本发明专利技术涉及风洞领域，具体涉及一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其包括风洞试验舱、试验模型和气动弹射装置，试验时风洞试验舱内部为真空状态；试验模型放置在风洞试验舱的内部；气动弹射装置的弹射端正对试验模型并且朝向激波风洞的出风方向，气动弹射装置用于推动试验模型以给试验模型提供飞行的初始动量。在自由飞试验中，气动弹射装置能够在瞬间推动试验模型使其因惯性而高速自由飞行，满足发射的突发性，试验模型的初始姿态容易确定，适用于多种飞行器的外形。在多体分离自由飞试验中，试验模型在自由飞过程中高速动态分离，分离过程不受干扰。本发明专利技术还涉及一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置的试验方法。验装置的试验方法。验装置的试验方法。
【技术实现步骤摘要】
基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及风洞领域，具体涉及一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置。本专利技术还涉及一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置的试验方法。
技术介绍
[0002]普通风洞模型自由飞试验和多体分离风洞自由飞试验均需要模型发射机构、记录设备、同步控制设备及光路系统等，其中多体分离风洞自由飞试验还需要分离解锁机构。
[0003]目前，现有技术已经给出了一些模型发射机构的结构，例如悬挂式与发射式，两种方法各有利弊：悬挂式投放装置有利于较好的控制模型的初始姿态，发射式投放装置可获得较多的试验周期。
[0004]但是，在高超声速风洞动态试验中(例如CN107976295A公开的高焓激波风洞)，对现有的模型发射机构提出了更高的要求：
[0005]对于悬挂式投放装置，在脉冲式超声速或高超声速风洞的流场建立过程中气流冲击力太大，需要悬挂的非常牢靠，但是这与要求释放时的突发性与无干涉要求有矛盾。
[0006]对于发射式投放装置，模型安装在发射筒内，缺点是模型发射过程中高加速度的要求，加上发射筒出口处的流场扰动，模型初始状态会有一定的扰动，而且在高超声速来流情况下存在很强的气动干扰，导致模型运动初始姿态不易确定，并且发射筒装置需要与模型相匹配，互换性较差，使得发射式投放装置仅限于轴对称、大长细比飞行器的定型试验。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置及方法，以解决现有现有的模型发射机构不适用于激波风洞的技术问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0009]本申请提供一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，包括，风洞试验舱，试验时所述风洞试验舱内部为真空状态；试验模型，所述试验模型放置在所述风洞试验舱的内部；气动弹射装置，所述气动弹射装置的弹射端正对所述试验模型并且朝向激波风洞的出风方向，所述气动弹射装置用于推动所述试验模型以给所述试验模型提供飞行的初始动量。
[0010]优选地，所述气动弹射装置包括，弹射驱动部，所述弹射驱动部用于提供高压气体；动力转化部，所述动力转化部与所述弹射驱动部连接，所述动力转化部用于将所述高压气体的内能转化为动能；弹射执行部，所述弹射执行部与所述动力转化部连接，所述弹射执行部在所述动力转化部提供的功能作用下推动所述试验模型沿着直线方向移动并且在惯性作用下飞行。
[0011]优选地，所述弹射驱动部包括供气源，以及设置在所述风洞试验舱内部的电磁阀，以及用于控制所述电磁阀开闭的控制模块，所述供气源通过第一软管与所述电磁阀连通，所述电磁阀通过第二软管与所述动力转化部连通，试验时所述第二软管和所述动力转化部
内部为真空状态。
[0012]优选地，所述控制模块包括信号触发器和信号控制仪，所述信号触发器通过第一触发信号导线与所述信号控制仪连接，所述信号控制仪通过电压信号输出导线与所述电磁阀连接，所述信号触发器用于在激波风洞点火时向所述电磁阀发出触发信号，所述信号控制仪用于接收触发信号之后等待规定的时间向所述电磁阀发出电压信号。
[0013]优选地，所述电磁阀设置在所述风洞试验舱的内部并且靠近所述动力转化部。
[0014]优选地，所述动力转化部包括气缸缸体、活塞和活塞杆，所述气缸缸体具有进气端和出气端，所述进气端与所述弹射驱动部连接，所述出气端与所述风洞试验舱内部连通，所述活塞与所述活塞杆同轴连接在所述气缸缸体内部，所述活塞杆与所述弹射执行部连接。
[0015]优选地，所述气缸缸体上靠近所述进气端的一端形成有连通所述风洞试验舱内部的微孔。
[0016]作为本申请的另一方面，所述电磁阀与所述第一软管通过三通接头连接，所述三通接头的剩余接口通过第三软管连接有真空源，所述真空源用于抽取所述电磁阀与所述动力转化部之间的气体以形成真空。
[0017]优选地，所述弹射执行部是连接在所述活塞杆上用于接触所述试验模型的连接杆，所述弹射执行部跟随所述活塞杆高速运动以高速推动所述试验模型并且使其进入自由飞行状态。
[0018]优选地，所述激波风洞模拟试验装置还包括观测采集系统，所述观测采集系统通过第二触发信号导线与所述信号触发器连接，所述观测采集系统用于观测采集所述试验模型在激波风洞流场中的运动轨迹，所述信号触发器用于在激波风洞点火时向所述观测采集系统发出触发信号。
