留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

进气道整流罩全尺度动态分离试验研究

朱国祥 王磊 苑朝凯 王春

朱国祥, 王磊, 苑朝凯, 等. 进气道整流罩全尺度动态分离试验研究[J]. 实验流体力学, 2019, 33(4): 45-51. doi: 10.11729/syltlx20180176
引用本文: 朱国祥, 王磊, 苑朝凯, 等. 进气道整流罩全尺度动态分离试验研究[J]. 实验流体力学, 2019, 33(4): 45-51. doi: 10.11729/syltlx20180176
Zhu Guoxiang, Wang Lei, Yuan Chaokai, et al. The experimental investigation on full-scale dynamic separation for an inlet shroud[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2019, 33(4): 45-51. doi: 10.11729/syltlx20180176
Citation: Zhu Guoxiang, Wang Lei, Yuan Chaokai, et al. The experimental investigation on full-scale dynamic separation for an inlet shroud[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2019, 33(4): 45-51. doi: 10.11729/syltlx20180176

进气道整流罩全尺度动态分离试验研究

doi: 10.11729/syltlx20180176
详细信息
    作者简介:

    朱国祥(1976-), 男, 湖北武汉人, 研究员。研究方向:气动布局, 风洞试验设计。通信地址:北京市丰台区云岗北里40号院(100074)。E-mail:guoxzh@sohu.com

    通讯作者:

    王磊, E-mail: wanglei2146073@126.com

  • 中图分类号: V211.71

The experimental investigation on full-scale dynamic separation for an inlet shroud

  • 摘要: 进气道整流罩可以有效避免低马赫数飞行条件下进气道不起动的问题,在高速飞行器中得到广泛使用。整流罩分离过程直接关系到飞行器安全,在地面进行全尺度整流罩分离过程试验验证非常必要。利用JF-12激波风洞设备结构简单、尺度大和动压较高的优势,推导了适用于高速动态分离试验的相似准则,发展了高速分离轨迹观测技术、精确时序控制技术以及必要的风洞防护措施,建立了基于JF-12激波风洞的高速动态全尺度分离试验技术。利用该技术,针对配有进气道整流罩的飞行器前体,以50kPa动压试验条件实现了高动压(100kPa)条件下的动态分离轨迹模拟。
  • 图  1  试验模型

    Figure  1.  The model of inlet and shroud

    图  2  整流罩分离过程示意图

    Figure  2.  Schematic of the shroud separation process

    图  3  JF-12激波风洞示意图[14]

    Figure  3.  Diagram of the shock tunnel JF-12[14]

    图  4  分离轨迹直接观测方法

    Figure  4.  The direct observation of separation trace

    图  5  分离轨迹间接观测方法

    Figure  5.  The indirect observation of separation trace

    图  6  某时刻整流罩尾端边界辨识

    Figure  6.  Identification of rear boundary of the shroud

    图  7  高速相机保护装置示意图

    Figure  7.  The protection device for high-speed camera

    图  8  时序触发信号传感器位置示意图

    Figure  8.  Diagram of sensor position for timing trigger signal

    图  9  整流罩分离试验时序

    Figure  9.  Time sequence of shroud separation test

    图  10  可拆卸移动隔离板

    Figure  10.  Removable isolation plate

    图  11  试验模型在风洞中的安装示意

    Figure  11.  Sketch for the test model in wind tunnel

    图  12  试验与CFD计算分离轨迹对比

    Figure  12.  Comparison of separation trace between experiment and CFD

    表  1  JF-12激波风洞典型运行参数

    Table  1.   Typical conditions of shock tunnel JF-12

    Ma q/kPa pt/MPa Tt/K p/Pa T/K
    5 72.0 3.0 2498 4130 476
    6 50.0 4.3 2470 1980 344
    下载: 导出CSV

