一種具有消波結構的激波風洞真空罐裝置的製作方法

2023-06-30 13:11:01

專利名稱：一種具有消波結構的激波風洞真空罐裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及吸氣式高速飛行器實驗研究的一項技術，特別涉及用於高超聲速飛行器地面模擬設備的一種激波風洞真空罐裝置。
背景技術：
利用激波風洞進行高超聲速飛行的地面模擬實驗中，通常利用拉瓦爾噴管和真空的實驗艙和真空容器來產生特定的高超聲速流動，其中真空容器起到幫助建立噴管流動和實驗艙高超聲速流動的作用，其基本的要求是必須具有較大的容積，以吸收激波風洞的起動激波並避免反射激波對實驗段流動的影響。根據真空容器製造的要求，真空容器通常設計為球形或者圓柱形，通過足夠的剛度設計避免在高真空情況下真空容器發生變形或者損毀。激波風洞設計中，所需真空容器的容積隨著激波風洞試驗時間的增加呈三次方增力口。考慮在長試驗時間激波風洞情況下，所需的真空容器體積龐大，製造成本很高，同時對真空泵組流量提出了非常高的要求。單純依靠增加激波風洞的真空系統容積來滿足試驗時間的要求導致了風洞設計、製造和運行成本的大幅增加，經濟型差。

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具有消波結構的激波風洞真空罐裝置，該裝置包括水平主真空罐和豎真空罐，水平主真空罐的一端與激波風洞實驗段連通，另一端與豎真空罐相連通；在所述豎真空罐上還連通設置有一個以上的水平副真空罐，所述水平副真空罐的另一端封閉。優選地，所述水平副真空罐為2個，分列於所述水平主真空罐的上下兩側。優選地，所述水平副真空罐與所述水平主真空罐位於同一面上。本發明通過在水平主真空罐的一端連通設置豎真空罐，並在豎真空罐上連通設置 1個以上的水平副真空罐，真空罐內部空間形成連通的空間並具有複雜的空間結構，從而有利於消波和延緩啟動激波和反射激波幹擾試驗段試驗氣流的時間。


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是本發明反E型布置的消波真空罐示意圖；圖2是本發明反E型真空罐消波數值仿真結果。
具體實施例方式如圖1所示，本發明採用多個圓柱形真空容器，在空間上呈反E型分布並形成真空容器內的複雜空間結構。激波風洞反E型布置的消波真空罐由四個圓柱形真空罐組成，其中一個主真空罐1與激波風洞試驗段連通，另一端連接與一個豎置的圓柱形真空罐4中心區域，在主真空罐1兩側分別布置兩個副真空罐2、3，它們的一端與豎置真空罐4連通，另一端封閉。四個真空罐在空間上呈現反E型空間布置，真空罐內部空間形成連通的空間並具有複雜的空間結構，從而有利於消波和延緩啟動激波和反射激波幹擾試驗段試驗氣流的時間。各真空罐之間的連通可以是法蘭連接，也可以是直接的對接焊接連接。如圖2所示，本發明在真空容器內使用了多連通空間，當入射激波沿箭頭A方向由主真空罐1進入複雜結構的多連通空間後，將在壁面上發生激波反射和繞射現象，圖2中的 5即為反射激波，這些現象與附面層的相互作用會導致激波的快速衰減和激波傳播速度的下降，衰減後的激波在真空容器端部反射後，進一步與容器中的複雜流動現象發生相互作用，進一步衰減和速度降低，這樣，通過本發明的結構就可以實現真空容器內的消波和延緩啟動激波和反射激波幹擾。另外， 本發明可以設置更多和更複雜的結構，根據空間布置和系統複雜度來定，例如，副真空罐可以是3個、4個，甚至是5個、6個，分布在豎置的真空罐4上，並且可以是繞豎置的真空罐4的周向分布，與主真空罐1不在一個面上。
權利要求
1.一種具有消波結構的激波風洞真空罐裝置，其特徵在於，該裝置包括水平主真空罐和豎真空罐，水平主真空罐的一端與激波風洞實驗段連通，另一端與豎真空罐相連通；在所述豎真空罐上還連通設置有一個以上的水平副真空罐，所述水平副真空罐的另一端封閉。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述水平副真空罐為2個，分列於所述水平主真空罐的上下兩側。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述水平副真空罐與所述水平主真空罐位於同一垂直面上。
全文摘要
本發明公開了一種具有消波結構的激波風洞真空罐裝置，該裝置包括水平主真空罐和豎真空罐，水平主真空罐的一端與激波風洞實驗段連通，另一端與豎真空罐相連通；在所述豎真空罐上還連通設置有一個以上的水平副真空罐，所述水平副真空罐的另一端封閉。本發明通過在水平主真空罐的一端連通設置豎真空罐，並在豎真空罐上連通設置1個以上的水平副真空罐，真空罐內部空間形成連通的空間並具有複雜的空間結構，從而有利於消波和延緩啟動激波和反射激波幹擾試驗段試驗氣流的時間。
文檔編號G01M9/04GK102305700SQ20111024788
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者俞鴻儒, 劉雲峰, 姜宗林, 趙偉 申請人:中國科學院力學研究所