[实用新型]一种静喷管边界层抽吸装置、静喷管及静风洞

说明书

本实用新型提供了一种静喷管边界层抽吸装置、静喷管及静风洞，包括位于静喷管收缩段的抽吸槽，所述抽吸槽为三维环形结构，唇口与静喷管的内腔连通，出口经导气管与真空罐连接，包括靠近喷管轴线一侧的内壁结构和远离喷管轴线一侧的外壁结构，所述内壁结构由唇口至出口依次包括CM段、MN段和ND段，所述外壁结构由唇口至出口依次包括BI段和IE段，B点和M点为气流声速点，抽吸槽位于BM连线下游的槽体为扩张结构，气流经BM线后在抽吸槽继续膨胀加速。由于抽吸槽下游连接真空罐，利用压差抽吸走上游流场的边界层，减小或者消除上游的扰动，提高试验段的流场品质。本发明的静喷管边界层抽吸装置能够有效抽吸喉道上游的边界层，流场在导引腔中不断膨胀加速，抽吸效率高。

技术领域

本实用新型属于风洞试验技术领域，特别涉及一种静喷管边界层抽吸装置、静喷管及静风洞。

背景技术

高超声速边界层转捩是目前高超飞行器研究的热点，同时是制约飞行器发展的关键因素。常规高超声速风洞由于其来流噪声级相比飞行时高一个量级，转捩试验结果并不可靠。静风洞的研究发展了一系列降低来流噪声的方法，为地面模拟低噪声来流提供了有效手段。

静喷管是静风洞的核心部件，是产生低噪声流场的关键，静喷管采用很多特殊设计实现喷管出口边界层层流化，边界层抽吸技术是其中重要的一环。边界层抽吸能够带走喷管收缩段上游的边界层，有效避免上游的干扰，是维持边界层为层流的重要的措施之一。因而，有必要提供一种静喷管边界层抽吸装置，以实施对喷管收缩段上游的边界层的抽吸，维持喷管出口边界层为层流。

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种静喷管边界层抽吸装置、静喷管及静风洞，该抽吸装置的唇口与静喷管的内腔连通，出口连接真空罐，利用压差抽吸走上游流场的边界层，减小或者消除了上游的扰动，提高了下游试验段的流场品质。

本实用新型提供的技术方案如下：

第一方面，一种静喷管边界层抽吸装置，包括位于静喷管收缩段的抽吸槽，所述抽吸槽为三维环形结构，唇口与静喷管的内腔连通，出口经导气管与真空罐连接，该抽吸槽包括靠近喷管轴线一侧的内壁结构和远离喷管轴线一侧的外壁结构，所述内壁结构由唇口至出口依次包括CM段、MN段和ND段，所述CM段和ND段为直线段，所述MN段作为CM段和ND段的连接段，为三次曲线段，光滑连接CM段和ND段；所述外壁结构由唇口至出口依次包括BI段和IE段，所述BI段为圆弧或三次曲线，所述IE段为样条曲线，I点为BI段和IE段的拐点；

所述BI段的B点和CM段的M点为气流声速点，在该两点处气流达到声速，抽吸槽位于BM连线下游的槽体为扩张结构，气流经BM线后在抽吸槽继续膨胀加速；

所述CM段的C点为抽吸槽内壁结构与静喷管收缩段的连接点，用于确定抽吸槽的唇口位置和唇口宽度，抽吸槽唇口位置为使得C点气流速度达到0.5～0.8Ma，抽吸槽唇口宽度为使得抽吸槽抽吸掉的流量占整个静喷管入口流量的30％以上。

第二方面，一种静喷管，由上游至下游依次包括收缩段、喉道及扩张段，所述收缩段上安装有第一方面所述的抽吸装置。

第三方面，一种静风洞，所述静风洞以第二方面所述的静喷管作为喷管段。

根据本实用新型提供的一种静喷管边界层抽吸装置、静喷管及静风洞，具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种静喷管边界层抽吸装置，唇口与静喷管的内腔连通，出口经导气管与真空罐连接，通过对靠近喷管轴线一侧的内壁结构和远离喷管轴线一侧的外壁结构的设计，使抽吸槽在风速线下游的槽体内继续膨胀加速。由于抽吸槽下游连接真空罐，利用压差抽吸走上游流场的边界层，减小或者消除上游的扰动，抽吸效率高，提高了试验段的流场品质。

附图说明

图1为本实用新型中静喷管边界层抽吸装置的结构示意图；