[发明专利]超声速轴对称混合层风洞

权利要求书

1.一种超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，包括：

过渡段(1)，用于引入气流；

稳定段(2)，连接在所述过渡段(1)的下游，具有第一分隔板(21)，将稳定段的内腔分隔为上腔(201)和下腔(202)，用于将引入的气流分成两股气流；以及

喷管实验段(3)，连接在所述稳定段(2)的下游，并相对于一旋转轴线(O)呈扇形的轴对称结构，所述喷管实验段(3)的周壁的横截面呈扇形环状，所述周壁上形成有透明窗口，所述周壁包括外周壁(3a)、内周壁(3b)以及连接所述外周壁(3a)和内周壁(3b)的两个侧壁(3c，3d)，所述喷管实验段(3)形成有：

喷管部(31)，其中设置有第二分隔板(33)，以将来自所述上腔(201)和下腔(202)中的两股气流分别加速至超声速状态，以及

混合实验部(32)，设置在所述喷管部(31)的下游，用于混合超声速状态的所述两股气流以形成轴对称混合层。

2.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，还包括扩压段(4)，具有沿朝向下游方向收缩的内腔结构。

3.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，还包括中过渡段(5)，连接在所述稳定段(2)和所述喷管实验段(3)之间，其通道的截面形状从与上游端的所述稳定段(2)对应的截面形状过渡到与下游端的所述喷管实验段(3)对应的截面形状，所述中过渡段(5)中形成有连接在所述第一分隔板(21)和第二分隔板(33)的第三分隔板(51)。

4.根据权利要求3所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述第二分隔板(33)、所述第一分隔板(21)以及连接在该二者之间的第三分隔板(51)相延续地形成一体中隔板结构。

5.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述第二分隔板(33)可拆卸地设置在所述喷管实验段(3)中。

6.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述过渡段(1)的横截面从上游端向下游端呈由圆形轮廓向矩形轮廓过渡的变化形态。

7.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述稳定段(2)的横截面呈矩形。

8.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述外周壁(3a)和内周壁(3b)中之一形成第一喷管膨胀边，所述第一喷管膨胀边的壁面相对所述旋转轴线的旋转母线为第一喷管型面曲线，所述外周壁(3a)和内周壁(3b)中之另一形成喷管非膨胀边，该喷管非膨胀边的壁面沿所述旋转轴线方向的旋转母线为直线。

9.根据权利要求8所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述喷管部(31)中的所述第二分隔板(33)形成第二喷管膨胀边，该第二喷管膨胀边的壁面相对于所述旋转轴线的旋转母线为第二喷管型面曲线。

10.根据权利要求8所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述喷管非膨胀边的壁面为柱面或锥面。

11.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述喷管实验段(3)的各个周壁一体形成，从而所述喷管膨胀边的壁面和喷管非膨胀边的壁面均形成一体的连续壁面。

12.根据权利要求8所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述喷管实验段(3)的通道横截面的周径比t≥3，其中t按照下式确定：

t＝c’/r’，

其中c’为喷管出口处非膨胀边壁面的周向长度，r’为喷管出口处非膨胀边壁面与膨胀边壁面之间的空间距离。

13.根据权利要求1所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述喷管实验段(3)的外周壁(3a)和内周壁(3b)中的一个或两个上形成有透明窗口，两个侧壁(3c，3d)中的一个或两个上形成有透明窗口。

14.根据权利要求13所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述透明窗口向前延伸到所述喷管部(31)的亚声速段所在区域。

15.根据权利要求8所述的超声速轴对称混合层风洞，其特征在于，所述喷管实验段(3)的所述第二分隔板(33)的下游端形成有斜劈(331)。