一种大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞制造技术

本实用新型专利技术提供了一种大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，包括配重段、过渡段、活塞、电磁发射段、第一被驱动段、电磁止停段、第二被驱动段、单膜机构段、喷管、试验段和智能数据系统；配重段位于风洞最上游，活塞通过电磁发射段发射后，将向被驱动段方向运动，压缩空气，当活塞运动到电磁止停段后，主要受到电磁力作用减速，当活塞到达预定位置，被驱动段的试验气体被压缩，产生的高温高压试验气体使得单夹膜机构的膜片破裂。高温高压的试验气体，流过喷管，到达试验段模型产生所需要的自由来流条件。智能数据系统通过人工智能处理模型所受到的气动力、气动热等，快速准确获得所需要的数据。的数据。的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞


[0001]本技术属于风洞工程
，特别涉及一种大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，不仅能够通过激波加热以炮风洞方式运行，还能通过活塞等熵压缩以长射风洞方式运行，使其具备模拟高马赫数高雷诺数的能力。

技术介绍

[0002]活塞压缩试验气体类高超声速风洞主要包括炮风洞和长射风洞。炮风洞通过活塞压缩试验气体产生的激波，获得高温高压的试验气流。长射风洞通过活塞等熵压缩试验气体产生高温高压的试验气流。炮风洞和长射风洞通过活塞压缩试验气体，提升了风洞的流场参数，主要是能够获得较高的雷诺数。活塞压缩试验气体类高超声速风洞中的活塞，仅由高压空气驱动，活塞以较高的速度达到被驱动段末端时，需要依靠高压的试验气体和相应的节流阀等设备止停活塞，浪费了大量的试验气体内能，造成这类风洞能量利用率较低、有效试验时间较短、喷管驻室总压和总温较低等现象。
[0003]炮风洞和长射风洞利用活塞的方式不一样，常规设计这两类风洞是基于其运行原理建造的，造成目前这两类风洞不能通用，彼此独立。高超声速飞行器飞行条件范围广和需要研究的物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，其特征在于，包括配重段(1)、过渡段(2)、活塞(3)、电磁发射段(4)、第一被驱动段(5)、电磁止停段(6)、第二被驱动段(7)、单膜机构段(8)、喷管(9)、试验段(10)和智能数据系统(11)；其中，所述配重段(1)、过渡段(2)、电磁发射段(4)、第一被驱动段(5)、电磁止停段(6)和第二被驱动段(7)依次连接，第二被驱动段(7)与喷管(9)的收缩段通过单膜机构段(8)连接，喷管(9)的膨胀段与试验段(10)通过法兰连接；所述配重段(1)用于减缓活塞(3)在发射瞬间对风洞整体的振动；所述过渡段(2)、第一被驱动段(5)和第二被驱动段(7)为炮管结构；所述电磁发射段(4)和电磁止停段(6)均包括炮管、缠绕在炮管上的电磁线圈和为电磁线圈供断电的驱动电路，电磁发射段(4)的电磁线圈提供相对于活塞运动方向同向的电磁力，电磁止停段(6)的电磁线圈提供相对于活塞运动方向反向的电磁力；所述活塞(3)位于电磁发射段(4)中，活塞(3)在电磁发射段(4)中发射，经过第一被驱动段(5)并在电磁止停段(6)中减速，以安全速度经过第二被驱动段(7)，停止在单膜机构段(8)上游；所述智能数据系统(11)通过传感器监测电磁发射段(4)、第一被驱动段(5)、电磁止停段(6)、第二被驱动段(7)和试验段(10)中活塞运动信息、喷管驻室压力、试验段中模型气动热力信息，经过数据处理后，获得需求的流场信息。2.根据权利要求1所述的大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，其特征在于，所述脉冲风洞以炮风洞模式运行时，活塞(3)的质量与其横截面面积之比小于50kg/m2，喷管驻室的总温和总压通过激波压缩得到；和/或所述脉冲风洞以长射风洞模式运行时，活塞(3)的质量与其横截面面积之比大于150kg/m2，喷管驻室的总温和总压通过重活塞压缩得到。3.根据权利要求1所述的大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，其特征在于，所述配重段(1)的质量大于100吨；和/或所述配重段(1)和过渡段(2)采用锯齿螺纹连接，采用O形橡胶圈密封。4.根据权利要求1所述的大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，其特征在于，所述电磁发射段(4)提供的电磁能大于80MJ；所述电磁发射段(4)的电磁线圈级数为n级，n≥3。5.根据权利要求1所述的大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，其特征在于，所述电磁止停段(6)的提供电磁能大于等于活塞(3)的最大动能；所述电磁止停段(6)的电磁线圈级数为m级，m≥3。6.根据权利要求4或5所述的大尺寸电磁驱动和止停活塞的脉冲风洞，其特征在于，所述电磁发射段(4)和电磁止停段(6)的每段感应线圈分别连接独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌君谋，林键，纪锋，陈星，邵忠杰，姚大鹏，李睿劬，易翔宇，卢洪波，王丹，文帅，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：