[发明专利]采用抽吸方法控制附面层厚度的高超声速喷管

说明书

技术领域

本发明涉及一种高超声速喷管，特别涉及一种采用抽吸方法控制附面层厚度的高超声速喷管。

背景技术

高超声速飞行器的研制对高超声速风洞及发动机试车台等地面试验设备提出了越来越高的要求。在这些地面试验设备中，喷管则是保证试验段获得设计马赫数的均匀气流的重要部件。而通常地面试验设备的喷管出口的附面层较厚，导致喷管出口的均匀区范围较小，使得试验模型的尺寸受到极大限制。特别是当地面试验设备模拟高温、高空状态时，会出现喷管出口附面层增长过厚，流场均匀区范围狭窄或无均匀区的问题。

现有的地面试验设备很少主动控制附面层的厚度，喷管可使用的均匀区范围有限。当需要较大范围的均匀区时，一般通过建设更大口径喷管的地面试验设备的方式来解决大范围均匀区的问题。由于采用大口径喷管不仅会急剧增加地面试验设备的建设成本，而且对相关配套设备的更高要求往往超出现有的能力范围，短期内难以实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在不增大喷管口径的条件下，采用抽吸方法控制附面层厚度的高超声速喷管，扩大试验设备均匀区范围和试验能力。

本发明的采用抽吸方法控制附面层厚度的高超声速喷管包括：喷管前段、前挡板、螺杆、抽吸筒、抽吸口、喷管组片、垫片和后挡板；在喷管后段采用所述螺杆将所述喷管组片精密装配在一起，并与所述喷管前段固定连接；在所述喷管组片两两之间具有所述垫片，所述垫片套装在所述螺杆上；所述喷管后段周围有所述抽吸筒，所述抽吸筒的一端与所述前挡板连接，另一端和所述后挡板连接，形成抽吸腔；在所述抽吸筒上有所述抽吸口。

优选所述喷管组片为环形片，所述喷管组片的内轮廓根据喷管型线进行加工优选在所述喷管后段通过所述喷管组片和所述垫片形成的环缝具有60道。

优选所述螺杆的数量为6个。

优选所述抽吸口具有多个。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)在喷管后段采用螺杆将喷管组片精密装配在一起，并与喷管前段固定连接，然后再对喷管型面进行精加工，所以加工简单，型面精确度高；

(2)在喷管组片之间加入垫片，通过垫片的厚度来确定喷管的缝隙间距，形成喷管开环缝结构；

(3)喷管后段周围有抽吸筒，一端与前挡板连接，另一端和后挡板连接，形成抽吸腔；

(4)在抽吸筒上有抽吸口，通过抽吸口对附面层进行抽吸，从而减少喷管附面层的厚度。

附图说明

图1为采用抽吸方法控制附面层厚度的高超声速喷管整体结构示意图。

图2为喷管的局部结构示意图。

符号说明

1为喷管前段，2为前挡板，3为螺杆，4为抽吸筒，5为抽吸口，6为喷管组片，7为垫片，8为后挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行详细说明。

如图1所示，喷管的结构形式采用开环缝抽吸形式，喷管在结构上主要包括：喷管前段1，前挡板2，螺杆3，抽吸筒4，抽吸口5，喷管组片6，垫片7，后挡板8等。

为了实现喷管喉道后开环缝的结构形式，在喷管后段采用螺杆3将环形的喷管组片6精密装配在一起，并与喷管前段1固定连接，然后再对喷管型面进行精加工，喷管组片6具有安装螺杆3的安装孔，喷管组片6的内轮廓根据喷管型线进行加工。在喷管组片6两两之间加入垫片7，垫片7为圆环状，其隔着喷管组片6套装在螺杆3上，通过垫片7的厚度来确定喷管的缝隙间距，形成喷管的开环缝结构，本例中形成有60道环缝；螺杆3围绕在喷管后段的外围均匀配置6个，通过螺杆3和垫片7将喷管组片6精密装配在一起，然后再对喷管型面进行精加工。可以通过垫片7的厚度来调整喷管的缝隙间距。喷管后段周围设有抽吸筒4，一端与前挡板2连接，另一端和后挡板8连接，形成抽吸腔；在抽吸筒4上设有抽吸口5，通过抽吸口5对喷管的附面层进行抽吸，从而减少喷管附面层的厚度，以实现控制喷管附面层厚度的作用。抽吸口5的数量根据需要决定。喷管组片6、螺杆3和垫片7的数量均可以根据需要而改变。