[发明专利]一种高超声速分离流动控制试验装置及方法

权利要求书

1.一种高超声速分离流动控制试验装置，其特征在于，所述装置包括尾支撑(3)、激波边界层干扰模拟装置(2)、弯刀机构(8)、测力天平(4)；待测模型(1)置于喷管(6)和收集器(7)之间的试验区，所述待测模型(1)与尾支撑(3)连接，所述尾支撑(3)设置在弯刀机构(8)的端部；所述激波边界层干扰模拟装置(2)设置在弯刀机构(8)的基座(15)上；所述待测模型(1)表面设置微型涡流发生器(5)，所述测力天平(4)设置在待测模型(1)的内部；基于所述高超声速分离流动控制试验装置的高超声速分离流动控制试验方法，包括如下步骤：

(1)将待测模型置于自由射流式高超声速风洞中；

(2)将待测模型与弯刀机构连接，弯刀机构带动待测模型运动，模拟不同攻角；

(3)进行第一车次试验，第一车次试验过程中利用油流法获得待测模型表面在特定攻角下的壁面极限流线图像，利用测力天平测力获得该状态下待测模型气动力参数；

(4)进行第二车次试验，第二车次试验过程中利用激波边界层干扰模拟装置制造一道入射激波打在待测模型表面，同样利用油流法获得待测模型表面特定攻角下的壁面极限流线图像，利用测力天平测量分离流动情况下的待测模型气动力；

(5)进行第三车次试验，第三车次试验过程中在待测模型表面布置微型涡流发生器，利用油流法获得待测模型表面特定攻角下的壁面极限流线图像，利用测力天平测量带流动控制情况下的待测模型气动力；

(6)通过不同车次间的对比获得微型涡流发生器流动控制效果的对比图像和定量气动力数据。

2.根据权利要求1所述的高超声速分离流动控制试验装置，其特征在于，所述弯刀机构(8)包括中部支架(12)、弯刀刀片(13)、弧形滑轨(14)、基座(15)、驱动电机，所述弯刀刀片(13)和弧形滑轨(14)通过螺栓连接并安装在所述基座(15)上，所述驱动电机驱动弧形滑轨(14)运动；待测模型(1)通过尾支撑(3)与弯刀机构(8)的中部支架(12)连接，所述弯刀机构(8)带动待测模型(1)模拟不同的攻角。

3.根据权利要求1所述的高超声速分离流动控制试验装置，其特征在于，所述激波边界层干扰模拟装置(2)包括支撑杆(16)，所述支撑杆(16)上部设置多个销孔，所述销孔内设置角度不同的顶部圆柱(11)。

4.根据权利要求1所述的高超声速分离流动控制试验装置，其特征在于，所述微型涡流发生器(5)设置在待测模型(1)表面分离区上游，所述微型涡流发生器(5)由多个楔形块(17)依次排列组成。

5.根据权利要求1所述的高超声速分离流动控制试验装置，其特征在于，所述待测模型(1)为高超声速飞行器的机翼或平板。