[发明专利]用于直连式实验台来流流量调节装置

说明书

本发明公开了一种用于直连式实验台来流流量调节装置，中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段围绕导流罩圆锥段的中心线均匀分布，并将多块中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段的顶点通过铰链连接并交于一点；柔性连接圆锥段与中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段围绕导流罩圆锥段的中心轴线按圆周向均匀交替分布，柔性连接圆锥段与相邻两块中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段保持可靠连接；棘轮与支杆的一侧连接，支杆的另一侧与中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段连接；步进电机放置于导流罩圆锥段腔体内，步进电机主轴与棘轮可靠连接，且步进电机主轴与导流罩圆锥段的中心线重合。本发明解决了目前连管试验台所用中心锥导流罩流量不可调的问题。

技术领域

本发明属于冲压发动机连管实验领域，特别是一种用于直连式实验台来流流量调节装置。

背景技术

固体燃料冲压发动机直连式实验研究始于上个世纪80年代，S. Krishnan在《Solid fuel ramjet combustor design》中提到了一种直连试实验台，该实验台可通过来流总温总压变化实现流量调节，但是随着来流条件的变化，预示着发动机飞行工况也发生了一定变化，无法评估发动机在同样飞行工况下流量对其工作性能的影响。Omer Musa在《Effect of inlet conditions on swirling turbulent reacting flows in a solidfuel ramjet engine》一文中提到了一种直连试实验台，该实验台可通过变换限流喉道直径达到调节流量的目的，该实验台对实验流量控制精确，但无法在实验过程中变换来流流量。综上所述：现有装置无法实现实验过程中来流流量动态调节，对发动机飞行空域模拟不够全面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于直连式实验台来流流量调节装置，解决了目前连管试验台实验中针对固定工况来流流量不可调问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于直连式实验台来流流量调节装置，其特征在于：包括中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段、柔性连接圆锥段、棘轮、步进电机、支杆、铰链和导流罩圆锥段；其中中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段的长度为L，形状为等腰三角形，数量为N，N不小于3；中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段围绕导流罩圆锥段的中心线均匀分布，并将多块中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段的顶点通过铰链连接并交于一点；所述柔性连接圆锥段与中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段围绕导流罩圆锥段的中心轴线按圆周向均匀交替分布，柔性连接圆锥段与相邻两块中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段保持可靠连接，且数量与导流罩圆锥段上分布的中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段数量一致；棘轮放置于导流罩圆锥段的腔体内，需保证棘轮的中心与导流罩圆锥段轴线重合，棘轮的齿数与中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段数量一致；棘轮与支杆的一侧连接，支杆的另一侧与中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段连接；步进电机放置于导流罩圆锥段腔体内，步进电机主轴与棘轮可靠连接，且步进电机主轴与导流罩圆锥段的中心线重合。

其中：中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段、柔性连接圆锥段二者间连接需可靠。中心锥可变直径刚性导流罩圆锥段与支杆一端的连接必须可靠。棘轮与支杆一侧连接处需保持光滑。步进电机（4）转速需可调。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）可实现实验过程中来流流量迅速精确调节。由于步进电机响应快控制精准等优点，可有效降低流量切换时间。

（2）通过棘轮和柔性连接材料对导流罩的控制，可实现不同来流流量的变化规律。结合步进电机的控制特性，可实现来流流量按预定规律变化（正弦，余弦等）。

（3）由于导流罩的流线型外型，相比于限流喉道而言，可使来流总压损失降低，尤其在超音速来流情况下，该效果更加明显。

附图说明

图1为本发明用于直连式实验台来流流量调节装置在极限位置1（流量调节上限）时的结构示意图。

图2为本发明用于直连式实验台来流流量调节装置在极限位置2（流量调节下限）时的结构示意左视图。

具体实施方式