[发明专利]一种跨声速风洞光学试验段

说明书

本发明公开了一种跨声速风洞光学试验段。该跨声速风洞光学试验段包括试验区，试验区的上内壁和下内壁上开有阵列的通气孔；包括套装在试验区外侧的外洞体，试验区和外洞体之间的空腔为驻室；在试验区的左右两侧、试验区和外洞体之间，分别设置有左隔离套筒和右隔离套筒，在左隔离套筒和右隔离套筒的内侧、位于试验区的左、右两侧内壁上设置有内窗，内窗上设置有光路窗和摄像窗，左隔离套筒和右隔离套筒的外窗通过各自的外窗框装卡在对应的外洞体的左、右侧壁上。该跨声速风洞光学试验段减少了玻璃窗和驻室带来的干扰，提高了气动光学效应测量的精度，适于开展气动光学效应测量。

技术领域

本发明属于高速风洞试验技术领域，具体涉及一种跨声速风洞光学试验段。

背景技术

在大气层中高速飞行的飞行器压缩周围空气，引起高频脉动、甚至激波，形成不均匀的流场。光线穿过不均匀流场时发生不规则的偏转，形成波像差，会给激光测量设备、激光武器带来不确定的干扰。如果能够掌握光穿过不同的流场的特性变化，可以对测量结果或传输过程进行校正，提升设备性能。在风洞中开展气动光学效应测量是评估激光不均匀流场特性的有效方法之一。

跨声速风洞试验段由试验区和外洞体组成，两者之间的空间为驻室。气流加速至声速附近时，会产生壅塞效应，无法继续加速，不能形成跨声速流场，通过在试验区的上内壁和下内壁设置阵列通孔，能够将多余气流引向驻室，所以，跨声速试验段必须由两层结构组成，才能确保的建立跨声速流场。

目前，通常在跨声速风洞的外洞体的两侧分别设置光学窗口来观测试验段内情况，但是，采用这种方式，激光从试验段一侧经过二层光学玻璃进入试验段，穿过流场，再经过二层光学玻璃照射到检测仪器。也就是说，在进行激光传输试验时，激光光线从外洞体一侧玻璃窗入射，穿过驻室空间，从试验段内壁的玻璃窗入射到试验区，穿过试验区后激光特性发生变化，再穿过另一侧内壁的玻璃窗、驻室、外洞体的玻璃窗，到达接收装置，整个传输过程中穿过了四层玻璃窗，二次穿过驻室空间，激光的反射和折射混入了较多的干扰因素，会给气动光学效应测量引入过多的干扰。因此，常规的跨声速风洞的试验段并不适合开展气动光学效应测量。

当前，亟需改进跨声速试验段，减少激光传输过程中因反射和折射带来的测量误差，发展一种适用于气动光学效应测量的跨声速风洞光学试验段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种跨声速风洞光学试验段。

本发明的跨声速风洞光学试验段，其特点是，以风洞来流为前方，所述的跨声速风洞光学试验段包括由上内壁、下内壁、左内壁、右内壁组成的前后开口的长方体形的试验区，上内壁和下内壁上开有阵列的通气孔；

包括套装在试验区外侧的前后开口的长方体形的外洞体，试验区和外洞体之间的空腔为驻室；

包括穿过驻室、安装在试验区的左内壁和对应的外洞体左侧壁之间的左隔离套筒，穿过驻室、安装在试验区的右内壁和对应的外洞体右侧壁之间的右隔离套筒；左隔离套筒对应的左内壁、右隔离套筒对应的右内壁上分别设置有内窗，内窗上设置有光路窗和摄像窗；左隔离套筒对应的外洞体左侧壁、右隔离套筒对应的外洞体右侧壁上分别设置有外窗，外窗通过外窗框装卡在外洞体上。

进一步地，所述的光路窗上安装有光学玻璃，摄像窗上安装有红外玻璃。

进一步地，所述的通气孔为圆形通孔。

本发明的跨声速风洞光学试验段采用隔离套筒连接内窗和外窗框，移除了外洞体的玻璃窗，改进了内壁的玻璃窗。在内窗上设置有光路窗和摄像窗，光路窗安装光学玻璃，有利于激光传输，摄像窗安装红外玻璃，有利于红外光传输。

本发明的跨声速风洞光学试验段在满足跨声速流场建立条件的同时，将激光传输时穿过玻璃的层数从四层减少到二层，红外光传输穿过玻璃的层数从二层减少到一层，而且激光和红外光在隔离套筒内传输，无需穿过驻室。