用于风洞干扰试验的侧向喷流系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种风洞试验装置。更具体地说，本发明涉及一种用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，该侧向喷流系统置于风洞中，包括：支杆，其内部水平设置有高压气流通道，高压气流通道的进口连接至供气装置，支杆的出口端设置有用于测量置于风洞中的试验模型受力状况的测力装置，测力装置与高压气流通道的出口非贯通设置，且支杆的出口端的直径小于进口端的直径；喷管，其设置在高压气流通道的出口处，喷管的轴向垂直于高压气流通道的轴向，高压气流经高压气流通道和喷管从支杆侧部喷出作用于试验模型。本发明提供了一种能够满足模型空间要求和喷管布局要求，并利用常规测力装置进行风洞干扰试验精细测量的侧向喷流系统。
【专利说明】
用于风洞干扰试验的侧向喷流系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种风洞试验装置。更具体地说，本发明涉及一种用于风洞干扰试验的侧向喷流系统。
【背景技术】
[0002]随着世界航空航天事业的快速发展，尤其是对航天武器型号机动性要求的不断提高，作为一种高机动性解决方案的侧向喷流控制在武器型号中的使用越来越广泛，从而对风洞侧向喷流干扰试验提出了新的要求。我国以前的武器型号侧向喷流控制采用的不多，为数不多采用侧向喷流控制技术的型号多属于战术、战略武器，且多属于轨道控制(喷管在飞行器质心附近，比较靠前)。由于模型尺寸较大，以往的侧向喷流试验技术是设计专用中空的喷流试验天平，由于天平中空，因此天平直径较大，且为五分量。喷流气路设计为单独的通气管路穿过中空的天平至模型喷流位置附近，气路末端连接喷管段用于模拟所需的侧喷喷管。随着我国武器逐渐由跟踪仿制转变为自主创新，越来越多的型号采用侧喷流方式，且控制方式包括轨道控制和姿态控制(喷管距质心较远，且靠后)，类型涵盖战略、战术及常规武器，模型长细比很大，内部可用空间越来越小，以前的喷流天平形式尺寸已不满足试验需求，同时型号需求对气动数据精确测量的要求不断提高，采用常规高精度六分量测力天平进行喷流试验已成为型号设计部门首选。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]本发明还有一个目的是提供一种能够满足模型空间要求和喷管布局要求，并利用常规测力装置进行风洞干扰试验精细测量的侧向喷流系统。
[0005]为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，该侧向喷流系统置于所述风洞中，包括:
[0006]支杆，其内部水平设置有高压气流通道，所述高压气流通道的进口连接至供气装置，所述支杆的出口端设置有用于测量置于风洞中的试验模型受力状况的测力装置，所述测力装置与所述高压气流通道的出口非贯通设置，且所述支杆的出口端的直径小于进口端的直径；
[0007]喷管，其设置在所述高压气流通道的出口处，所述喷管的轴向垂直于所述高压气流通道的轴向，高压气流经所述高压气流通道和喷管从所述支杆侧部喷出作用于所述试验模型。
[0008]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆包括相互配合连接的支杆喷管段和支杆后段，模型喷管段套设在所述支杆喷管段的出口侧，且喷管置于模型喷管段的预定位置处，试验模型连接在模型喷管段的出口端，所述支杆后段的进口通过一通气管与所述供气装置连接。
[0009]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆喷管段包括依次连接的支杆等直段、支杆过渡段和支杆配合段，所述支杆过渡段设置为从一端到另一端的直径逐渐增大，其中，所述支杆过渡段直径较小的一端与所述支杆等直段连接，所述支杆过渡段直径较大的另一端与所述支杆配合杆连接。
[0010]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆过渡段直径较大的另一端形成一缩口，所述缩口的直径与所述支杆配合段的直径一致。
[0011]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆后段的一端具有一豁口，所述支杆后段通过所述豁口套设在所述支杆喷管段的进口侧，以使得所述支杆喷管段和支杆后段形成一流线型结构。
[0012]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述测力装置设置在所述模型喷管段中，所述测力装置与所述支杆喷管段的出口侧以及所述模型喷管段的出口侧均通过锥配合固定。
[0013]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆喷管段的出口侧开设有一锥槽，所述测力装置的一端安装在所述锥槽中，以与所述支杆喷管段的出口侧形成锥配合。
[0014]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述喷管内部设置有喷管喉道，所述喷管喉道的出口设置为楔形状，且大口端位于外侧。
[0015]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述喷管可以为一个或两个，两个喷管平行设置在所述支杆的同一侧或两侧。
[0016]优选的是，所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述喷管与所述支杆一体成型设置。
