[发明专利]一种激波风洞膜片破裂装置

说明书

一种激波风洞膜片破裂装置，涉及高超声速激波风洞工程领域；包括炮管连接结构、椎体支撑板、破膜锥体、高压腔管路、低压腔管路、激波管高压段炮管、激波管低压段炮管和膜片；炮管连接结构左侧与激波管高压段炮管固定连接，炮管连接结构右侧与激波管低压段炮管固定连接；椎体支撑板固定安装在炮管连接结构的内部；破膜锥体沿炮管连接结构轴向固定安装在椎体支撑板的轴心处；在破膜锥体的外壁沿炮管连接结构的径向，分别设置有高压腔管路和低压腔管路；膜片固定在炮管连接结构与激波管低压段炮管之间；无论是高驱动压力还是低驱动压力条件下均可实现激波风洞的破膜，破膜时间明显缩短，破膜过程的可控性更高。

技术领域

本发明涉及一种高超声速激波风洞工程领域，特别是一种激波风洞膜片破裂装置。

背景技术

激波风洞是一种特殊的高超声速风洞，激波风洞是通过激波的压缩来提高风洞来流总温，激波风洞结构很简单，造价也比较低廉，随着现代测试技术的发展，能够承担大部分的高超声速气动力和气动热测量试验，在新型号的气动外形研制过程中起着越来越重要的作用。激波风洞的高压段和低压段通过膜片隔开，通过膜片的突然破裂，高压段的驱动气体驱动低压段的试验气体形成激波从而完成实验过程；常规的高低压段间膜片的破裂是通过增设一个双膜段来实现的，这种破膜方式破膜时间长，结构复杂，在低压力条件下破膜困难，且结构复杂，造价高昂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种激波风洞膜片破裂装置，相对于传统的双膜破膜方式结构简单造价低，无论是高驱动压力还是低驱动压力条件下均可实现激波风洞的破膜，破膜时间明显缩短，破膜过程的可控性更高。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种激波风洞膜片破裂装置，包括炮管连接结构、椎体支撑板、破膜锥体、高压腔管路、低压腔管路、激波管高压段炮管、激波管低压段炮管和膜片；其中，炮管连接结构左侧与激波管高压段炮管固定连接，炮管连接结构右侧与激波管低压段炮管固定连接；椎体支撑板固定安装在炮管连接结构的内部；破膜锥体沿炮管连接结构轴向固定安装在椎体支撑板的轴心处；在破膜锥体的外壁沿炮管连接结构的径向，分别设置有高压腔管路和低压腔管路，且高压腔管路和低压腔管路均与炮管连接结构的外壁连通；膜片固定在炮管连接结构与激波管低压段炮管之间。

在上述的一种激波风洞膜片破裂装置，所述的炮管连接结构为台阶圆柱结构，内部设置有通孔，所述椎体支撑板固定安装在炮管连接结构的通孔位置。

在上述的一种激波风洞膜片破裂装置，所述的破膜锥体包括底盖、腔体、活塞、复位弹簧、锥头和密封结构；其中，腔体沿炮管连接结构轴向放置；腔体为中空结构，底盖伸入腔体的空腔并固定在腔体的一端；活塞设置在腔体内，且固定安装在底盖的一端；活塞的另一端固定安装有复位弹簧；复位弹簧的一端固定安装有锥头；锥头的杆壁上设置有密封结构。

在上述的一种激波风洞膜片破裂装置，所述锥头与复位弹簧同轴连接，且锥头伸出腔体；密封结构固定安装在锥头与腔体的接触部位。

在上述的一种激波风洞膜片破裂装置，所述底盖伸入腔体的一端为台阶结构，台阶结构的小端与活塞的轴向一端接触；底盖与活塞的接触面形成环形高压腔，高压腔与高压腔管路连通；所述复位弹簧与腔体内壁间形成环形低压腔，低压腔与低压腔管路连通。

在上述的一种激波风洞膜片破裂装置，所述炮管连接结构的内径与激波管高压段炮管的内径相同，且连接后激波管高压段炮管与激波管低压段炮管的同轴度不大于0.03mm；采用3个或4个椎体支撑板沿周向均匀分布在炮管连接结构的内壁；在高压腔管路位于炮管连接结构外壁的开口处设置有堵头。

在上述的一种激波风洞膜片破裂装置，所述锥头为十字刀刃形状，且刀刃部分淬火处理。