    表  2  整流罩的质量属性

    Table  2.   Mass properties of shroud

    m/kg Icz/(kg·m2) Ioz/(kg·m2)
    模拟条件 20 1.0 5.50
    试验条件 10 0.5 2.75
    下载: 导出CSV
  • [1] Walker S H, Rodgers F C, Esposita A L. Hypersonic Collaborative Australia/United States Experiment (HyCAUSE)[R]. AIAA-2005-3254, 2005.
    [2] Gruber M R, Jackson K, Liu J W. Hydrocarbon-fueled scramjet combustor flowpath development for Mach 6-8 HIFiRE flight experiments[R]. AFRL-RZ-WP-TP-2010-2243, 2008.
    [3] Brase L O, Haudrich D P. Flutter and divergence assessment of the HyFly missile[R]. AIAA-2009-2462, 2009.
    [4] Hass N E, Smart M K, Paull A. Flight data analysis of HyShot 2[C]//Proc of AIAA/CIRA 13th International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. 2005.
    [5] 徐敏, 刘振.基于多块嵌套结构动网格的拦截弹防热保护罩的二维分离模拟[J].计算力学学报, 2007, 24(3):375-378. doi: 10.3969/j.issn.1007-4708.2007.03.023

    Xu M, Liu Z. Two-dimensional simulations about the separa-tion of the interceptor missile shroud covers based on moving multi-block chimera structure grids[J]. Chinese Journal of Computational Mechanics, 2007, 24(3):375-378. doi: 10.3969/j.issn.1007-4708.2007.03.023
    [6] Cavallo P A, Dash S M. Aerodynamics of multi-body separation using adaptive unstructured grids[R]. AIAA-2000-3949, 2000.
    [7] Wang S Y, Li C, Chen W. Numerical investigation on unsteady flows with an air-breathing hypersonic vehicle during its shroud separation[R]. AIAA-2017-2335, 2017.
    [8] Buning P G, Wong T C, Dilley A D, et al. Prediction of Hyper-X stage separation aerodynamics using CFD[R]. AIAA-2000-4009, 2000.
    [9] 王元靖, 吴继飞, 陶洋, 等.高超声速多体干扰与分离试验[J].航空动力学报, 2010, 25(4):902-906. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ltlxsyycl201003021

    Wang Y J, Wu J F, Tao Y, et al. Hypersonic experimental investigation on interference and stage separation of a multi-body system[J]. Journal of Aerospace Power, 2010, 25(4):902-906. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ltlxsyycl201003021
    [10] 赵忠良, 龙尧松, 余立, 等.高超声速风洞子母弹分离干扰测力试验技术[J].流体力学试验与测量, 2004, 18(3):32-35. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ltlxsyycl200403007

    Zhao Z L, Long Y S, Yu L, et al. Hypersonic wind tunnel interference force test of sub-munition reentry separation[J]. Experiments and Measurements in Fluid Mechanics, 2004, 18(3):32-35. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/ltlxsyycl200403007
    [11] Resch L R, Hedlund E R, Decesaris C A. Hypersonic shroud separation testing at the naval surface warfare center hyper-velocity wind tunnel 9[R]. AIAA-92-2757, 1992.
    [12] Resch L, Decesaris C, Hedlund E R. The naval surface warfare center hypervelocity wind tunnel 9 hypersonic shroud separation testing capability[R]. AIAA-92-0676, 1992.
    [13] Holden M S, Harvey J, MacLean M, et al. Development and application of a new ground test capability to conduct full-scale shroud and stage separation studies at duplicated flight conditions[R]. AIAA-2005-696, 2005.
    [14] 姜宗林, 李进平, 赵伟, 等.长试验时间爆轰驱动激波风洞技术研究[J].力学学报, 2012, 44(5):824-831. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Conference/7714651

    Jiang Z L, Li J P, Zhao W, et al. Investigation into techniques for extending the test-duration of detonation-driven shock tunnels[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2012, 44(5):824-831. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Conference/7714651
    [15] 恽起麟.风洞实验[M].北京:国防工业出版社, 2000.

    Yun Q L. Handbook of wind tunnel test[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 2000.
    [16] 李周复.风洞特种实验技术[M].北京:航空工业出版社, 2010.

    Li Z F. Special experimental techniques in wind tunnels[M]. Beijing:Aviation Industry Press, 2010
  • 加载中
图(12) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  232
  • HTML全文浏览量:  120
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-13
  • 修回日期:  2019-03-02
  • 刊出日期:  2019-08-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日