[发明专利]自位移缓冲式激波风洞

说明书

本发明公开了一种自位移缓冲式激波风洞，包括洞体以及用于对所述洞体进行缓冲的缓冲装置，所述缓冲装置包括至少一个缓冲座，所述缓冲座包括座体、缓冲环和弹性连接线，所述缓冲环通过所述弹性连接线固定设置在座体上，所述缓冲环同轴套设于洞体的外侧，所述洞体上设置有用于分别对缓冲环两端进行限位的两限位部，所述缓冲环用于洞体在轴向移动时对洞体进行缓冲。能够够缓冲脉冲型风洞的轴向冲击力，减小并恢复其受到冲击力后的轴向位移，减小风洞的运行和维护成本。

技术领域

本发明涉及及高速飞行器地面风洞实验装备技术领域，具体涉及一种自位移缓冲式激波风洞。

背景技术

激波风洞指的是先利用激波压缩实验气体，再利用定常膨胀方法产生高超音速实验气流的风洞。它由一个激波管以及连于其后的喷管、实验段等风洞主要部件组成。激波风洞利用存储在驱动段的高压气体，强力冲破驱动段与被驱动段之间的不锈钢膜片，在被驱动段形成非定常的入射激波，压缩被驱动段里的实验气体，使之达到试验模拟所需要的高温和高压条件。由于激波风洞的运行时间极短(约在ms量级)，高速运动的激波和高速气体的作用能在风洞内部形成了巨大的冲击载荷，使风洞洞体发生一定程度上的空间位移。如果通过硬性的支撑(如钢筋混凝土墙结构)来保持风洞空间位置不发生移动在工程实际应用上是不可行的。原因之一是脉冲风洞的短时间冲击载荷巨大，可以破坏任何强制的地基支撑结构；其二是当硬性支撑于风洞端部时，则冲击载荷作用于风洞管体使风洞局部连接受力条件恶化，可以破环风洞设备。因此，目前的方法是把脉冲型风洞和激波风洞整体放置于一可滑动轨道上，容许其在风洞轴向方向上运动。

公告号为CN103115745B的中国发明申请公开了一种高超声速激波风洞吊摆式冲击缓冲装置，利用风洞洞体在受到作用力时，冲击力作用于悬挂的重物块，重物块的重力作用形成对风洞洞体轴向脉冲力的缓冲作用，同时重物块受冲击后，形成反向的脉冲作用力作用于风洞管体，使风洞管体向相反的方向运动，缓冲脉冲型激波风洞产生的轴向冲击载荷，进而减小激波风洞的总体轴向位移。此种缓冲方式也存在各种问题，由于激波风洞的运行时间极短，因此将重物块与洞体的一端接触也是属于硬性连接的，重物块受到冲击力，状态从静止到运动，受到的瞬时冲击力也是极大的，采用此种方式也会损坏重物块或者洞体，并且由于洞体内实验气体的反应过程复杂，高压气体不断与洞体摩擦、对冲击后膜片的作用也无规律，因此高压气体在冲击反应后容易对洞体产生一定的扭转力，因此，如何缓冲洞体的扭转，保证其角度的初始状态也非常重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自位移缓冲式激波风洞，能够够缓冲脉冲型风洞的轴向冲击力，减小并恢复其受到冲击力后的轴向位移，减小风洞的运行和维护成本。

自位移缓冲式激波风洞，包括洞体以及用于对所述洞体进行缓冲的缓冲装置，所述缓冲装置包括至少一个缓冲座，所述缓冲座包括座体、缓冲环和弹性连接线，所述缓冲环通过所述弹性连接线固定设置在座体上，所述缓冲环同轴套设于洞体的外侧，所述洞体上设置有用于分别对缓冲环两端进行限位的两限位部，所述缓冲环用于洞体在轴向移动时对洞体进行缓冲。

进一步，所述洞体上设置有外形呈椭圆的椭圆段，所述椭圆段位于两限位部之间，所述缓冲环为与所述椭圆段的外形相匹配的椭圆形，所述弹性连接线为两组，相对于缓冲环的短轴对称设置在其短轴的两侧。

进一步，所述座体包括底座以及固定设置在底座上的筒体，所述筒体同轴设置于缓冲环的外侧，所述弹性连接线的一端与缓冲环固定连接，另一端从所述筒体的筒壁穿出后通过一连接件与筒体固定连接。

进一步，所述筒体包括下筒体和与所述下筒体盖合的上筒体，所述上筒体的一侧与下筒体铰接，另一侧与所述下筒体可拆卸连接，一组弹性连接线连接缓冲环后再与上筒体固定，另一组弹性连接线连接缓冲环后再与下筒体固定。

进一步，所述连接件包括螺钉、螺母，所述螺钉与所述筒体螺纹连接，所述螺钉的内部中空形成用于所述弹性连接线穿过的通道，所述螺钉的外侧设置有一凸环，所述螺母与所述螺钉螺纹连接并将弹性连接线穿出部分压紧于所述凸环。