本实用新型专利技术公开了一种用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置。该装置包括模型装置和喷流装置。该装置综合考虑了试验装置对模型支撑、多喷流供气、驻室结构的要求，供气支杆具备模型支撑和多路喷流供气的功能，驻室具备不同方向不同喷流总压独立供气的功能，整套试验装置易于装拆，使用方便。本实用新型专利技术的风洞试验装置解决了当前风洞试验面临的模型支撑、有限狭小空间内实现多喷流独立模拟等关键技术问题，保证了保护罩的相似性，且未引入额外的难以修正的干扰，获得了多路反推喷流与来流相互作用下可靠的保护罩气动载荷数据。
A multi jet interference test device for symmetrical model of hypersonic wind tunnel
【技术实现步骤摘要】
一种用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置
本技术属于高超声速风洞试验
，具体涉及一种用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置。
技术介绍
目前，各类飞行器保护罩的姿态控制多数采用在保护罩上布置多个反推火箭发动机的方式来实现，而高超声速情况下多喷流与來流相互作用非常明显，保护罩的气动特性和静稳定性都受到多喷流干扰的严重影响，因此通过风洞试验获得高超声速保护罩多喷流干扰时的气动特性和静稳定性，对保护罩的设计具有重要意义。然而，受到试验模型尺寸限制，当前高超声速风洞多喷流干扰试验不可能做到全尺寸模拟，存在模型小，内部空间狭窄，结构设计复杂等问题，给试验测量带来诸多问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置，其特点是，所述的试验装置包括模型装置和喷流装置；所述的模型装置包括保护罩头部、保护罩尾部、六分量环式天平、供气支杆、尾支杆、天平套筒、底部盖板和喷流盖板；所述的保护罩头部和喷流盖板一体加工成型，供气支杆和尾支杆一体加工成型，供气支杆和尾支杆的内部有通气管路，供气支杆的中部有中间法兰，六分量环式天平套在供气支杆上，六分量环式天平与供气支杆之间留有缝隙，六分量环式天平的后端面固定在中间法兰的前端面上，天平套筒安装在中间法兰的后端面上，六分量环式天平伸入到天平套筒中，底部盖板固定在天平套筒的后端面上，天平套筒和底部盖板保护六分量环式天平不受环境气流影响；保护罩尾部固定在六分量环式天平的前端面上，保护罩头部安装在保护罩尾部上，保护罩头部和保护罩尾部之间平滑过渡；所述的喷流装置包括反推喷管、驻室、支杆端面法兰、供气支杆和紫铜管路；所述的反推喷管和驻室一体加工成型，紫铜管路焊接在尾支杆的后端锥面，与供气支杆和尾支杆的内部的通气管路连通，支杆端面法兰通过螺纹安装在供气支杆的前端，驻室固定在支杆端面法兰上；紫铜管路与外界气源连通；外界气源的常温压缩空气经紫铜管路、供气支杆和尾支杆的内部的通气管路、驻室进入反推喷管形成喷流。所述的供气支杆和尾支杆的内部的通气管路分为两组独立供气的通气管路，一组通气管路提供侧推喷流，另一组通气管路提供轴推喷流。所述的保护罩头部和喷流盖板一体加工成型替换为多个独立的保护罩头部，每个保护罩头部对应一种喷流状态。所述的供气支杆的中间法兰沿周向有内外两圈定位安装孔，内圈均布的内六角沉孔和销钉孔用于将六分量环式天平固定在供气支杆法兰前端面，外圈均布的螺纹孔用于将天平套筒固定在供气支杆法兰后端面。所述的驻室有3种，分别为单喷驻室、两喷驻室和多喷驻室，单喷驻室与侧推喷流的通气管路连通；两喷驻室与轴推喷流的通气管路连通；多喷驻室内有隔板，将驻室分为多个独立驻室，每个独立驻室与侧推喷流的通气管路连通或者轴推喷流的通气管路连通。所述的反推喷管的锥形喷口与保护罩头部外形一致；反推喷管的短边出口横截面与喷管喉道横截面的关系符合喷流压比相等和喷流动量相似的模拟准则。所述的通气管路中各部件的接触面均采用紫铜垫圈密封。所述的反推喷管从模型内部伸出，与模型不接触，缝隙宽度范围0.5～0.8mm，避免反推喷流的推力直接作用在六分量环式天平上。所述的天平套筒与供气支杆中间法兰后端连接，与模型及天平不接触，缝隙宽度范围1～2mm，避免影响天平测力。所述的底部盖板与天平套筒连接，与模型不接触，缝隙宽度范围1～2mm，避免影响天平测力。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的六分量环式天平为内部中空结构，允许供气支杆从中间穿过，天平两端法兰连接。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的反推喷管和驻室是喷流装置的核心部件，用于模拟反推火箭发动机的燃气喷流。多喷驻室内有隔板将驻室分为上下两个小驻室，小驻室内压力可独立调节，以满足不同方向喷流不同总压的需求。驻室壁面有压力监测孔，压力监测孔在喷流压力调试时用于安装压力传感器，以判断驻室压力是否满足要求；驻室与供气支杆之间，采用小凸起和小凹槽做周向定位，紫铜垫圈做密封，供气支杆前端安装支杆端面法兰，通过螺钉与驻室连接。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的反推喷管的短边出口之后的区域，喷流参数在垂直于喷管轴线的横截面上不均匀。喷管设计时，将锥形喷口短边出口处的横截面作为喷管的理论出口，以该横截面上的喷流参数为反推喷流模拟的输入参数。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置具有以下优点：1.支撑零件全部位于保护罩的内部，未破坏保护罩的完整性，反推喷流与来流相互作用的干扰流场未被其他干扰因素破坏。2.各零部件拆装方便，结构牢固可靠。3.喷流关闭时，带喷流盖板保护罩的设计可保证保护罩外形的完整性。4.供气支杆与尾支杆加工成一体，多路通气管路均位于支杆内部，连接稳固，不受外流场干扰的影响。5.驻室一体化设计，连接方便，可实现有限空间内不同方向不同总压反推喷流的独立控制。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置是基于一体化思想设计的模型和喷流装置，该装置综合考虑了试验装置对模型支撑、多喷流供气、驻室结构的要求，供气支杆具备模型支撑和多路喷流供气的功能，驻室具备不同方向不同喷流总压独立供气的功能，整套试验装置易于装拆，使用方便。本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置解决了当前风洞试验面临的模型支撑、有限狭小空间内实现多喷流独立模拟等关键技术问题，保证了保护罩的相似性，且未引入额外的难以修正的干扰，获得了多路反推喷流与来流相互作用下可靠的保护罩气动载荷数据。