一种基于超超引射的高空模拟系统及其安装方法
本发明公开了一种基于超超引射的高空模拟系统及其安装方法，所述高空模拟系统包括：模拟舱，适于模拟发动机在高空飞行时的工作环境；发动机，设置在模拟舱内，适于在点火后产生第一超音速气流；扩压器，与模拟舱的出口相连通；引射器，固定于扩压器的外围，适于引入引射工质并转化为第二超音速气流喷出，使第二超音速气流与第一超音速气流混合；所述引射器的悬浮段内侧壁与扩压器的外侧壁之间设置有固定结构。本发明通过固定结构将引射器的悬浮段进行固定，保证了引射器的稳固性，增强了引射器的强度可靠性，在进行发动机高空模拟试验时，固定结构有效地降低了引射器的振动幅度，避免了引射器的喷嘴发生变形的可能性，延长了装置的使用寿命。
发明专利
CN202311648054.4
2023-12-04
CN117646689A
2024-03-05
F02K9/96(2006.01)
北京航天试验技术研究所
孔凡超;张家仙;朱子勇;夏伟;王成刚;李广武;王占林;赵晋平;魏仁敏
100074 北京市丰台区云岗田城中里1号
北京三聚阳光知识产权代理有限公司
周玉涛
北京;11
1.一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，包括： 模拟舱(12)，适于模拟发动机(13)在高空飞行时的工作环境； 发动机(13)，设置在模拟舱(12)内，适于在点火后产生第一超音速气流； 扩压器(14)，与模拟舱(12)的出口相连通，适于将第一超音速气流减速增压； 引射器，固定于扩压器(14)的外围，适于引入引射工质并转化为第二超音速气流喷出，使第二超音速气流与第一超音速气流混合；所述引射器的悬浮段内侧壁与扩压器(14)的外侧壁之间设置有固定结构。 2.根据权利要求1所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，所述引射器包括： 喷嘴外筒(10)，与扩压器(14)的外侧壁连接； 喷嘴内筒(11)，设置在喷嘴外筒(10)内侧，所述喷嘴内筒(11)的上游与喷嘴外筒(10)的端部连接，所述喷嘴内筒(11)的下游为悬浮段，所述喷嘴内筒(11)的外侧壁与喷嘴外筒(10)的内侧壁之间具有间距并构成第二超音速气流流道；所述第二超音速气流流道沿引射工质流向分设为喷嘴收缩段、环形喷嘴喉道(3)和喷嘴扩张段(4)； 引射工质集气环(2)，设置在喷嘴外筒(10)外围，所述引射工质集气环(2)上具有至少一个与第二超音速气流流道连通的引射工质入口(7)； 引射器筒体(20)，与喷嘴外筒(10)连接，并与扩压器(14)和第二超音速气流流道连通。 3.根据权利要求2所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，所述固定结构为卡扣结构；所述卡扣结构包括： 至少一个卡扣(6)，设置在喷嘴内筒(11)的内侧壁上； 至少一个卡槽(25)，设置在扩压器(14)的外侧壁上并与卡扣(6)卡装连接。 4.根据权利要求3所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，所述卡扣(6)为工字形卡扣，所述卡槽(25)为C形卡槽，所述工字形卡扣卡装在C形卡槽内； 和/或所述卡扣(6)插入卡槽(25)的方向与扩压器(14)的中轴线方向平行； 和/或所述卡扣(6)设置在临近喷嘴内筒(11)出口的内侧壁上，所述卡槽(25)设置在临近扩压器(14)出口的外侧壁上。 5.根据权利要求2所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，所述喷嘴外筒(10)和喷嘴内筒(11)之间设置至少一个限位板(9)，所述限位板(9)适于保证环形喷嘴喉道(3)宽度的精度。 6.根据权利要求5所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，所述限位板(9)设置在喷嘴收缩段。 7.根据权利要求2所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，所述喷嘴内筒(11)的出口边缘短于扩压器(14)的出口边缘，以使喷嘴内筒(11)被扩压器(14)的侧壁遮挡。 8.根据权利要求2－7中任一项所述的一种基于超超引射的高空模拟系统，其特征在于，还包括以下内容的至少一项： 所述喷嘴内筒(11)出口处的侧壁与扩压器(14)出口处的侧壁之间具有缝隙，所述喷嘴内筒(11)与扩压器(14)之间填充有胶泥层； 所述扩压器(14)的侧壁分设为扩压器外壁(15)和扩压器内壁(16)，扩压器外壁(15)和扩压器内壁(16)之间构成通入有冷却介质的冷却介质夹层；所述冷却介质夹层连接有能够将冷却介质夹层内冷却介质抽出的抽吸结构； 所述引射工质集气环(2)的内部设置有适于将从引射工质入口(7)进入的引射工质进行分流的分流板(8)。 9.一种基于超超引射的高空模拟系统的安装方法，其特征在于，所述方法为权利要求1－8中任一项所述的基于超超引射的高空模拟系统的安装方法，包括以下步骤： 进行发动机(13)、扩压器(14)的安装：将发动机(13)设置在模拟舱(12)内，将扩压器(14)与模拟舱(12)出口连通； 进行引射器的安装：将引射器固定于扩压器(14)的外围，并将引射器的悬浮段内侧壁与扩压器(14)的外侧壁通过固定结构连接。 10.根据权利要求9所述的一种基于超超引射的高空模拟系统的安装方法，其特征在于，在进行引射器的安装前，还进行喷嘴喉道精度保证工艺，具体包括以下步骤： 制作喷嘴外筒(10)； 制作喷嘴内筒(11)； 精测喷嘴外筒(10)内壁在环形喷嘴喉道(3)投影位置的曲线，精测喷嘴内筒(11)的环形喷嘴喉道(3)的曲线； 对喷嘴外筒(10)和喷嘴内筒(11)的最优匹配角度进行仿真分析，确定出喷嘴外筒(10)和喷嘴内筒(11)的最优匹配角度； 基于喷嘴外筒(10)和喷嘴内筒(11)的最优匹配角度，对喷嘴外筒(10)和喷嘴内筒(11)进行固定。 11.根据权利要求10所述的一种基于超超引射的高空模拟系统的安装方法，其特征在于，所述喷嘴喉道精度保证工艺还包括以下步骤： 测量环形喷嘴喉道环缝的宽度偏差，判断环形喷嘴喉道是否需要进行修正；当环形喷嘴喉道需要进行修正时，基于预设的环形喷嘴喉道环缝精度要求对环形喷嘴喉道进行修正。 12.根据权利要求9－11中任一项所述的一种基于超超引射的高空模拟系统的安装方法，其特征在于，在进行引射器的安装后，在喷嘴内筒(11)出口处的侧壁与扩压器(14)出口处的侧壁之间填充胶泥层。