專(zhuān)利名稱(chēng)：流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)洞技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞。
背景技術(shù)：
航空航天技術(shù)的發(fā)展，與空氣動(dòng)力學(xué)研究的進(jìn)步息息相關(guān)。要進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，就離不開(kāi)地面模擬設(shè)備——風(fēng)洞，風(fēng)洞甚至被稱(chēng)為“航空航天飛行器誕生的搖籃”。 不僅如此，風(fēng)洞還在汽車(chē)、高速列車(chē)、建筑、橋梁等民用研究領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。為適應(yīng)航空航天飛行器的研制和發(fā)展，世界各國(guó)相繼建造了各種尺寸、各種類(lèi)型、 各種性能品質(zhì)的風(fēng)洞。但是對(duì)于一座已經(jīng)建設(shè)好了的風(fēng)洞而言，作為風(fēng)洞性能的重要指標(biāo)之一流場(chǎng)品質(zhì)是不能改變的，尤其是對(duì)于超聲速風(fēng)洞。但對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究，有時(shí)同一模型需要進(jìn)行風(fēng)洞對(duì)比實(shí)驗(yàn)，需要在不同的流場(chǎng)品質(zhì)下進(jìn)行，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化和差異。 在不同的風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題①增加建設(shè)成本，需要建設(shè)不同流場(chǎng)品質(zhì)的風(fēng)洞；②增加氣動(dòng)試驗(yàn)工作量，模型需要在不同的風(fēng)洞設(shè)備安裝、調(diào)試、試驗(yàn)；③增加測(cè)試工作量，測(cè)試設(shè)備需要來(lái)回反復(fù)搬遷調(diào)試；④降低試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，模型和測(cè)試設(shè)備重新安裝調(diào)試，會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)影響和誤差。由以上可知，現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中的超聲速風(fēng)洞實(shí)現(xiàn)各種不同的流場(chǎng)品質(zhì)存在如下問(wèn)題實(shí)驗(yàn)成本增加、工作量大、且降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)相關(guān)技術(shù)的超聲速風(fēng)洞如果要實(shí)現(xiàn)各種不同的流場(chǎng)品質(zhì)存在實(shí)驗(yàn)成本增加、 工作量大、且降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方法。為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，以實(shí)現(xiàn)超聲速風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)的可變，同時(shí)降低實(shí)驗(yàn)成本、減少工作量以及提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，該風(fēng)洞包括順次連接的高壓氣罐、閥門(mén)、粒子過(guò)濾器、干燥器、高壓管路、大角度擴(kuò)散段、 前穩(wěn)定段、后穩(wěn)定段、收縮段、擴(kuò)張段、實(shí)驗(yàn)段、擴(kuò)壓段以及真空箱；該風(fēng)洞還包括邊界層吸除裝置；邊界層吸除裝置安裝在收縮段與擴(kuò)張段之間；邊界層吸除裝置用于吸除收縮段的出口端的內(nèi)壁處的湍流邊界層。