[发明专利]高超声速层流喷管型面镜面加工工艺

说明书

本发明公开了高超声速层流喷管型面镜面加工工艺，用于对层流喷管进行加工，通过拆下分段成型的层流喷管中的喉道段、中间段和出口段；对拆下的喉道段的喉道段内型面进行抛光处理；将拆下的中间段固定连接于抛光处理后的喉道段上，对喉道段与中间段的接缝处及中间段的中间段内型面进行抛光处理；将拆下的出口段固定连接于抛光处理后的中间段上，对中间段与出口段的接缝处及出口段的出口段内型面进行抛光处理。本发明提供的高超声速层流喷管型面镜面加工工艺，降低了风洞试验噪声，提高了风洞试验段流场的均匀性和高超声速层流喷管试验结果的精度。

技术领域

本发明涉及层流喷管加工领域，特别地，涉及高超声速层流喷管型面镜面加工工艺。

背景技术

高超声速流动结构的研究是当前空气动力学研究的前沿领域之一，高超声速技术研究应用的目标是实现低成本进入太空、研制成功适应未来高技术的先进高超声速飞行器。随着研究的深入和相关测试技术的发展，设计产生与高空真实飞行环境相当的低湍流度的高超声速流场，这对加快国内流体力学特别是高超声速流体力学领域的发展将具有重要现实意义，其中最为关键的就是层流喷管的设计加工。

由于高超声速层流边界层与湍流边界层在热传递速率、表面摩阻、稳定性效应等方面存在显著的差异，而风洞的这些噪声通常会对模型表面的层流-湍流转捩造成极大的影响。受传统设计方法、加工工艺的局限，高超声速喷管的边界层大多处于湍流状态，导致了试验段流场的噪声往往比真实飞行环境高，严重影响模型表面边界层的转捩，因此很难在传统风洞中获得可信的边界层转捩试验数据，相关研究的进一步开展就对风洞性能提出了更高的要求。

高超声速层流喷管是整个风洞系统中最为关键的部件，喷管质量的好坏直接影响到试验结果的精度，影响喷管质量的因素主要有喷管型线设计、喷管的镜面加工工艺及安装精度。如果仅有高精度的型线设计，加工精度不高，同样难以保证风洞试验段流场的均匀性。

现有技术中对层流喷管的加工方法有：

①化学抛光方法：化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出部分较凹进部分优先溶解，从而得到平滑面。

②电解抛光方法：电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。

③电镀制造工艺方法：电镀是利用电解原理使物体表面上镀上一层金属或合金的过程。

但是，现有高超声速层流喷管的加工工艺由车床精度决定，目前没有加工高精度层流喷管的工艺方法，现有加工工艺方法无法满足加工工艺需求。

因此，现有高超声速层流喷管的镜面加工工艺方法无法满足加工的高精度需求，是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了高超声速层流喷管型面镜面加工工艺，以解决现有高超声速层流喷管的加工工艺方法无法满足加工的高精度需求的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供高超声速层流喷管型面镜面加工工艺，用于对层流喷管进行加工，层流喷管包括设于上游的喉道段、设于下游的出口段、以及连接于喉道段和出口段之间的中间段，喉道段、中间段和出口段之间通过连接螺栓进行固定连接，喉道段的前端设有唇口，高超声速层流喷管型面镜面加工工艺包括以下步骤：

拆下分段成型的层流喷管中的喉道段、中间段和出口段拆下分段成型的层流喷管中的喉道段、中间段和出口段；

对拆下的喉道段的喉道段内型面进行抛光处理；

将拆下的中间段固定连接于抛光处理后的喉道段上，对喉道段与中间段的接缝处及中间段的中间段内型面进行抛光处理；

将拆下的出口段固定连接于抛光处理后的中间段上，对中间段与出口段的接缝处及出口段的出口段内型面进行抛光处理。