[实用新型]一种用于亚声速包罩烧蚀试验的一体化喉道模型支杆

说明书

本实用新型公开了一种用于亚声速包罩烧蚀试验的一体化喉道模型支杆，包括喉道外壳、模型连接块、连接筒和连接杆。喉道外壳安装在模型连接块的外侧，连接筒和连接杆同心地安装在模型连接块的一端，连接筒处于连接杆外侧。通过焊接的方式将喉道外壳、模型连接块、连接筒和连接杆集成为一体，增加装置集成度，减少受热面积。通过喉道外壳、模型连接块、连接筒和连接杆之间一体化的水冷结构设计，增强装置的冷却效果，简化冷却水进出接口，并使接口远离高焓气流，提高装置在高焓气流状态下的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种用于亚声速包罩烧蚀试验的一体化喉道模型支杆，属于航空航天飞行器气动热地面模拟试验装置领域。

背景技术

在地面模拟试验中，采用电弧加热亚声速包罩烧蚀试验技术研究模型表面防热材料的烧蚀性能是一个比较好的技术途径。当前，随着高焓大功率电弧加热设备的建成以及投入使用，型号研制单位对气动热地面模拟试验提出了更高的要求。现有的亚声速包罩烧蚀试验中所使用的喉道结构形式只能适应气流总焓10MJ/kg以下的试验，不能满足气流总焓更高条件下的试验要求。并且，试验用喉道与模型的支撑结构相互分离，使得试验装置结构复杂、容易烧毁。因此需要围绕高焓条件下亚声速包罩的特殊试验需求，对试验使用的喉道和模型支撑装置进行全新设计，增加装置的集成度，减少受热面积，从而提高装置在高焓气流状态下的生存能力。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题：提供一种适用于亚声速包罩烧蚀试验的一体化喉道模型支杆，可以应用于航空航天气动热防护地面模拟试验中的亚声速包罩烧蚀试验。

本实用新型的技术方案：一种用于亚声速包罩烧蚀试验的一体化喉道模型支杆，包括喉道外壳、模型连接块、连接筒和连接杆，其中：

模型连接块的前端用于安装试验模型，喉道外壳安装在模型连接块的外侧，用于与试验喷管之间形成音速喉道，连接筒和连接杆同心地安装在模型连接块的后端，连接筒处于连接杆外侧，且短于连接杆。

优选的，所述喉道外壳、模型连接块、连接筒和连接杆具有一体化水冷结构。

优选的，所述的一体化水冷结构包括设置在连接杆内部的冷却水入水通道，该通道与设置在模型连接块内的蓄水槽连通，模型连接块外侧与喉道外壳之间留有缝隙且在模型连接块的外侧设置环形水槽，该水槽两侧均设置均布的径向冷却水通道，其中一侧冷却水通道与所述的蓄水槽连通，另一侧冷却水通道与连接筒与连接杆之间的间隙连通。

优选的，所述的与蓄水槽连通的冷却水通道出口为一斜面，该斜面与连接杆轴后端轴线之间的夹角范围30-60°。

优选的，连接筒与连接杆之间的间隙截面积大于模型连接块外侧与喉道外壳之间缝隙的最小截面积。

优选的，所述环形水槽径向截面积不大于蓄水槽径向截面积，蓄水槽径向截面积大于连接杆入水通道径向截面积。

优选的，所述的喉道外壳使用紫铜材料制成，外形为带翻边的桶形结构，翻边结构固定在模型连接块上且翻边前缘与模型连接块对应位置位于同一平面上，用于限制安装在前端的试验模型底部，筒形结构的内侧与翻边结构连接部位倒圆，外侧倒角。

优选的，所述倒角内沿直径不大于预期所有使用试验模型的最小底圆直径，外沿直径需保证该位置处的喉道面积需求，倒角角度大于试验喷管半锥角。

优选的，所述的喉道外壳相对连接杆轴线向外倾斜，倾斜角度小于试验喷管的半锥角。

优选的，所述喉道外壳、模型连接块、连接筒和连接杆之间采用焊接方式集成为一体。

本实用新型的有益效果：