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常规高超声速风洞级间动态分离装置设计与应用

何超 孙鹏 林敬周 许晓斌 陈磊

何超,孙鹏,林敬周,等. 常规高超声速风洞级间动态分离装置设计与应用[J]. 实验流体力学,2022,36(X):1-6 doi: 10.11729/syltlx20200119
引用本文: 何超,孙鹏,林敬周,等. 常规高超声速风洞级间动态分离装置设计与应用[J]. 实验流体力学,2022,36(X):1-6 doi: 10.11729/syltlx20200119
HE C,SUN P,LIN J Z,et al. Design and application of the dynamic stage separation device in hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2022,36(X):1-6. doi: 10.11729/syltlx20200119
Citation: HE C,SUN P,LIN J Z,et al. Design and application of the dynamic stage separation device in hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2022,36(X):1-6. doi: 10.11729/syltlx20200119

常规高超声速风洞级间动态分离装置设计与应用

doi: 10.11729/syltlx20200119
详细信息
    作者简介:

    何超:(1983—),男,湖南衡阳人,硕士,工程师。研究方向:高超声速气动力与风洞试验技术。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号15信箱505分箱(621000)。E-mail:106797937@qq.com

    通讯作者:

    E-mail:seafly0000@163.com

  • 中图分类号: V211.73;V216.8

Design and application of the dynamic stage separation device in hypersonic wind tunnel

  • 摘要: 对于采用助推级和巡航级串联布局方式的高超声速飞行器,需研制风洞模型级间动态分离装置,对助推级和巡航级级间分离运动过程开展研究。中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所针对某常规高超声速风洞的动态分离装置进行了详细设计与分析,主要包括动态分离支撑结构设计、动态分离支撑与释放装置设计。利用有限元分析方法得到了支撑结构固有频率,评估分析了支撑结构性能。利用视觉测量系统对动态分离支撑与释放装置性能进行了评估,得到了撑开到闭合的运动轨迹及运行时间。在某常规高超声速风洞上开展了风洞模型级间动态分离试验。计算及试验结果表明:支撑结构固有频率、动态分离支撑与释放装置运行时间(78 ms)满足风洞试验需求。针对不同风洞具体情况进行适应性改造,动态分离支撑与释放装置可广泛应用于常规高超声速风洞模型级间动态分离试验。
  • 图  1  模型与支撑系统安装示意图

    Figure  1.  Schematic of model with support system

    图  2  模型及动态分离支撑与释放装置安装关系示意图

    Figure  2.  Schematic of model with the dynamic stage separation support and release device

    图  3  背支撑结构示意图

    Figure  3.  Three-dimensional structure of the back supporter

    图  4  背支撑结构有限元模型

    Figure  4.  Finite element model

    图  5  背支撑结构固有频率仿真结果(前六阶模态)

    Figure  5.  The result of the inherent frequency

    图  6  背支撑结构固有频率仿真结果(前三阶模态)

    Figure  6.  The result of the inherent frequency

    图  7  动态分离支撑与释放装置

    Figure  7.  The dynamic stage separation support and release device

    图  8  调试照片

    Figure  8.  Test photograph of the device

    图  9  风洞中的动态分离支撑与释放装置照片

    Figure  9.  The photograph of the device in wind tunnel

    图  10  测点布置示意图

    Figure  10.  Schematic of the assigned measurement dot

    图  11  测量点运行轨迹

    Figure  11.  Schematic of the trajectory

    图  12  模型分离面分离过程纹影照片

    Figure  12.  The picture of the schlieren

    表  1  来流条件

    Table  1.   The test conditions

    马赫数
    Ma
    总压
    pt/MPa
    总温
    Tt/K
    静压
    p/kPa
    静温
    T/K
    动压
    q/kPa
    单位雷诺数
    (Re·L–1)/(m–1)
    61.55100.9562.223.91.22×107
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-12
  • 修回日期:  2021-02-28
  • 网络出版日期:  2022-01-10

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    2021年8月13日