專利名稱：一種改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置及工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種可改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的實驗技術(shù)，屬于超聲速進(jìn)氣道技術(shù)領(lǐng)域、空氣動力學(xué)實驗技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)洞，是進(jìn)行空氣動力學(xué)實驗的主要設(shè)備。所謂風(fēng)洞就是按一定要求專門設(shè)計的一種管道，在這個特殊的管道中，采用適當(dāng)?shù)膭恿ρb置在管道中產(chǎn)生可以調(diào)節(jié)的氣流，實驗段中能夠模擬或基本上模擬實物在大氣流場中的情況，用來進(jìn)行各種類型的空氣動力學(xué)實驗。實驗時用支桿或支架把模型固定在實驗段內(nèi)，當(dāng)氣流吹過模型時，模型上的壓力參數(shù)通過傳感器或?qū)Ч茌敵龅綔y量儀器上，從而獲得模型上的實驗數(shù)據(jù)。按風(fēng)洞實驗段中氣流速度或馬赫數(shù)的大小，風(fēng)洞可以分為以下幾種類型低速風(fēng)洞( Μ = 0~0.3 )、亞聲速風(fēng)洞 (Μ = 0.3-0.8),跨聲速風(fēng)洞(il& = 0.8~1.5 )、超聲速風(fēng)洞(Mi = 1.5~45 )、高超聲速風(fēng)洞 (Ma = 4.5-10 )、極高速風(fēng)洞等幾類。對于超聲速風(fēng)洞來說，其實驗段的氣流馬赫數(shù)是不能調(diào)節(jié)的，如果需要改變實驗段的氣流馬赫數(shù)，則必須更換相應(yīng)的噴管，每一個噴管對應(yīng)于一個固定的氣流馬赫數(shù)，如 Mal. 5、MaL 8、Ma2. 0、Ma2. 5等。由于噴管型面數(shù)量有限，超聲速風(fēng)洞只能進(jìn)行有限幾個氣流馬赫數(shù)的實驗，對于不在風(fēng)洞實驗馬赫數(shù)范圍內(nèi)的情況，如模型的設(shè)計馬赫數(shù)為Mal. 6, 一般通過Mal. 5和Mal. 8兩種實驗狀態(tài)下的參數(shù)插值得到。因此，對于設(shè)計馬赫數(shù)不在風(fēng)洞實驗馬赫數(shù)范圍內(nèi)的情況，通過風(fēng)洞實驗不能獲得模型在設(shè)計狀態(tài)的性能參數(shù)，無法對設(shè)計和數(shù)值仿真的結(jié)果進(jìn)行校核，而且通過線性插值得到的性能參數(shù)無法驗證其準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種可改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的實驗技術(shù)，通過一個楔形的激波板產(chǎn)生的激波來改變實驗?zāi)Ｐ颓暗臍饬黢R赫數(shù)。該方法可應(yīng)用于超聲速進(jìn)氣道，實驗?zāi)Ｐ涂梢允侨珯C(jī)模型，也可以是只包含前機(jī)身/進(jìn)氣道在內(nèi)的半機(jī)模型。本發(fā)明可以解決目前超聲速風(fēng)洞無法獲知實驗?zāi)Ｐ驮谀承┨囟R赫數(shù)下的性能參數(shù)的問題，可用于飛行器或進(jìn)氣道方案的氣動特性研究，從而獲得在特定馬赫數(shù)下的真實性能。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
一種改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置，包括實驗?zāi)Ｐ鸵约帮L(fēng)洞支撐構(gòu)件，所述的風(fēng)洞支撐構(gòu)件包括支撐底座以及風(fēng)洞支撐，所述的實驗?zāi)Ｐ屯ㄟ^所述的支撐底座固定在所述的風(fēng)洞支撐上，其特征在于還包括一激波板，該激波板固定在所述的風(fēng)洞支撐構(gòu)件上本發(fā)明的實驗?zāi)Ｐ洼S線和激波板上表面平行，激波板與風(fēng)洞來流方向成一攻角I該攻角δ滿足
權(quán)利要求
1.一種改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置，包括實驗?zāi)Ｐ?4)以及風(fēng)洞支撐構(gòu)件，所述的風(fēng)洞支撐構(gòu)件包括支撐底座(6)以及風(fēng)洞支撐(7)，所述的實驗?zāi)Ｐ?4)通過所述的支撐底座(6)固定在所述的風(fēng)洞支撐(7)上，其特征在于還包括一激波板(2)，該激波板(2)固定在所述的風(fēng)洞支撐構(gòu)件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置，其特征在于 所述激波板的激波角滿足如下關(guān)系式
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種可改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置，其特征在于實驗?zāi)Ｐ?4)的軸線和激波板(2)的上表面平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置，其特征在于激波板(2)與風(fēng)洞來流方向成一攻角δ，該攻角δ滿足
5.基于權(quán)利要求I所述的一種可改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置的工作方法， 其特征在于包括如下步驟第一步根據(jù)風(fēng)洞實驗段氣流馬赫數(shù)(I)和模型需要的馬赫數(shù)，按照斜激波關(guān)系式計算激波板(2)和氣流的夾角δ，使得激波板(2)后的氣流馬赫數(shù)等于模型需要的馬赫數(shù)； 第二步通過風(fēng)洞攻角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整激波板(2)與氣流的攻角大小為第一步的計算值δ ；第三步按常規(guī)風(fēng)洞實驗方法進(jìn)行風(fēng)洞實驗，獲得模型的性能參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置及工作方法，涉及超聲速風(fēng)洞實驗技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括實驗?zāi)Ｐ鸵约帮L(fēng)洞支撐構(gòu)件，所述的風(fēng)洞支撐構(gòu)件包括支撐底座以及風(fēng)洞支撐，所述的實驗?zāi)Ｐ屯ㄟ^所述的支撐底座固定在所述的風(fēng)洞支撐上，還包括一激波板，該激波板固定在所述的風(fēng)洞支撐構(gòu)件上。本發(fā)明一種可改變超聲速風(fēng)洞模型實驗馬赫數(shù)的裝置，解決了現(xiàn)有超聲速風(fēng)洞不能進(jìn)行某些馬赫數(shù)下的模型實驗的問題，避免了通過大于和小于設(shè)計馬赫數(shù)下兩種實驗狀態(tài)下的參數(shù)插值帶來的誤差問題，從而獲得實驗?zāi)Ｐ驮谔囟R赫數(shù)下的真實氣動性能，并減少了一半的風(fēng)洞實驗費用。
文檔編號G01M9/08GK102607799SQ20121002916
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者李博, 李航, 郭榮偉 申請人:南京航空航天大學(xué)