气道恢复起动。...

【技术特征摘要】
1.一种进气道定堵塞度的自起动试验装置，其特征在于，包括:进气道，出口端设有延伸段：所述延伸段的内部设有堵块，两侧设有用于测量所述堵块位置的位移传感器，下端设有电磁铁；所述堵块与所述电磁铁通过堵块连接件连接，所述堵块连接件的一端与所述电磁铁的下端相贴合，另一端与所述堵块连接；所述位移传感器包括传感器主体和滑动拉杆，所述滑动拉杆与所述堵块连接件固定连接；延时信号发生器，内部设有控制所述电磁铁开启和关闭的电磁铁电源；试验前，开启所述延时信号发生器，所述电磁铁电源向所述电磁铁供电，所述电磁铁吸附所述堵块连接件，使所述堵块在所述进气道出口端形成一定的堵塞度；同时设定好所述延时信号发生器的延时时间；试验阶段，外部触发信号触发所述延时信号发生器；同时高速气流经过所述进气道并在所述进气道出口端形成堆积气流，所述堆积气流返回至所述进气道的入口端，使得所述进气道入口端的起动捕获波系被破坏，形成不起动波系；待进气道形成完整的不起动振荡周期并达到预设的延时时间时，所述延时信号发生器关闭，所述电磁铁电源切断所述电磁铁的供电，所述电磁铁失磁后不再吸附所述堵块连接件，在风洞气流的推动下所述堵块将带动所述堵块连接件通过所述滑动拉杆滑出所述延伸段，不起动波系转换成起动捕获波系，所述进气道恢复起动。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张启帆，彭辉，岳连捷，贾轶楠，张新宇，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11