[发明专利]一种模拟气动烧蚀引射作用的风洞试验装置

说明书

本发明公开了一种模拟气动烧蚀引射作用的风洞试验装置，包括：透气模型、模型底座、支杆、模型内腔隔板、密封垫、上下气路、拉紧螺钉、流量计、压力表和调压阀。模型、模型底座和模型内腔隔板共同形成模型上、下内腔，通过上、下气路分别进行供气。供气后模型内腔气体通过透气钢模型渗出模型表面，达到模拟烧蚀气体引射作用的目的。针对研究对象的实际烧蚀引射情况，可通过调整或改变气源气体成分、气源压力、流量、模型透气材料透气率、模型壁厚的方法，达到模拟整体或不同模型表面位置的烧蚀引射作用的目的。

技术领域

本发明涉及一种模拟气动烧蚀引射作用的风洞试验装置，属于试验空气动力学领域。

背景技术

再入飞行器在再入大气层的过程中，产生气动烧蚀作用。再入飞行器表面烧蚀材料受到外部空气摩擦剧烈加热，分解、熔化、蒸发、升华等物理变化及与周围环境气体间化学反应，材料表面出现较大的质量流失并混入边界层，其引射作用可使边界层厚度发生改变、对飞行器气动特性产生影响。

目前针对再入飞行器气动烧蚀作用的风洞试验研究主要是获取烧蚀外形和烧蚀表面形态的变化结果。如利用电弧加热器或燃气流装置进行高温烧蚀试验，得到飞行器真实飞行中烧蚀材料的气动烧蚀结果；或在高超声速风洞中采用低温烧蚀材料模拟烧蚀过程，重点关注气动参数对烧蚀外形和烧蚀表面形态的影响。这些试验方法的研究目的都是获得再入飞行器的烧蚀外形和表面形态变化结果，无法模拟烧蚀过程中烧蚀材料受空气摩擦后质量流失并混入边界层的引射作用。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有再入飞行器气动烧蚀风洞试验研究的不足，提供一种能够模拟再入飞行器气动烧蚀引射作用的风洞试验装置。

本发明的技术解决方案：

一种模拟气动烧蚀引射作用的风洞试验装置，包括：透气模型、支杆、模型内腔隔板和管路；

支杆的一端固定连接透气模型的尾部，使透气模型的内部形成锥型腔体；

模型内腔隔板设置在所述锥型腔体内部，使锥型腔体划分为两个空腔；

支杆内设置有两个分别与不同空腔连通的气路流道；

支杆的另一端固定连接管路，管路用于输送气体介质；

气路流道的两端分别连通管路和空腔；

透气模型的材料能够使空腔内的气体介质向外渗出。

优选地，透气模型的壁厚随内径增大而增大。

优选地，模型内腔隔板固定连接支杆或与支杆加工为一体结构。

优选地，还包括：密封垫；

模型内腔隔板和透气模型之间设置有密封垫，进行密封。

优选地，还包括：拉紧螺钉；

透气模型的尾部通过拉紧螺钉固定连接支杆。

优选地，还包括：流量计；用于检测管路中气体介质的流量。

优选地，还包括：压力表；用于检测管路中气体介质的压力。

优选地，还包括：调压阀；用于调整管路中气体介质的压力。

优选地，所述气体介质为空气、氮气、氖气或氦气中的任意一种。

优选地，透气模型的材料为透气钢材料。

本发明与现有技术相比的优点如下：

(1)本发明可模拟再入飞行器再入烧蚀过程中，飞行器表面烧蚀材料受外部空气摩擦，分解、熔化、蒸发、升华或化学反应后质量流失并混入边界层的气体引射作用。