進(jìn)一步地，風(fēng)洞還包括邊界層抽吸管道，邊界層吸除裝置通過(guò)邊界層抽吸管道與真空箱相連通；邊界層抽吸管道設(shè)有流量控制閥，用于控制湍流邊界層的抽吸流量。進(jìn)一步地，收縮段的出口端向外彎折形成第一固定邊，第一固定邊上分布有第一通孔；擴(kuò)張段的入口端向外形成有第二固定邊，第二固定邊上分布有與第一通孔相對(duì)應(yīng)的第二通孔；邊界層吸除裝置包括第一圓筒，第一圓筒的側(cè)壁上軸向設(shè)置有與第一通孔以及第二通孔相對(duì)應(yīng)的第四通孔；第一圓筒通過(guò)螺栓穿過(guò)第一通孔、第四通孔以及第二通孔固
4定夾設(shè)于第一固定邊與第二固定邊之間；第一圓筒的側(cè)壁上徑向設(shè)置有第三通孔，且第三通孔與邊界層抽吸管道連通。進(jìn)一步地，第一固定邊的內(nèi)壁處圓周設(shè)置有第一環(huán)形凸臺(tái)；第一圓筒與第一固定邊接觸的一端面上設(shè)置有第一環(huán)形槽，第一環(huán)形槽內(nèi)卡置有第一環(huán)形墊片，第一環(huán)形凸臺(tái)與第一環(huán)形槽相對(duì)配合；第二固定邊的內(nèi)壁處圓周設(shè)置有第二環(huán)形凸臺(tái)；第一圓筒與第二固定邊接觸的另一端面上設(shè)置有第二環(huán)形槽，第二環(huán)形槽內(nèi)卡置有第二環(huán)形墊片，第二環(huán)形凸臺(tái)與第二環(huán)形槽相對(duì)配合。進(jìn)一步地，擴(kuò)張段的入口端鄰近收縮段的出口端，且入口端與出口端之間留有縫隙，形成抽吸槽；抽吸槽與第一圓筒的第三通孔相貫通，進(jìn)而與邊界層抽吸管道連通。進(jìn)一步地，前穩(wěn)定段包括防分離錐、不銹鋼絲綿消聲部件、燒結(jié)網(wǎng)堵、多層阻尼網(wǎng)，其中，防分離錐、不銹鋼絲綿消聲部件、燒結(jié)網(wǎng)堵、多層阻尼網(wǎng)可選擇性地安裝在前穩(wěn)定段內(nèi)。進(jìn)一步地，防分離錐包括兩端貫通的第二圓筒以及錐形燒結(jié)網(wǎng)，其中，錐形燒結(jié)網(wǎng)的頂端朝向大角度擴(kuò)散段；錐形燒結(jié)網(wǎng)的底端開(kāi)口朝向第二圓筒一端的內(nèi)部，且錐形燒結(jié)網(wǎng)底端的周邊與第二圓筒的內(nèi)表面固定；第二圓筒另一端底面上設(shè)有多個(gè)第一螺紋孔； 第二圓筒的外表面與前穩(wěn)定段的內(nèi)壁貼合，且第二圓筒軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段內(nèi)。進(jìn)一步地，不銹鋼絲綿消聲部件包括外框架、多孔板和不銹鋼絲綿，其中，外框架為兩端貫通的圓柱筒，外框架的一端的底面設(shè)有多個(gè)第二螺紋孔；外框架的兩端分別固定安裝有多孔板；不銹鋼絲綿填充在外框架內(nèi)，位于兩多孔板之間；外框架的外表面與前穩(wěn)定段的內(nèi)壁貼合，且外框架軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段內(nèi)。進(jìn)一步地，燒結(jié)網(wǎng)堵的外表面與前穩(wěn)定段的內(nèi)壁貼合，且燒結(jié)網(wǎng)堵軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段內(nèi)。進(jìn)一步地，多層阻尼網(wǎng)的外表面與前穩(wěn)定段的內(nèi)壁貼合，且多層阻尼網(wǎng)軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段內(nèi)。應(yīng)用本發(fā)明中的方案，通過(guò)在超聲速風(fēng)洞上設(shè)置邊界層吸除裝置，利用邊界層吸除裝置吸除收縮段出口端內(nèi)壁處的湍流邊界層。同時(shí)，在前穩(wěn)定段內(nèi)可選擇性地安裝防分離錐、不銹鋼絲綿消聲部件、燒結(jié)網(wǎng)堵以及多層阻尼網(wǎng)，以提高流場(chǎng)的品質(zhì)。