附图说明图1为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置的结构示意图(主视图)；图2为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置的结构示意图(剖视图)；图3为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置的局部放大图；图4a为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的保护罩头部结构示意图(三喷)；图4b为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的保护罩头部结构示意图(双喷)；图4c为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的保护罩头部结构示意图(单喷)；图4d为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的保护罩头部结构示意图(无喷)；图5a为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的驻室结构示意图(三喷)；图5b为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的驻室结构示意图(双喷)；图5c为本技术的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置中的驻室结构示意图(单喷)；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置，其特征在于：所述的试验装置包括模型装置和喷流装置；/n所述的模型装置包括保护罩头部(1)、保护罩尾部(2)、六分量环式天平(6)、供气支杆(7)、尾支杆(9)、天平套筒(10)、底部盖板(11)和喷流盖板(12)；所述的保护罩头部(1)和喷流盖板(12)一体加工成型，供气支杆(7)和尾支杆(9)一体加工成型，供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部有通气管路，供气支杆(7)的中部有中间法兰，六分量环式天平(6)套在供气支杆(7)上，六分量环式天平(6)与供气支杆(7)之间留有缝隙，六分量环式天平(6)的后端面固定在中间法兰的前端面上，天平套筒(10)安装在中间法兰的后端面上，六分量环式天平(6)伸入到天平套筒(10)中，底部盖板(11)固定在天平套筒(10)的后端面上，天平套筒(10)和底部盖板(11)保护六分量环式天平(6)不受环境气流影响；保护罩尾部(2)固定在六分量环式天平(6)的前端面上，保护罩头部(1)安装在保护罩尾部(2)上，保护罩头部(1)和保护罩尾部(2)之间平滑过渡；/n所述的喷流装置包括反推喷管(3)、驻室(4)、支杆端面法兰(5)、供气支杆(7)和紫铜管路(8)；所述的反推喷管(3)和驻室(4)一体加工成型，紫铜管路(8)焊接在尾支杆(9)的后端锥面，与供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部的通气管路连通，支杆端面法兰(5)通过螺纹安装在供气支杆(7)的前端，驻室(4)固定在支杆端面法兰(5)上；紫铜管路(8)与外界气源连通；外界气源的常温压缩空气经紫铜管路(8)、供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部的通气管路、驻室(4)进入反推喷管(3)形成喷流。/n...
【技术特征摘要】
1.一种用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置，其特征在于：所述的试验装置包括模型装置和喷流装置；
所述的模型装置包括保护罩头部(1)、保护罩尾部(2)、六分量环式天平(6)、供气支杆(7)、尾支杆(9)、天平套筒(10)、底部盖板(11)和喷流盖板(12)；所述的保护罩头部(1)和喷流盖板(12)一体加工成型，供气支杆(7)和尾支杆(9)一体加工成型，供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部有通气管路，供气支杆(7)的中部有中间法兰，六分量环式天平(6)套在供气支杆(7)上，六分量环式天平(6)与供气支杆(7)之间留有缝隙，六分量环式天平(6)的后端面固定在中间法兰的前端面上，天平套筒(10)安装在中间法兰的后端面上，六分量环式天平(6)伸入到天平套筒(10)中，底部盖板(11)固定在天平套筒(10)的后端面上，天平套筒(10)和底部盖板(11)保护六分量环式天平(6)不受环境气流影响；保护罩尾部(2)固定在六分量环式天平(6)的前端面上，保护罩头部(1)安装在保护罩尾部(2)上，保护罩头部(1)和保护罩尾部(2)之间平滑过渡；
所述的喷流装置包括反推喷管(3)、驻室(4)、支杆端面法兰(5)、供气支杆(7)和紫铜管路(8)；所述的反推喷管(3)和驻室(4)一体加工成型，紫铜管路(8)焊接在尾支杆(9)的后端锥面，与供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部的通气管路连通，支杆端面法兰(5)通过螺纹安装在供气支杆(7)的前端，驻室(4)固定在支杆端面法兰(5)上；紫铜管路(8)与外界气源连通；外界气源的常温压缩空气经紫铜管路(8)、供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部的通气管路、驻室(4)进入反推喷管(3)形成喷流。
2.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置，其特征在于：所述的供气支杆(7)和尾支杆(9)的内部的通气管路分为两组独立供气的通气管路，一组通气管路提供侧推喷流，另一组通气管路提供轴推喷流。
3.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞面对称模型的多喷流干扰试验装置，其特征在于：所述的保护罩头部(1)和喷流盖板(12)一体加工...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，林敬周，钟俊，解福田，舒海锋，申丽辉，许晓斌，谢飞，邹东阳，范孝华，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51
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