一種射流噴管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種射流噴管,主要用于測(cè)量航天航空領(lǐng)域中發(fā)動(dòng)機(jī)分離轉(zhuǎn)級(jí)試驗(yàn)中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流參數(shù)。該射流噴管包括依次連接的入口段管道、收斂段管道以及擴(kuò)散段管道;三段管道通過焊接的方式連接,并且該射流噴管中的收斂段管道線型是通過修正的維托辛斯基公式獲得,擴(kuò)散段管道線型首先通過初值線方程、無粘流特征線方法初步確定,然后采用附面層位移厚度進(jìn)行修正得到最終結(jié)果。通過本實(shí)用新型不僅能過測(cè)量出航天航空領(lǐng)域中發(fā)動(dòng)機(jī)分離轉(zhuǎn)級(jí)試驗(yàn)中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流參數(shù),而且有效確保了進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流場(chǎng)均勻性。
【專利說明】一種射流噴管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于航空航天領(lǐng)域,具體涉及一種射流噴管。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,尤其是一些高馬赫數(shù)、高性能吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的研制,需要一些輔助設(shè)備來開展發(fā)動(dòng)機(jī)的分離轉(zhuǎn)級(jí)試驗(yàn)研究,欲使空氣在進(jìn)入被測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)具有一定馬赫數(shù)和均勻的流場(chǎng)是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)問題,特別是要求發(fā)動(dòng)機(jī)入口為高性能氣流時(shí)上述問題顯得更為重要。
[0003]目前,在該類型試驗(yàn)過程中,首先在試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)壓室利用空氣加熱器對(duì)大流量空氣進(jìn)行加熱,利用摻混器對(duì)加熱后的空氣進(jìn)行冷卻,再通過整流器對(duì)摻混好的空氣進(jìn)行整合,最后測(cè)量出模擬發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)需求的氣流流量、總溫和總壓等參數(shù)。除此之外,模擬發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量出進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣氣流速度(馬赫數(shù))、靜溫和靜壓等氣流參數(shù),同時(shí)需要確保進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流均勻性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供了一種射流噴管,用于測(cè)量航天航空領(lǐng)域中發(fā)動(dòng)機(jī)分離轉(zhuǎn)級(jí)試驗(yàn)中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流參數(shù),同時(shí)還可以確保進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流場(chǎng)均勻性。
[0005]本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是:
[0006]本實(shí)用新型提供了一種射流噴管,包括依次連接的入口段管道、收斂段管道以及擴(kuò)散段管道;
[0007]所述入口段管道包括入口法蘭、平直段管體以及入口段空氣出口 ;
[0008]所述收斂段管道包括收斂段空氣入口、收斂段中部管體以及收斂段空氣出口 ;
[0009]所述擴(kuò)散段管道包括擴(kuò)散段空氣入口、擴(kuò)散段中部管體、擴(kuò)散段連接法蘭以及擴(kuò)散段空氣出口;
[0010]所述入口段空氣出口與收斂段空氣入口采用焊接的方式連接;所述收斂段空氣出口與擴(kuò)散段空氣入口采用焊接的方式連接。
[0011]上述入口段管道和擴(kuò)散段管道上均設(shè)置有氣流測(cè)量耙。
[0012]上述擴(kuò)散段連接法蘭設(shè)置在擴(kuò)散段中部管體上或者設(shè)置在擴(kuò)散段空氣出口處。
[0013]上述收斂段管道和擴(kuò)散段管道上均設(shè)置有吊耳。
[0014]上述收斂段管道的收斂型的線型是采用修正的維托辛斯基公式計(jì)算獲得。
[0015]上述擴(kuò)散段管道的線型是首先采用初值線方程確定擴(kuò)散段管道的初值線,然后采用無粘流特征線方法獲得擴(kuò)散段管道的線型初步結(jié)果,最后對(duì)擴(kuò)散段管道附面層位移厚度進(jìn)行修正,從而得到最終的擴(kuò)散段管道線型。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)采用分段加工,分別組焊成形的設(shè)計(jì)方法,可以較好保證內(nèi)型面,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、并且有效的保證了噴管的氣密性。[0018]2、本實(shí)用新型在入口段管道和擴(kuò)散段管道上均設(shè)置有氣流測(cè)量耙,使得噴管氣流參數(shù)測(cè)量相對(duì)容易,并最大程度保證了噴管出口流場(chǎng)的均勻性。
[0019]3、本實(shí)用新型在收斂段管道和擴(kuò)散段管道上均設(shè)置有吊耳,便于整個(gè)噴管的安裝和拆卸。