通過(guò)本發(fā)明的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，從而能夠解決超聲速風(fēng)洞實(shí)現(xiàn)各種不同的流場(chǎng)品質(zhì)存在的實(shí)驗(yàn)成本增加、工作量大、且實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性不高的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了降低實(shí)驗(yàn)成本、減少工作量以及提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的效果。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞氣動(dòng)原理示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的收縮段、邊界層吸除裝置以及擴(kuò)張段安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前穩(wěn)定段結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的防分離錐結(jié)構(gòu)示意5
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼絲綿消聲部件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞氣動(dòng)原理示意圖。如圖1 所示，超聲速風(fēng)洞主要由高壓氣罐1、閥門(mén)2、粒子過(guò)濾器3、干燥器4、高壓管路5、大角度擴(kuò)散段6、前穩(wěn)定段7、后穩(wěn)定段8、收縮段9、擴(kuò)張段11、實(shí)驗(yàn)段12、擴(kuò)壓段13和真空箱16順次連接組成。其中，在收縮段9與擴(kuò)張段11之間安裝有邊界層吸除裝置10，用于吸除收縮段9出口端90的內(nèi)壁處91的湍流邊界層93，且該邊界層吸除裝置10通過(guò)邊界層抽吸管道 14與真空箱16相連通。該超聲速風(fēng)洞的基本工作過(guò)程是從高壓氣罐1輸出的氣體，經(jīng)過(guò)閥門(mén)2、粒子過(guò)濾器3進(jìn)入干燥器4進(jìn)行干燥。過(guò)濾掉水蒸氣、粒子和粉塵后，氣體通過(guò)高壓管路5以及大角度擴(kuò)散段6進(jìn)入前穩(wěn)定段7。結(jié)合參見(jiàn)圖3，在前穩(wěn)定段7內(nèi)經(jīng)過(guò)防分離錐 71防止氣體分離后，氣體再通過(guò)不銹鋼絲綿消聲部件73和燒結(jié)網(wǎng)堵75降低氣體的噪聲和擾動(dòng)，再通過(guò)阻尼網(wǎng)77進(jìn)一步打碎和衰減旋渦。結(jié)合參見(jiàn)圖2，氣體到達(dá)后穩(wěn)定段8，穩(wěn)定后的氣流經(jīng)收縮段9，再經(jīng)邊界層吸除裝置10吸除收縮段9出口端90內(nèi)壁處91的湍流邊界層93后，進(jìn)入擴(kuò)張段11，然后膨脹進(jìn)入實(shí)驗(yàn)段12，形成超聲速氣流對(duì)實(shí)驗(yàn)段12內(nèi)的模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。擴(kuò)壓段13與真空箱16相連通，該真空箱16通過(guò)邊界層抽吸管道14與邊界層吸除裝置10的抽吸槽101相連通。通過(guò)改變抽吸槽101容積的大小或/和調(diào)節(jié)邊界層抽吸管道14上設(shè)置的流量控制閥141的開(kāi)啟面積可以控制抽吸的流量。如圖2所示，邊界層吸除裝置10安裝在收縮段9與擴(kuò)張段11之間，用于吸除收縮段9出口端90內(nèi)壁處91的湍流邊界層93。在本發(fā)明的實(shí)施例中，收縮段9的出口端90向外彎折形成第一固定邊95。該第一固定邊95上分布有第一通孔97，且第一固定邊95的內(nèi)壁處圓周設(shè)置有第一環(huán)形凸臺(tái)99。擴(kuò)張段11的入口端110向外形成有第二固定邊111，在該第二固定邊111上分布有與第一固定邊95上第一通孔97相對(duì)應(yīng)的第二通孔115，且該第二固定邊111的內(nèi)壁處圓周設(shè)置有第二環(huán)形凸臺(tái)113。