[发明专利]一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞

权利要求书

1.一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于包括：高压储气室(1)、活塞发射机构(2)、活塞(3)、压缩管(4)、活塞止停机构(5)、主夹膜机构(6)、激波管(7)、小夹膜机构(8)、喷管(9)、试验段(10)、轨道(11)以及支撑系统(12)；

高压储气室(1)内储存有高压空气且高压储气室(1)的一端留有开口，压缩管(4)从所述高压储气室(1)的开口处伸入其中，并于内置在高压储气室(1)中的活塞发射机构(2)连接，压缩管(4)的另一端通过主夹膜机构(6)与激波管(7)的一端连接，激波管(7)的另一端通过小夹膜机构(8)与喷管(9)的收缩段连接，试验段(10)连接在喷管(9)的扩张段之后，

多个支撑系统(12)分别设置在高压储气室(1)、活塞发射机构(2)、压缩管(4)、主夹膜机构(6)、激波管(7)、喷管(9)和试验段(10)下方，且支撑系统(12)安装在轨道(11)上并沿轨道移动，支撑系统(12)在高度和水平两方向具有微调功机构；

活塞(3)设置在活塞发射机构(2)中，当活塞(3)被发射后，活塞(3)在压缩管(4)内移动，活塞止停机构(5)设置在压缩管(4)的末端，用于给发射出来的活塞(3)缓冲和减速。

2.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：压缩管(4)由多个分段组装而成，相邻分段之间的密封均包括三级密封，内层密封采用金属密封圈，外层密封采用O形橡胶圈，中层密封采用尼龙密封圈。

3.根据权利要求2所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：金属密封圈采用紫铜材料。

4.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：所述活塞止停机构(5)中设置有气体缓冲腔结构以及硅橡胶缓冲垫，用于活塞(3)的缓冲减速和止停。

5.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：喷管(9)为2m量级喷管，压缩管(4)内填充压力为5kPa～50kPa的氦气、氩气或者氦氩混合气。

6.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：主夹膜机构(6)中设置有一个或两个膜片，小夹膜机构(8)中设置一个膜片。

7.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：激波管(7)内抽真空，使其压力小于一个大气压。

8.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：压缩管(4)的内径与激波管(7)的内径之比为2.3:1。

9.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：高压储气室(1)的承压为20MPa,体积24m³，压缩管(4)的长度75m，内径0.668m，压缩管(4)的承压为70MPa，激波管(7)的承压为100MPa,长度为32m或者35m，内径为0.29m，当风洞流场驻室总温超过7000K时，激波管(7)的长度为32m，当风洞试验段自由流的有效时间超过40ms并且驻室总温在2500K～3500K时，激波管(7)的长度为35m。

10.根据权利要求1所述的一种2m量级自由活塞驱动的高焓激波风洞，其特征在于：试验段(10)容积为230m³,真空度达到10Pa，试验段(10)顶端设置有2.5m长的自动开闭模型安装天窗，试验段(10)上设置有多个观察窗口；轨道(11)在100m范围内的高差小于0.5mm。