[0020]4、本實(shí)用新型采用修正的維托辛斯基公式和無粘流特征線方法計(jì)算獲得噴管的線型特征,確保了噴管線型的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為入口段管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為收斂段管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為擴(kuò)散段管道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為擴(kuò)散段管道線型計(jì)算示意圖。
[0026]其中:1-入口段管道、11-入口段法蘭、12-平直段管體、13-入口段空氣出口、2-收斂段管道、21-收斂段空氣入口、22-收斂段中部管體、23-收斂段空氣出口、3-擴(kuò)散段管道、31-擴(kuò)散段空氣入口、32-擴(kuò)散段中部管體、33-擴(kuò)散段連接法蘭、34-擴(kuò)散段空氣出口、4-吊耳、5-氣流測(cè)量耙。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型提供一種射流噴管,并將該射流噴管安裝在試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)壓室和發(fā)動(dòng)機(jī)空氣入口之間用于測(cè)量航天航空領(lǐng)域中發(fā)動(dòng)機(jī)分離轉(zhuǎn)級(jí)試驗(yàn)中進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流參數(shù),以及確保進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流場(chǎng)均勻性。
[0028]參見圖1、圖2、圖3、圖4,該射流噴管按照空氣氣流行進(jìn)的方向依次連接的入口段管道1、收斂段管道2、擴(kuò)散段管道3 ;
[0029]其中,入口段管道I包括入口法蘭11、平直段管體12以及入口段空氣出口 13 ;
[0030]收斂段管道2包括收斂段空氣入口 21、收斂段中部管體22以及收斂段空氣出口23 ;
[0031]擴(kuò)散段管道3包括擴(kuò)散段空氣入口 31、擴(kuò)散段中部管體32、擴(kuò)散段連接法蘭33以及擴(kuò)散段空氣出口 34 ;
[0032]優(yōu)選的,入口段空氣出口 13與收斂段空氣入口 21采用焊接的方式連接;收斂段空氣出口 23與擴(kuò)散段空氣入口 31采用焊接的方式連接。
[0033]一般設(shè)計(jì)的射流噴管結(jié)構(gòu)尺寸較大(噴管入口直徑Φ 1000mm、出口直徑Φ900_、長(zhǎng)度4000mm),在安裝和拆卸的過程中需要利用大型的吊車或天車,因此該射流噴管在收斂段管道2和擴(kuò)散段管道3處分別設(shè)置有便于射流噴管安裝和拆卸的吊耳4。
[0034]為了得到進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空氣氣流速度(馬赫數(shù))、靜溫、靜壓等參數(shù),需要分別對(duì)試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)壓室進(jìn)入射流噴管的空氣氣流的氣流流量、總溫和總壓以及進(jìn)過射流噴管進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流的氣流流量、總溫和總壓分別進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和氣流的均勻性,因此在射流噴管的入口段管道I以及擴(kuò)散段管道3分別設(shè)置氣流測(cè)量耙5 (通常作法是在入口段和擴(kuò)散段上分別設(shè)置專項(xiàng)螺紋孔,用于連接氣流測(cè)量耙)。[0035]特別之處在于,由于試驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)壓室輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣氣流需要滿足一定條件,因此射流噴管設(shè)計(jì)過程中需要滿足一定的線型特征,包括收斂段管道以及擴(kuò)散段管道,以下對(duì)兩種管道的具體計(jì)算方法進(jìn)行詳述:
[0036]其中,收斂段管道采用修正的維托辛斯基公式計(jì)算獲得,具體計(jì)算方法是:
【權(quán)利要求】
1.一種射流噴管,其特征在于:包括依次連接的入口段管道、收斂段管道以及擴(kuò)散段管道; 所述入口段管道包括入口法蘭、平直段管體以及入口段空氣出口 ; 所述收斂段管道包括收斂段空氣入口、收斂段中部管體以及收斂段空氣出口 ; 所述擴(kuò)散段管道包括擴(kuò)散段空氣入口、擴(kuò)散段中部管體、擴(kuò)散段連接法蘭以及擴(kuò)散段空氣出口 ; 所述入口段空氣出口與收斂段空氣入口采用焊接的方式連接;所述收斂段空氣出口與擴(kuò)散段空氣入口采用焊接的方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流噴管,其特征在于:所述入口段管道和擴(kuò)散段管道上均設(shè)置有氣流測(cè)量耙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射流噴管,其特征在于:所述擴(kuò)散段連接法蘭設(shè)置在擴(kuò)散段中部管體上或者設(shè)置在擴(kuò)散段空氣出口處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射流噴管,其特征在于:所述收斂段管道和擴(kuò)散段管道上均設(shè)置有吊耳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射流噴管,其特征在于:所述收斂段管道的收斂型的線型是采用修正的維托辛斯基公式計(jì)算獲得。
【文檔編號(hào)】G01M15/02GK203616135SQ201320591243
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李 榮, 李小平, 呂發(fā)正, 肖虹, 殷帥帥, 高強(qiáng), 房喜榮, 唐敏, 熊劍 申請(qǐng)人:中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所