邊界層吸除裝置10包括第一圓筒100，該第一圓筒100夾設(shè)于第一固定邊95與第二固定邊111之間。該第一圓筒100的側(cè)壁上軸向設(shè)置有與第一固定邊95的第一通孔97 以及第二固定邊111的第二通孔115相對(duì)應(yīng)的第四通孔107。該第一圓筒100的側(cè)壁上徑向設(shè)置有第三通孔103，該第三通孔103與邊界層抽吸管道14連通。第一圓筒100與第一固定邊95接觸的一端面上設(shè)置有第一環(huán)形槽，第一環(huán)形槽內(nèi)卡置有第一環(huán)形墊片92，第一固定邊95內(nèi)壁處的第一環(huán)形凸臺(tái)99與第一環(huán)形槽相對(duì)配合。 第一圓筒100與第二固定邊111接觸的另一端面上設(shè)置有第二環(huán)形槽，第二環(huán)形槽內(nèi)卡置有第二環(huán)形墊片105，第二固定邊111內(nèi)壁處的第二環(huán)形凸臺(tái)113與第二環(huán)形槽相對(duì)配合。擴(kuò)張段11的入口端110鄰近收縮段9的出口端90，且入口端110與出口端90之間留有縫隙，該縫隙形成抽吸槽101。因第一圓筒100夾設(shè)于擴(kuò)張段11與收縮段9之間， 因此，抽吸槽101與第一圓筒100徑向設(shè)置的第三通孔103相貫通，進(jìn)而與邊界層抽吸管道 14連通。邊界層吸除裝置10安裝在收縮段9與擴(kuò)張段11之間的具體方法為邊界層吸除裝置10的第一圓筒100夾設(shè)于收縮段9的第一固定邊95與擴(kuò)張段11的第二固定邊111 之間。第一圓筒100可以用螺栓穿過(guò)第一固定邊95上的第一通孔97、第一圓筒100上的第四通孔107以及第二固定邊111上的第二通孔115來(lái)固定。通過(guò)邊界層吸除裝置10的第一圓筒100的一端面上設(shè)置的第一環(huán)形槽將第一環(huán)形墊片92壓緊于第一固定邊95的第一環(huán)形凸臺(tái)99。第一圓筒100的另一端面設(shè)置的第二環(huán)形槽內(nèi)卡置有第二環(huán)形墊片105，該第二環(huán)形墊片105緊緊鑲嵌于第二環(huán)形槽與第二固定邊111的第二環(huán)形凸臺(tái)113之間。該第一環(huán)形墊片92以及第二環(huán)形墊片105可以是橡膠材質(zhì)，在此設(shè)置第一環(huán)形墊片92以及第二環(huán)形墊片105的主要作用在于一方面可以起到密封的作用；另一方面可以改變第一環(huán)形墊片92以及第二環(huán)形墊片105的厚度，從而達(dá)到改變抽吸槽101的容積大小。這樣做的目的在于抽吸槽101容積大小的改變會(huì)對(duì)湍流邊界層93的抽吸流量產(chǎn)生變化，通過(guò)對(duì)流量大小的改變，可以達(dá)到改變流場(chǎng)品質(zhì)的目的，以適應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)。邊界層吸除裝置10的第一圓筒100上的第三通孔103與邊界層抽吸管道14相連通，在該邊界層抽吸管道14上設(shè)置有流量控制閥141。該流量控制閥141可以是電動(dòng)閥或手動(dòng)閥。通過(guò)改變流量控制閥141的開(kāi)啟面積可以控制抽吸流量。由于對(duì)湍流邊界層93抽吸流量的控制，進(jìn)而可以影響擴(kuò)張段U壁面邊界層層流的長(zhǎng)度，邊界層層流的長(zhǎng)度越長(zhǎng)， 風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)越好，邊界層層流的長(zhǎng)度越短，風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)降低，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)的改變。