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大型高超声速风洞真空模式调试及流场性能校测

马利川 石运军 黄炳修 孙勇堂 晏硕

马利川,石运军,黄炳修,等. 大型高超声速风洞真空模式调试及流场性能校测[J]. 实验流体力学,2022,36(1):96-102 doi: 10.11729/syltlx20210152
引用本文: 马利川,石运军,黄炳修,等. 大型高超声速风洞真空模式调试及流场性能校测[J]. 实验流体力学,2022,36(1):96-102 doi: 10.11729/syltlx20210152
MA L C,SHI Y J,HUANG B X,et al. Vacuum mode debugging and flow field performance calibration of large-scale hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2022,36(1):96-102. doi: 10.11729/syltlx20210152
Citation: MA L C,SHI Y J,HUANG B X,et al. Vacuum mode debugging and flow field performance calibration of large-scale hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2022,36(1):96-102. doi: 10.11729/syltlx20210152

大型高超声速风洞真空模式调试及流场性能校测

doi: 10.11729/syltlx20210152
详细信息
    作者简介:

    马利川:(1987—),男,河南安阳人,高级工程师。研究方向:风洞总体设计及试验技术。通信地址:北京市丰台区云岗西路17号7201信箱57分箱(100074)。E-mail:machuan627@126.com

    通讯作者:

    E-mail:machuan627@126.com

  • 中图分类号: V211.74

Vacuum mode debugging and flow field performance calibration of large-scale hypersonic wind tunnel

  • 摘要: 未来先进飞行器飞行高度不断增大,对风洞试验模拟能力的要求不断提高,需要高超声速风洞具备更低真空的运行能力,常规多级引射系统已不能完全满足要求。为提高风洞试验高度模拟范围,中国航天空气动力技术研究院(CAAA)在新建Φ1.2 m高超声速风洞基础上设计专用真空排气支路,实现了风洞压力真空模式运行。风洞系统调试及校测结果表明:经能力提升改造后,风洞各分系统工作正常且均达到性能设计指标,实现了马赫数5~8、高度40 km以上的高空低雷诺数高超声速试验条件模拟能力,试验段均匀区流场指标满足GJB 4399-2002高超声速风洞气动力试验的相关要求,为高空条件下飞行器气动特性及复杂高超声速流动问题的研究提供了试验平台。
  • 图  1  风洞低线总体布局示意图

    Figure  1.  Overall layout of wind tunnel low-line

    图  2  总压十字排架测点分布示意

    Figure  2.  Distribution of measuring points of total pressure cross rake

    图  3  十字排架安装照片

    Figure  3.  Installation picture of cross rake

    图  4  不同马赫数总温调节曲线

    Figure  4.  Adjustment curve of total temperature of different Mach numbers

    图  5  调压阀理论计算性能曲线与试验结果对比

    Figure  5.  Comparison test results with theoretical calculation performan-ce curves of pressure regulating valve

    图  6  风洞总压调节曲线

    Figure  6.  Adjustment curve of total pressure of wind tunnel

    图  7  Ma=6喷管pt=0.297 MPa流场纹影

    Figure  7.  Schlieren flow field of Ma 6 nozzle at pt=0.297 MPa

    图  8  Ma=6喷管pt=0.061 MPa流场纹影

    Figure  8.  Schlieren flow field of Ma=6 nozzle at pt=0.061 MPa

    图  9  pt=0.297MPa、x=0截面马赫数分布曲线

    Figure  9.  Ma distribution curve of x=0 section at pt=0.297 MPa

    图  10  pt=0.061 MPa、x=0截面马赫数分布曲线

    Figure  10.  Ma distribution curve of x=0 section at pt=0.061 MPa

    图  11  试验段均匀区轴向截面平均马赫数分布

    Figure  11.  Average Ma distribution of axial section in test uniform area

    图  12  能力提升改造后雷诺数与飞行模拟高度的扩展范围

    Figure  12.  The expanded Reynolds number and flight altitude after the capability improved

    表  1  风洞压力真空模式运行参数(Ma=6)

    Table  1.   Wind tunnel running parameters of vacuum mode(Ma=6)

    马赫数MaMa=6
    前室总压pt/MPa0.3000.061
    前室总温Tt/K412377
    喷管出口静压p/Pa18839
    模拟高度H/km4356
    单位雷诺数Re/m–13.3×1067.8×105
    真空球罐初始压力ps/Pa<50<50
    下载: 导出CSV

    表  2  Ma=6喷管压力真空模式流场性能

    Table  2.   Flow field performance results of Ma 6 nozzle

    Mapt/MPaTt/K$ \overline {Ma} $$|\Delta M{a_\infty }{|_{\max }} $σdMa/dxD0/mm
    60.2974225.940.0320.0140.0072900
    0.0613905.840.0450.018–0.0015840
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-22
  • 修回日期:  2021-12-16
  • 录用日期:  2021-12-22
  • 网络出版日期:  2022-03-02
  • 刊出日期:  2022-03-17

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    2021年8月13日