[0017]本发明至少包括以下有益效果:在支杆的出口侧部设置喷管，使得高压气流经支杆内部的高压气流通道和喷管直接从支杆侧部喷出进行风洞干扰试验，而不需要穿过支杆出口端的测力装置，系统占用空间小，能够利用常规的测力装置完成试验，满足了模型空间要求和喷管布局要求。且由于测力装置与高压气流通道的出口非贯通设置，因此气路对测力装置无影响，测力精度高。喷管可以根据试验要求进行加工、设计，而且容易更换，系统装配、模型安装方便，从而实现了不同形式喷管的侧向喷流干扰试验。
[0018]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统的示意图；
[0020]图2为本发明的支杆喷管段的剖视图；
[0021]图3为本发明的喷管的剖视图一；
[0022]图4为本发明的喷管的剖视图二；
[0023]图5为本发明的喷管的剖视图三；
[0024]图6为本发明的喷管的剖视图四。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0026]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0027]如图1和图2所示，本发明提供一种用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，该侧向喷流系统置于所述风洞中，本发明中提到的出口端均指各部件位于图示中的靠左的一端，进口端均指各部件位于图示中的靠右的一端，包括:
[0028]支杆I，其内部水平设置有高压气流通道13，高压气流通道由支杆内部中空形成，所述高压气流通道的进口连接至供气装置，所述支杆的出口端设置有用于测量置于风洞中的试验模型受力状况的测力装置2，测力装置一般为测力天平，所述测力装置与所述高压气流通道的出口非贯通设置，即高压气流通道距离支杆的最前端还有一定的距离，该段设置为实体状，且所述支杆的出口端的直径小于进口端的直径，这主要是为了满足喷管流量和速度的要求，因为高压气流通道中的最大速度只会出现在横截面积最小处，所以为了满足喷管出口的速度要求，必须保证支杆的出口端的直径小于进口端的直径。
[0029]喷管3，其设置在所述高压气流通道的出口处，所述喷管的轴向垂直于所述高压气流通道的轴向，高压气流经所述高压气流通道和喷管从所述支杆侧部喷出作用于所述试验模型，即高压气流的流动路径为折线。
[0030]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆包括相互配合连接的支杆喷管段11和支杆后段12，支杆喷管段和支杆后段通过设置在二者之间的至少一个销孔111和安装在销孔中的柱销121固定。模型喷管段4套设在所述支杆喷管段的出口侧，且喷管置于模型喷管段的预定位置处，试验模型连接在模型喷管段的出口端，模型喷管段与支杆喷管段安装后，支杆上的喷管与模型喷管段配合组成喷流区，高压气流直接从喷管喷出后与风洞来流相互作用喷向试验模型表面。所述支杆后段的进口通过一通气管5与所述供气装置连接，通气管的两端分别安装有气路前接头51和气路后接头52，通气管通过气路前接头与支杆后段的进口端连接，通气管通过气路后接头与供气装置的出口连接，气路前接头和气路后接头分别通过一个螺帽(511、521)与通气管固定。
[0031]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆喷管段包括依次连接的支杆等直段112、支杆过渡段113和支杆配合段114，支杆等直段即支杆该段从一端到另一端的直径没有变化，保持一致，为一柱体;所述支杆过渡段设置为从一端到另一端的直径逐渐增大，其中，所述支杆过渡段直径较小的一端与所述支杆等直段连接，所述支杆过渡段直径较大的另一端与所述支杆配合段连接。支杆后段通过支杆配合段与风洞支架连接，并用尾环122拉紧。支杆等直段、支杆过渡段和支杆配合段三者可以一体加工成型设置，也可以分别加工，再连接固定。支杆喷管段通过支杆等直段保证支杆长度要求，通过支杆过渡段完成与支杆后段的直径过渡，利用支杆配合段与支杆后段产生柱面配合。支杆是用来连接试验模型的，支杆过渡段对试验模型底部压力有影响，按照空气动力学试验技术要求，支杆伸出试验模型尾部的部分必须设置支杆等直段，且支杆等直段的长度与试验模型底部当量直径必须满足一定比值。
[0032]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆过渡段直径较大的另一端形成一缩口，所述缩口的直径与所述支杆配合段的直径一致，即支杆喷管段的进口端形成一水平放置的“凸”字型。
[0033]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆后段的一端具有一豁口123，该豁口为一水平放置的“凹”字型，所述支杆后段通过所述豁口套设在所述支杆喷管段的进口侧，以使得所述支杆喷管段和支杆后段形成一流线型结构。流线型结构对试验模型尾部流场起到整流作用，避免气流受到干扰而产生对试验模型尾部影响较大的流场，从而影响测力结果。本实施例中在支杆喷管段的“凸”字型进口端和支杆后段的“凹”字型豁口的相应位置各设置有两个销孔，每一销孔中安装有一柱销，以将二者固定。此外，在支杆后段还设置有一定位套环124，定位套环通过柱销与支杆后段固定，通过定位套环微调整喷管在风洞流场中的位置。对于喷流试验需要对喷流区域进行纹影拍摄，以观察喷流区域流程结构。由于试验段光学观察窗位置固定，因此需要对喷管在试验段的位置进行微调，调节方式为支杆后段与风洞支架连接，风洞支架前端通过定位套环与支杆端面配合定位，通过改变定位套环的宽度即可调节支杆的前后位置，由于支杆与喷管连接，因此喷管的位置也会发生改变。
[0034]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述测力装置设置在所述模型喷管段中，所述测力装置与所述支杆喷管段的出口侧以及所述模型喷管段的出口侧均通过锥配合固定。模型喷管段通过依次设置的拉钉6、垫片7和锥套8与测力装置前锥连接，测力装置后锥通过楔块9与支杆喷管段连接。
