[实用新型]超燃冲压发动机直联试验台隔离段机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种空气动力学领域的装置，具体是一种壁面温度可控的超燃冲压发动机直联试验台隔离段机构。 

背景技术

作为航空航天的核心技术，飞行装置是交叉集中了各类现代科学技术的产品，而高超声速飞行器作为其中的代表，已然成为了目前各国在航空航天领域内竞相发展的对象。通常将Ma>5在大气层或跨大气层中高超声速远程飞行、以吸气式发动机和组合发动机为推进动力的飞行器技术称为高超声速飞行技术。 

在高超声速飞行过程中，超燃冲压发动机具有较高的比冲和良好的性能，从而成为了高超声速飞行器最佳的动力装置。超燃冲压发动机的主要组成部件可分为进气道、隔离段、燃烧室和尾喷管，其中的隔离段是一个重要的气动部件，它的主要作用有两个：一是隔离进气道和燃烧室，避免两者之间的互相干扰，保证进气道具有较宽的起动范围；二是实现超燃冲压发动机的双模态飞行，拓宽了超燃冲压发动机的工作范围。因此，隔离段的性能将直接影响超燃冲压发动机的工作特性，隔离段内的气动特性成为了广泛的研究对象。 

隔离段内的气动特性非常复杂，涉及激波附面层相互干涉等一系列问题。附面层和其可能出现的分离区严重影响了隔离段内的流场，而由激波附面层相互干涉产生的分离涡是高压向进气道传播的重要影响因素，将进一步诱导进气道的不起动，所以，对隔离段内附面层的研究具有重大的意义。研究表明，壁面温度对附面层的形成、分布和发展将起到巨大的影响，继而考察隔离段的内壁面温度对发动机起动边界也将非常重要。另一方面，燃料在超燃冲压发动机内的驻留时间极短，要在毫秒量级的时间内组织起有效的雾化、混合和燃烧，对发动机各方面的性能都提出了苛刻的要求。其中，燃烧室进口的气流条件是一个影响燃料燃烧效率乃至发动机整体性能的重要因素。而隔离段与其下游的燃烧室直接相连，隔离段出口的气流条件就是燃烧室进口的气流条件，因此，隔离段壁面温度将通过影响其出口截面气流的边界层、静温分布而对燃料的燃烧产生明显的作用，进而整个发动机的性能将发生变化。 

在模拟超燃冲压发动机实际飞行过程的地面实验中，利用直联试验台是一种简单有效的手段，得到了广泛的应用。然而，在开展直联试验时，整个试验过程通常只有若干秒，试验过程中隔离段壁面温度远未达到发动机真实巡航状态下经过长时间气动加热后的水平。因此， 在涉及进气道起动边界、燃料燃烧效率等和隔离段壁面温度相关的试验中，即使保证了精准的来流条件，通常的不考虑隔离段壁温影响的超燃冲压发动机地面试验并不能完全地模拟发动机真实飞行状态下的工作过程。所以很有必要设计出一种壁面温度可控的隔离段，使之试验之前的壁面温度尽可能地接近高温气动加热后的状态，使得地面试验能更好地模拟真实发动机的工作过程，提高试验数据的可靠性，为超燃冲压发动机的整体设计提供更加准确的依据。 

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103149009，公开日2013.06.12，记载了一种超声速隔离段风洞试验装置，该装置包括：用于收集气体的气体收集器，气体收集器的出口连接用于稳定气体收集器输出气体的气流流场的稳定段，稳定段的出口连接有用于加速气流流速的超声速喷管段，超声速喷管段的出口连接有用于模拟隔离段的隔离段构型的实验段，隔离段构型的实验段内的气流经与隔离段构型的实验段的出口相连的扩压段排出。但该技术仅仅提出了一种几何参数可调的隔离段的结构设计方法，来解决现有的隔离段风洞试验无法真实模拟上游进气道的影响及隔离段模拟的工况受限、试验效率低的问题，并未涉及不同隔离段壁面温度对隔离段内超声速流场的激波/附面层相互干涉以及由此引发的进气道不启动，特别是隔离段下游燃烧室内燃料的燃烧效率等问题所带来的影响。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种超燃冲压发动机直联试验台隔离段机构，能够控制应用于隔离段的壁面温度，从而为研究不同内壁面温度对隔离段内流场及下游燃料燃烧情况的影响打下基础。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：隔离段主体、加热层、保温层、若干测温件和若干测压件，其中：加热层包裹于隔离段的外部，保温层包裹于加热层的外部，各个测温件和各个测压件交错布置，穿过保温层和加热层且设置于隔离段主体。 

所述的隔离段主体的内壁与各个测温件的底端之间设有间隙。 

所述的隔离段主体为梯形的通道结构，水平方向的左右两壁面相互平行，垂直方向的上下壁面之间设有扩张角。 

所述的加热层为设有电加热丝的陶瓷片。