如圖3所示，本發(fā)明的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞的穩(wěn)定段與一般風(fēng)洞的穩(wěn)定段不同，本發(fā)明的穩(wěn)定段分為兩部分，為前穩(wěn)定段7和后穩(wěn)定段8，總長(zhǎng)比一般超聲速風(fēng)洞穩(wěn)定段要長(zhǎng)。前穩(wěn)定段7內(nèi)可選擇地安裝有防分離錐71、不銹鋼絲綿消聲部件73、燒結(jié)網(wǎng)堵 75、多層阻尼網(wǎng)77，以提高流場(chǎng)的品質(zhì)。其中，防分離錐71防止流動(dòng)氣體分離；不銹鋼絲綿消聲部件73用于減少氣體流經(jīng)前方閥門(mén)管道產(chǎn)生的噪聲；燒結(jié)網(wǎng)堵75進(jìn)一步起到消音減湍的效果；多層阻尼網(wǎng)77可降低氣流的湍流度和不均勻度，改善氣流品質(zhì)。前穩(wěn)定段7經(jīng)過(guò)以上措施，穩(wěn)定段后的氣體品質(zhì)得到大大改善，達(dá)到了盡可能小的穩(wěn)定段速度、溫度和聲脈動(dòng)。更為重要的是，與一般風(fēng)洞不同的是上述防分離錐71、不銹鋼絲綿消聲部件73、燒結(jié)網(wǎng)堵75、多層阻尼網(wǎng)77并不是完全固定在前穩(wěn)定段7的內(nèi)壁不可移動(dòng)，而是可以根據(jù)需要對(duì)上述各部件進(jìn)行選擇性的拆卸和安裝，以滿(mǎn)足不同品質(zhì)試驗(yàn)對(duì)穩(wěn)定段的要求。如圖4所示，防分離錐71包括一個(gè)兩端貫通的第二圓筒711以及一中空的錐形燒結(jié)網(wǎng)713。其中，錐形燒結(jié)網(wǎng)713的頂端朝向大角度擴(kuò)散段6，其底部開(kāi)口朝向第二圓筒711 一端的內(nèi)部，且錐形燒結(jié)網(wǎng)713底部的周邊與第二圓筒711的內(nèi)表面固定焊接。該第二圓筒711放置在前穩(wěn)定段7內(nèi)，第二圓筒711的外表面與前穩(wěn)定段7的內(nèi)壁貼合，且第二圓筒 711軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段7內(nèi)。在該第二圓筒711的另一端的底面開(kāi)有一組第一螺紋孔715，如果需要拆卸第二圓筒711時(shí)，只需要將螺桿擰入第一螺紋孔715內(nèi)，將圓筒17 沿前穩(wěn)定段7的內(nèi)壁拖出即可。如圖5所示，不銹鋼絲綿消聲部件73包括外框架731、多孔板733、不銹鋼絲綿 735。外框架731是一個(gè)兩端貫通的圓柱筒，在該外框架731的兩端分別固定安裝有多孔板 733，在其內(nèi)部塞滿(mǎn)了不銹鋼絲綿735。外框架731的外表面與前穩(wěn)定段7的內(nèi)壁貼合，且該外框架731軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段7內(nèi)。在外框架731的一端的底面開(kāi)有一組第二螺紋孔737，要取出外框架731時(shí)，只需要將螺桿擰入第二螺紋孔737內(nèi)，將外框架731沿前穩(wěn)定段7的內(nèi)壁拖出即可。燒結(jié)網(wǎng)堵75也包含一個(gè)兩端貫通的圓筒，在該圓筒內(nèi)徑向固定安裝有燒結(jié)網(wǎng)堵。 該圓筒的外表面與前穩(wěn)定段7的內(nèi)壁貼合。燒結(jié)網(wǎng)堵75軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段7內(nèi)。 基于與上述防分離錐71以及不銹鋼絲綿消聲部件73相同的目的，在燒結(jié)網(wǎng)堵75的圓筒的底面同樣開(kāi)有螺紋孔，以利用拆卸和安裝。多層阻尼網(wǎng)77采用以上類(lèi)似結(jié)構(gòu)，多層阻尼網(wǎng)77軸向活動(dòng)地設(shè)置于前穩(wěn)定段7 內(nèi)。其主要特點(diǎn)是，在與前穩(wěn)定段貼合的圓筒內(nèi)設(shè)置有多層阻尼網(wǎng)77，以更好的降低氣流的湍流度和不均勻度，改善氣流的品質(zhì)。同樣，在多層阻尼網(wǎng)77的圓筒底面同樣開(kāi)有螺紋孔， 以利于拆卸和安裝。