[发明专利]一种大型风洞喷管试验段一体化装置

说明书

一种大型风洞喷管试验段一体化装置，涉及航天试验技术领域；包括喷管试验一体段、出口法兰段、支撑架车、螺纹销和风洞设备；其中，支撑架车水平放置在地面上；喷管试验一体段水平放置在支撑架车的上表面，且喷管试验一体段的轴向与支撑架车的长边方向相同；出口法兰段同轴固定安装在喷管试验一体段的轴向出口端；且出口法兰段与喷管试验一体段之间通过螺纹销固定连接；风洞设备分别同轴固定安装在喷管试验一体段的轴向入口端和出口法兰段的轴向外端；本发明采用模块化设计，加工制造成本低，经济性高；轮组驱动，导轨导向定位，操作简单，安全性高；精准定位的设计，减少了人工成本，拆装方便。

技术领域

本发明涉及一种航天试验技术领域，特别是一种大型风洞喷管试验段一体化装置。

背景技术

亚跨超声速风洞的试验段气流马赫数范围为0.4≤Ma≤4.5。由于超声速气流的建立取决于吼道与出口的截面积之比，所以常规的亚跨超声速风洞大都配置多个超声速喷管来获得不同的试验段马赫数，包括若干亚跨声速喷管和亚跨声速试验段、多个超声速喷管和若干超声速试验段，风洞典型的配置如附图3所示。超声速喷管与超声速试验段通过法兰进行连接对接，并靠夹紧橡胶垫对接缝处进行密封，这不可避免地会产生错位台阶和缝隙。虽然错位台阶和缝隙的大小可通过机械调整的方式调整到最小，但是这种台阶和缝隙终究是存在的，无法消除。在超声速流场中，如附图1所示，气流经过台阶和缝隙处，就会在试验段内产生压缩波和膨胀波等干扰激波，直接影响试验段内的流场品质。另外，干扰激波还可能打到试验段内的模型上面，造成模型的试验数据不准确。为了消除干扰激波对风洞流场的影响，需要采取各种各样的方法，比如反复调整模型在试验段内的位置以避开干扰激波、采取引射开车方式降低干扰激波强度、在接缝处用粘接剂磨平以消除干扰激波等等。虽然采用了各种各样降低激波干扰的方法，但是效果都非常有限，也造成了风洞试验效率低下。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种大型风洞喷管试验段一体化装置，采用模块化设计，加工制造成本低，经济性高；轮组驱动，导轨导向定位，操作简单，安全性高；精准定位的设计，减少了人工成本，拆装方便。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种大型风洞喷管试验段一体化装置，包括喷管试验一体段、出口法兰段、支撑架车、螺纹销和风洞设备；其中，支撑架车水平放置在地面上；喷管试验一体段水平放置在支撑架车的上表面，且喷管试验一体段的轴向与支撑架车的长边方向相同；出口法兰段同轴固定安装在喷管试验一体段的轴向出口端；且出口法兰段与喷管试验一体段之间通过螺纹销固定连接；风洞设备分别同轴固定安装在喷管试验一体段的轴向入口端和出口法兰段的轴向外端。

在上述的一种大型风洞喷管试验段一体化装置，所述的喷管试验一体段为中空矩形结构；喷管试验一体段包括内型面板、2个水平壁板、2个侧壁板和第一驱动轮组；其中，2个水平壁板沿竖直方向上下放置；2个侧壁板对称固定安装在2个水平壁板的两侧；2个水平壁板和2个侧壁板围成中空环状结构；内型面板分别固定安装在上方水平壁板的下底面和下方水平壁板的上底面；第一驱动轮组固定安装在下方水平壁板的下端。

在上述的一种大型风洞喷管试验段一体化装置，通过更换内型面板实现对不同流场马赫数进行风洞试验；风洞试验的流场马赫数范围为0.4-4.5。

在上述的一种大型风洞喷管试验段一体化装置，所述出口法兰段包括法兰段主体框架、驱动轮组、插拔销机构和2个内型面提升机构；其中，法兰段主体框架为中空矩形结构；法兰段主体框架同轴固定安装在喷管试验一体段的轴向一端；驱动轮组固定安装在法兰段主体框架的底端；且驱动轮组与支撑架车的上表面接触；插拔销机构固定安装在法兰段主体框架顶部和下部；2个内型面提升机构分别固定安装在法兰段主体框架上下2个水平侧壁的内部。

在上述的一种大型风洞喷管试验段一体化装置，出口法兰段通过插拔销机构与风洞设备固定连接；通过调节上、下2个内型面提升机构，实现出口法兰段上下2个内侧壁与内型面板匹配。