[实用新型]一种超声速喷管与实验舱连接结构

说明书

技术领域

本实用新型属于航空航天技术领域，涉及一种风洞实验设备，特别是涉及一种超声速喷管与实验舱连接件。

背景技术

超声速风洞广泛应用于导弹、超声速飞行器、人造卫星、航天飞机、空天飞机的模型实验，是航空航天领域内非常重要的空气动力地面试验设备。超声速风洞的基本原理是，从风洞上游过来的低速气体，经过风洞的喷管由低速加速到超声速后，至喷管出口达到所要求的马赫数，试验模型放置在喷管出口处的实验舱内进行气动试验，流经试验模型的超声速气体继续向风洞下游流动，到达扩压器，扩压器将超声速气体减速增压排向真空罐或引射至大气中。

喷管和实验舱是超声速风洞两个非常重要的部件，喷管的作用是加速气流，从低速加速到超声速，达到试验所需的马赫数，并保证流场品质；实验舱是模型进行试验的场所，模型的安装和姿态调整均在此进行。喷管安装在实验舱上游，两者通过一定的方式连接起来。

现有的超声速风洞喷管和实验舱连接，其结构如图1所示。图1是现有喷管和实验舱连接时的中轴剖视图，包括喷管1、实验舱2、法兰7和螺栓10。喷管1和实验舱2通过法兰7用螺栓10固定连接，由于超声速试验时，喷管会向右产生较大的轴向反推力F(大型喷管反推力可能达到几十甚至上百吨)，反推力F会通过螺栓10传递给实验舱2，导致实验舱承受较大的试验冲击力；为保证试验安全，实验舱必须设计足够强，因此实验舱建设成本很大；另外由于轴向反推力F作用，引起实验舱振动，会影响试验模型数据的采集。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超声速喷管与实验舱连接结构，消除固定连接带来的实验舱受力不合理、建设成本大、试验数据采集受影响的缺陷。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：超声速喷管与实验舱连接结构，包括喷管、实验舱、螺栓，其特征在于，还包括密封环、过渡环、转接件、法兰和环型密封圈。密封环为一圆环，其内径略大于喷管外径，密封环表面圆周开有若干通孔；过渡环为一圆环，其内径与密封环内径一致，外径大于密封环外径，靠近过渡环外径的表面圆周开有若干通孔，靠近过渡环内径的表面圆周开有若干螺纹孔；转接件是一空心圆柱体，一端焊接有法兰，法兰开有若干通孔，另一端与实验舱焊接。使用时，将环型密封圈压在喷管外径和密封环内径之间，法兰与过渡环通过各自对应的通孔用螺栓连接起来；密封环和过渡环通过密封环的通孔和过渡环对应的螺纹孔用螺栓压紧。以上连接结构，喷管与实验舱并不固定连接，试验时喷管产生的轴向反推力F不会作用实验舱上。

本实用新型采用了以上技术方案以后，风洞试验时产生的轴向反推力，并没有通过喷管传给实验舱，实验舱基本不受力，消除了固定连接带来的实验舱受力不合理、建设成本增加、试验数据采集受影响等缺陷。

附图说明

图1为现有超声速喷管与实验舱连接件的结构示意图。

图2为本新型超声速喷管与实验舱连接件的结构示意图。

图3是图2A处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

图2为本新型超声速喷管与实验舱连接件的结构示意图；图3是图2A处的局部放大图。如图所示，本实用新型提供的超声速喷管与实验舱连接结构，包括喷管1、实验舱2、密封环3、过渡环4、转接件5、环型密封圈6、螺栓8、螺栓9、法兰12。密封环3为一圆环，其内径略大于喷管1外径，密封环3表面圆周开有若干通孔；过渡环4为一圆环，其内径与密封环3内径一致，外径大于密封环3外径，靠近外径的表面圆周开有若干通孔，靠近内径的表面圆周开有若干螺纹孔；转接件5是一空心圆柱体，一端焊接有法兰12，法兰上开有若干通孔；转接件5的另一端与实验舱2焊接，左端与过渡板4通过通孔用螺栓8连接起来，密封板3的通孔和过渡板4的螺纹孔之间用螺栓9压紧，同时将环型密封圈6紧紧压在喷管1外径和密封板3内径之间的空隙内。以上连接结构，喷管1与实验舱2并不固定连接，试验时喷管1产生的轴向反推力不会作用实验舱2上，实验舱2可沿喷管1的轴向方向微移，消除了固定连接带来的实验舱2受力不合理、建设成本增加、试验数据采集受影响等缺陷。利用本实用新型在实验室进行了多次试验，试验结果证明本实用新型性能可靠，使用方便。