[0019]本申请还提供一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置的试验方法，包括以下步骤，步骤100、控制调节所述弹射驱动部输出的气体压力，进入准备工作；步骤200、抽出所述弹射驱动部与所述动力转化部之间的气体；步骤300、对所述风洞试验舱内部抽真空；步骤400、检测所述弹射驱动部与所述动力转化部之间是否为真空状态，否则重新返回执行步骤200，是则停止抽真空工作并进入下一步骤；步骤500、检测所述风洞试验舱是否为真空状态，是则进行下一步，否则返回执行步骤300；步骤600、激波风洞点火，一段时间后在所述风洞试验舱的入口处形成风场；步骤700、所述弹射驱动部延迟开启，向所述动力转化部提供高压气体，所述动力转化部将高压气体的内能转化为动能，并且通过所述弹射执行部弹射所述试验模型，使得风场在所述风洞试验舱的入口处形成时，所述试验模型处于飞行状态。
[0020]优选地，试验前，所述弹射执行部与所述试验模型无接触，试验时，所述弹射执行部高速运动并且撞击在所述试验模型上，使得所述试验模型飞行。
[0021]作为本申请的另一方面，试验前，所述弹射执行部与所述试验模型的尾部抵接，试验时，所述试验模型与所述弹射执行部共同运动，在所述弹射执行部抵达行程的终点时，所述试验模型与所述弹射执行部分离并且在惯性的作用下飞行。
[0022]本申请与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0023]1.在自由飞试验中，所述气动弹射装置能够在瞬间推动所述试验模型使其因惯性而高速自由飞行，满足发射的突发性，所述试验模型的初始姿态容易确定，并且无需使用套
筒，适用于多种飞行器的外形。
[0024]2.在多体分离自由飞试验中，所述试验模型受到撞击作用而飞行，并且在自由飞过程中高速动态分离，分离过程不受尾部支撑杆的干扰。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0026]图1为多体分离风洞自由飞试验过程原理示意图；
[0027]图2为激波风洞模拟试验装置的一种实施例执行多体分离自由飞试验的结构图；
[0028]图3为激波风洞模拟试验装置的另一种实施例执行自由飞试验的结构图；
[0029]图4为激波风洞模拟试本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，包括，风洞试验舱(1)，试验时所述风洞试验舱(1)内部为真空状态；试验模型(2)，所述试验模型(2)放置在所述风洞试验舱(1)的内部；气动弹射装置(3)，所述气动弹射装置(3)的弹射端正对所述试验模型(2)并且朝向激波风洞的出风方向，所述气动弹射装置(3)用于推动所述试验模型(2)以给所述试验模型(2)提供飞行的初始动量。2.根据权利要求1所述的一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，所述气动弹射装置(3)包括，弹射驱动部(4)，所述弹射驱动部(4)用于提供高压气体；动力转化部(5)，所述动力转化部(5)与所述弹射驱动部(4)连接，所述动力转化部(5)用于将所述高压气体的内能转化为动能；弹射执行部(6)，所述弹射执行部(6)与所述动力转化部(5)连接，所述弹射执行部(6)在所述动力转化部(5)提供的功能作用下推动所述试验模型(2)沿着直线方向移动并且在惯性作用下飞行。3.根据权利要求2所述的一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，所述弹射驱动部(4)包括供气源(4a)，以及设置在所述风洞试验舱(1)内部的电磁阀(4b)，以及用于控制所述电磁阀(4b)开闭的控制模块(4c)，所述供气源(4a)通过第一软管(4d)与所述电磁阀(4b)连通，所述电磁阀(4b)通过第二软管(4e)与所述动力转化部(5)连通，试验时所述第二软管(4e)和所述动力转化部(5)内部为真空状态。4.根据权利要求3所述的一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，所述控制模块(4c)包括信号触发器(4c1)和信号控制仪(4c2)，所述信号触发器(4c1)通过第一触发信号导线(4c3)与所述信号控制仪(4c2)连接，所述信号控制仪(4c2)通过电压信号输出导线(4c4)与所述电磁阀(4b)连接，所述信号触发器(4c1)用于在激波风洞点火时向所述电磁阀(4b)发出触发信号，所述信号控制仪(4c2)用于接收触发信号之后等待规定的时间向所述电磁阀(4b)发出电压信号。5.根据权利要求3所述的一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，所述电磁阀(4b)设置在所述风洞试验舱(1)的内部并且靠近所述动力转化部(5)。6.根据权利要求3
‑
5中任一项所述的一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，所述动力转化部(5)包括气缸缸体(5a)、活塞(5b)和活塞杆(5c)，所述气缸缸体(5a)具有进气端(5a1)和出气端(5a2)，所述进气端(5a1)与所述弹射驱动部(4)连接，所述出气端(5a2)与所述风洞试验舱(1)内部连通，所述活塞(5b)与所述活塞杆(5c)同轴连接在所述气缸缸体(5a)内部，所述活塞杆(5c)与所述弹射执行部(6)连接。7.根据权利要求6所述的一种基于高速气动弹射技术的激波风洞模拟试验装置，其特征在于，
所述气缸缸体(5a)上靠...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪运鹏，王粤，姜宗林，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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