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題，本發(fā)明解決了超聲速風(fēng)洞實(shí)現(xiàn)各種不同的流場(chǎng)品質(zhì)存在的實(shí)驗(yàn)成本增加、工作量大、且實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性不高的問(wèn)題，從而達(dá)到了降低實(shí)驗(yàn)成本、減少工作量以及提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的效果。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，該風(fēng)洞包括順次連接的高壓氣罐(1)、閥門(mén)O)、 粒子過(guò)濾器(3)、干燥器0)、高壓管路(5)、大角度擴(kuò)散段(6)、前穩(wěn)定段(7)、后穩(wěn)定段 (8)、收縮段(9)、擴(kuò)張段(11)、實(shí)驗(yàn)段(12)、擴(kuò)壓段(13)以及真空箱(16)，其特征在于，所述風(fēng)洞還包括邊界層吸除裝置(10)；所述邊界層吸除裝置(10)安裝在所述收縮段(9)與所述擴(kuò)張段(11)之間； 所述邊界層吸除裝置(10)用于吸除所述收縮段(9)的出口端(90)的內(nèi)壁處(91)的湍流邊界層(93)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述風(fēng)洞還包括邊界層抽吸管道(14)，所述邊界層吸除裝置(10)通過(guò)所述邊界層抽吸管道(14)與所述真空箱(16)相連通；所述邊界層抽吸管道(14)設(shè)有流量控制閥(141)，用于控制所述湍流邊界層(9 的抽吸流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述收縮段(9)的出口端(90)向外彎折形成第一固定邊(95)，所述第一固定邊(95) 上分布有第一通孔(97)；所述擴(kuò)張段(11)的入口端(110)向外形成有第二固定邊(111)，所述第二固定邊 (111)上分布有與所述第一通孔(97)相對(duì)應(yīng)的第二通孔(115)；所述邊界層吸除裝置(10)包括第一圓筒(100)，所述第一圓筒(100)的側(cè)壁上軸向設(shè)置有與所述第一通孔(97)以及所述第二通孔(11 相對(duì)應(yīng)的第四通孔(107)；所述第一圓筒(100)通過(guò)螺栓穿過(guò)所述第一通孔(97)、所述第四通孔(107)以及所述第二通孔(115)固定夾設(shè)于所述第一固定邊(％)與所述第二固定邊(111)之間；所述第一圓筒(100)的側(cè)壁上徑向設(shè)置有第三通孔(103)，且所述第三通孔(10 與所述邊界層抽吸管道(14)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于， 所述第一固定邊(％)的內(nèi)壁處圓周設(shè)置有第一環(huán)形凸臺(tái)(99)；所述第一圓筒(100)與所述第一固定邊(％)接觸的一端面上設(shè)置有第一環(huán)形槽，所述第一環(huán)形槽內(nèi)卡置有第一環(huán)形墊片(92)，所述第一環(huán)形凸臺(tái)(99)與所述第一環(huán)形槽相對(duì)配合；所述第二固定邊(111)的內(nèi)壁處圓周設(shè)置有第二環(huán)形凸臺(tái)(113)； 所述第一圓筒(100)與所述第二固定邊(111)接觸的另一端面上設(shè)置有第二環(huán)形槽， 所述第二環(huán)形槽內(nèi)卡置有第二環(huán)形墊片(105)，所述第二環(huán)形凸臺(tái)(11 與所述第二環(huán)形槽相對(duì)配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述擴(kuò)張段(11)的入口端(Iio)鄰近所述收縮段(9)的出口端(90)，且所述入口端 (110)與所述出口端(90)之間留有縫隙，形成抽吸槽(101)；所述抽吸槽(101)與所述第一圓筒(100)的所述第三通孔(103)相貫通，進(jìn)而與所述邊界層抽吸管道(14)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述前穩(wěn)定段(7) 