高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置的製作方法

2023-06-04 23:28:46 1

專利名稱：高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及高速飛行器地面風洞實驗裝備研製的一項技術，特別涉及到高超聲速激波風洞和脈衝型風洞運行啟動衝擊的衰減與緩衝系統的設計。
背景技術：
在高速飛行器氣體動力學地面模擬試驗中，一種常用的設備為脈衝型風洞，激波風洞是其中最重要的一類。激波風洞主要由:驅動段(充入高壓/高溫的驅動氣體)、被驅動段(充入指定參數和壓力的被驅動空氣)、噴管(用於把高壓高溫氣體加速至超聲速或高超聲速)、試驗段(放置飛行器模型)和真空系統(吸收來自噴管和試驗段的試驗氣體)組成。激波風洞利用存儲在驅動段的高壓氣體，強力衝破驅動段與被驅動段之間的不鏽鋼膜片，在被驅動段形成非定常的入射激波，壓縮被驅動段裡的實驗氣體，使之達到試驗模擬所需要的高溫和高壓條件。由於激波風洞的運行時間極短(約在ms量級)，高速運動的激波和高速氣體的作用能在風洞內部形成了巨大的衝擊載荷，使風洞洞體發生一定程度上的空間位移。這種衝擊載荷和空間位移的作用對風洞的運行和實驗測量是非常不利的，它帶來了風洞部件及其連接結構在強度方面設計的困難，同時也給模型支撐系統和測量系統帶來幹擾，並要求使風洞恢復至原設定位置，從而增加了風洞運行的時間和經濟成本。如果通過硬性的支撐(如鋼筋混凝土牆結構)來保持風洞空間位置不發生移動在工程實際應用上是不可行的。原因之一是脈衝風洞的短時間衝擊載荷巨大，可以破壞任何強制的地基支撐結構；其二是當硬性支撐於風洞端部時，則衝擊載荷作用於風洞管體使風洞局部連接受力條件惡化，可以破環風洞設備。因此，目前的方法是把脈衝型風洞和激波風洞整體放置於一可滑動軌道上，容許其在風洞軸向方向上運動。風洞的整體移動給模型支撐系統和測量系統帶來嚴重幹擾，特別在大型的風洞中，由於風洞尺度巨大，風洞的空間位移給激波風洞的運行和維護帶來的較大的困難，所以，發展可緩衝激波風洞脈衝衝擊載荷的裝置，儘可能地減小風洞洞體的空間位移距離，對於保證風洞管體的安全，提供測量結果的精度與可靠性具有重要意義。

發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的在於提供一種高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置，能夠緩衝脈衝型風洞的軸向衝擊力，減小風洞的運行和維護成本。本發明的一種高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置包括:桁架，設置在高超聲速激波風洞驅動段的端部位置；重物塊，具有預定的重量，所述重物塊懸掛在所述桁架上，並貼靠在所述高超聲速激波風洞驅動段的端部。優選地，所述重物塊通過鉸鏈懸掛在所述桁架上。
優選地，所述重物塊為柱形。本發明通過在高超聲速激波風洞驅動段的端部位置設置桁架和懸掛的重物塊，形成吊擺式結構，重物塊的質量可以根據需要進行調整，其一端緊貼於激波風洞驅動段的端部。當風洞洞體向驅動段方向移動時，衝擊力作用於懸掛的重物塊，重物塊的重力作用形成對風洞洞體軸向脈衝力的緩衝作用，同時重物塊受衝擊後，在重力塊的作用下有自恢復作用，形成反向的脈衝作用力作用於風洞管體，使之向相反的方向運動，緩衝脈衝型激波風洞產生的軸向衝擊載荷，進而減小激波風洞的總體軸向位移。


以下基於下面附圖中的非限制性實施例對本發明作進一步的闡述。圖1是本發明高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置示意圖。
具體實施例方式本發明的一種高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置包括:設置在高超聲速激波風洞驅動段的端部位置的桁架1，在桁架I上通過鉸鏈3懸掛有重量可調的柱形重物塊2，重物塊2貼靠在高超聲速激波風洞驅動段的端部。本發明通過在高超聲速激波風洞驅動段的端部位置設置桁架I和懸掛的重物塊2，重物塊2的質量可以根據需要進行調整，其一端緊貼於激波風洞驅動段的端部。當風洞洞體向驅動段方向移動時，衝擊力作用於懸掛的重物塊2，重物塊2的重力作用形成對風洞洞體軸向脈衝力的緩衝作用，同時重物塊2受衝擊後，在重力塊2的作用下有自恢復作用，形成反向的脈衝作用力作用於風洞管體，使之向相反的方向運動，緩衝脈衝型激波風洞產生的軸向衝擊載荷，進而減小激波風洞的總體軸向位移。
權利要求
1.一種高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置，其特徵在於，包括: 桁架，設置在高超聲速激波風洞驅動段的端部位置； 重物塊，具有預定的重量，所述重物塊懸掛在所述桁架上，並貼靠在所述高超聲速激波風洞驅動段的端部。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述重物塊通過鉸鏈懸掛在所述桁架上。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述重物塊為柱形。
全文摘要
本發明公開了一種高超聲速激波風洞吊擺式衝擊緩衝裝置，包括桁架，設置在高超聲速激波風洞驅動段的端部位置；重物塊，具有預定的重量，重物塊懸掛在桁架上，並貼靠在高超聲速激波風洞驅動段的端部。當風洞洞體向驅動段方向移動時，衝擊力作用於懸掛的重物塊，重物塊的重力作用形成對風洞洞體軸向脈衝力的緩衝作用，同時重物塊受衝擊後，在重力塊的作用下有自恢復作用，形成反向的脈衝作用力作用於風洞管體，使之向相反的方向運動，緩衝脈衝型激波風洞產生的軸向衝擊載荷，進而減小激波風洞的總體軸向位移。
文檔編號G01M9/04GK103115745SQ201310018089
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者姜宗林, 趙偉, 劉雲峰 申請人:中國科學院力學研究所