[0035]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述支杆喷管段的出口侧开设有一锥槽115，所述测力装置的一端安装在所述锥槽中，以与所述支杆喷管段的出口侧形成锥配合。锥槽的锥面上开设有键槽1151和楔槽1152，楔块安装在楔槽中，通过键槽保证定位精度，并由楔槽和楔块进一步固紧测力装置和支杆喷管段。
[0036]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述喷管内部设置有喷管喉道31，所述喷管喉道的出口 32设置为楔形状，且大口端位于外侧。喷管喉道的外围为喷管壁33，由喷管壁模拟喷管外径，通过喷管喉道与出口的楔形状控制气体喷流出口速度及角度，形成气体喷流速度模拟或动量模拟。
[0037]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，如图3?6所示，所述喷管可以为一个或两个，两个喷管平行设置在所述支杆的同一侧或两侧。其中，图3为侧双喷喷管，图4为单正喷喷管，图5为正双喷喷管，图6为单侧喷喷管，通过更换带喷管的支杆喷管段即可实现不同形式喷管的侧向喷流干扰试验。
[0038]所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统中，所述喷管与所述支杆一体成型设置，减少连接件的使用。
[0039]本发明的侧向喷流系统在装配时，首先将常规测力天平与支杆喷管段连接，并用楔块固定成一整体，然后将支杆喷管段通过配合面与支杆后段连接，并用柱销固定。之后再通过支杆后段和支杆配合段与风洞支架连接，通过定位套环调整喷管在高压气流通道流场中的位置，之后用尾环拉紧支杆与风洞支架。最后将试验模型以所需姿态与支杆喷管段连接，并用拉钉拉紧，支杆后段连接通气管后即完成新型用于风洞干扰试验的侧向喷流系统的装配。该系统用于侧向喷流风洞干扰测力试验，喷管不与试验模型相接触，因此由于喷流动量引起的直接喷流力不会作用在试验模型上，但从喷管喷出的侧向喷流与风洞来流相互作用后，会改变喷管附近的来流流场的流态，不同流态的流场会造成试验模型表面压力的改变，从而改变试验模型所受到的气动力。试验中对无喷流状态及有喷流状态试验模型的受力状况分别进行测量，相同试验状态下，有喷流状态和无喷流状态时测力天平测出的试验模型受力差值即为喷流干扰值。
[0040]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，该侧向喷流系统置于所述风洞中，其特征在于，包括: 支杆，其内部水平设置有高压气流通道，所述高压气流通道的进口连接至供气装置，所述支杆的出口端设置有用于测量置于风洞中的试验模型受力状况的测力装置，所述测力装置与所述高压气流通道的出口非贯通设置，且所述支杆的出口端的直径小于进口端的直径； 喷管，其设置在所述高压气流通道的出口处，所述喷管的轴向垂直于所述高压气流通道的轴向，高压气流经所述高压气流通道和喷管从所述支杆侧部喷出作用于所述试验模型。2.如权利要求1所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述支杆包括相互配合连接的支杆喷管段和支杆后段，模型喷管段套设在所述支杆喷管段的出口侧，且喷管置于模型喷管段的预定位置处，试验模型连接在模型喷管段的出口端，所述支杆后段的进口通过一通气管与所述供气装置连接。3.如权利要求2所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述支杆喷管段包括依次连接的支杆等直段、支杆过渡段和支杆配合段，所述支杆过渡段设置为从一端到另一端的直径逐渐增大，其中，所述支杆过渡段直径较小的一端与所述支杆等直段连接，所述支杆过渡段直径较大的另一端与所述支杆配合杆连接。4.如权利要求3所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述支杆过渡段直径较大的另一端形成一缩口，所述缩口的直径与所述支杆配合段的直径一致。5.如权利要求2所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述支杆后段的一端具有一豁口，所述支杆后段通过所述豁口套设在所述支杆喷管段的进口侧，以使得所述支杆喷管段和支杆后段形成一流线型结构。6.如权利要求2所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述测力装置设置在所述模型喷管段中，所述测力装置与所述支杆喷管段的出口侧以及所述模型喷管段的出口侧均通过锥配合固定。7.如权利要求6所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述支杆喷管段的出口侧开设有一锥槽，所述测力装置的一端安装在所述锥槽中，以与所述支杆喷管段的出口侧形成锥配合。8.如权利要求1所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述喷管内部设置有喷管喉道，所述喷管喉道的出口设置为楔形状，且大口端位于外侧。9.如权利要求1所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述喷管可以为一个或两个，两个喷管平行设置在所述支杆的同一侧或两侧。10.如权利要求8或9所述的用于风洞干扰试验的侧向喷流系统，其特征在于，所述喷管与所述支杆一体成型设置。
【文档编号】G01M9/04GK105973565SQ201610498115
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】杨辉, 钱丹丹, 田晓虎
【申请人】中国航天空气动力技术研究院