包括防分離錐(71)、不銹鋼絲綿消聲部件(73)、燒結(jié)網(wǎng)堵(75)、多層阻尼網(wǎng)(77)，其中，所述防分離錐(71)、所述不銹鋼絲綿消聲部件(73)、所述燒結(jié)網(wǎng)堵(75)、所述多層阻尼網(wǎng)(77)可選擇性地安裝在所述前穩(wěn)定段(7)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述防分離錐 (71)包括兩端貫通的第二圓筒(711)以及錐形燒結(jié)網(wǎng)(713)，其中，所述錐形燒結(jié)網(wǎng)(713)的頂端朝向所述大角度擴(kuò)散段(6)；所述錐形燒結(jié)網(wǎng)(713)的底端開(kāi)口朝向所述第二圓筒(711) —端的內(nèi)部，且所述錐形燒結(jié)網(wǎng)(713)底端的周邊與所述第二圓筒(711)的內(nèi)表面固定；所述第二圓筒(711)另一端底面上設(shè)有多個(gè)第一螺紋孔(715)；所述第二圓筒(711)的外表面與所述前穩(wěn)定段(7)的內(nèi)壁貼合，且所述第二圓筒(711) 軸向活動(dòng)地設(shè)置于所述前穩(wěn)定段(7)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述不銹鋼絲綿消聲部件(73)包括外框架(731)、多孔板(733)和不銹鋼絲綿(735)，其中，所述外框架(731)為兩端貫通的圓柱筒，所述外框架(731)的一端的底面設(shè)有多個(gè)第二螺紋孔(737)；所述外框架(731)的兩端分別固定安裝有多孔板(733)；所述不銹鋼絲綿(735)填充在所述外框架(731)內(nèi)，位于所述兩多孔板(733)之間；所述外框架(731)的外表面與所述前穩(wěn)定段(7)的內(nèi)壁貼合，且所述外框架(731)軸向活動(dòng)地設(shè)置于所述前穩(wěn)定段(7)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述燒結(jié)網(wǎng)堵 (75)的外表面與所述前穩(wěn)定段(7)的內(nèi)壁貼合，且所述燒結(jié)網(wǎng)堵(7 軸向活動(dòng)地設(shè)置于所述前穩(wěn)定段(7)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，其特征在于，所述多層阻尼網(wǎng) (77)的外表面與所述前穩(wěn)定段(7)的內(nèi)壁貼合，且所述多層阻尼網(wǎng)(77)軸向活動(dòng)地設(shè)置于所述前穩(wěn)定段(7)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種流場(chǎng)品質(zhì)可變的超聲速風(fēng)洞，通過(guò)在超聲速風(fēng)洞上設(shè)置邊界層吸除裝置，利用邊界層吸除裝置吸除收縮段出口端內(nèi)壁處的湍流邊界層，改變流場(chǎng)品質(zhì)；同時(shí)，在前穩(wěn)定段內(nèi)可選擇性地安裝防分離錐、不銹鋼絲綿消聲部件、燒結(jié)網(wǎng)堵以及多層阻尼網(wǎng)，亦可以改變流場(chǎng)的品質(zhì)。通過(guò)本發(fā)明，能夠解決超聲速風(fēng)洞實(shí)現(xiàn)各種不同的流場(chǎng)品質(zhì)存在的實(shí)驗(yàn)成本增加、工作量大、且實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性不高的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了降低實(shí)驗(yàn)成本、減少工作量以及提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的效果。
文檔編號(hào)G01M9/04GK102252818SQ20111017145
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者周勇為, 易仕和, 葛勇, 陸小革, 陳植 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)