一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置
本发明公开了一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，属于航空航天飞行器动力技术领域。主要装置包括：二元超音速分离线喷管与流体喷注系统；配套设施有光路纹影系统和高精度压力监测系统。本发明借鉴航空发动机喷水/喷燃油加力系统的设计思想，将二元超音速分离线喷管与二次射流技术有机结合，其喷注装置布置于分离线处，利用加压设备将流体从呈直线排布的喷注孔喷出，有效地增强了喷管内的偏转斜激波角度与降低了密封难度，既解决了二次喷射推力偏转角小的问题，又弥补了超音速分离线摆动喷管响应速度慢、热防护困难的缺陷，同时更贴近真实工作环境，为二元超音速分离线喷管的工程应用提供理论支撑与技术帮助，具有实际工程应用价值。
发明专利
CN202410646393.7
2024-05-22
CN118391168A
2024-07-25
F02K9/96(2006.01)
哈尔滨工程大学
王革;李德坚;张伟杰;陈资政;柴拉根;关奔
150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学
黑龙江;23
1.一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，其特征在于：包括激波管平台，基于激波管平台搭建的实验装置主体包括二元超音速分离线喷管(5)、流体喷注系统、光路纹影系统和高精度压力监测系统(14)； 所述激波管平台包括驱动段(1)、被驱动段(2)、圆转方(3)及试验段(4)，通过法兰依次首尾连接； 所述二元超音速分离线喷管(5)通过螺丝上下对称固定在试验段(4)设置的观察窗(6)内，并在喷管收敛段入口位置与扩张段出口位置的观察窗(6)上设置引压孔(19)； 所述流体喷注系统包括加压装置和喷注装置；所述加压装置包括压气机(20)、喷射剂贮箱(16)和可调节压力阀门(21)，压气机(20)通过密封管路连接贮有承压喷射剂贮箱(16)，可调节压力阀门(21)调节喷射流量；所述喷注装置包括流体喷注喷头(18)和管路，流体喷注喷头(18)被固定在二维超音速分离线喷管(5)的分离线处； 所述光路纹影系统包括高速摄影机(7)、反射镜(8)、正胶合消色差透镜(9)、氙气光源(10)、遮光光阑(11)、纹影镜(12)和透明反转片(13)，按照纹影光路实验要求搭建在管试验段附近； 所述高精度压力监测系统(14)包括压力探测器；在所述激波管平台的驱动段(1)设置一个激波管压力监测口(15)并安装压力探测器；在所述激波管平台的被驱动段(2)上游和下游各设置一个激波管压力监测口(15)并安装压力探测器，之间间隔4m；在试验段(4)的上下壁面和观察窗(6)的引压孔(19)上布置压力探测器。 2.根据权利要1所述的一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，其特征在于：所述二元超音速分离线喷管(5)二分为分离线上游与下游部分，设计不同的分离线下游摆角构型，并通过螺丝对称固定在试验段(4)内。 3.根据权利要1所述的一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，其特征在于：所述流体喷注喷头(18)由3D打印件制成，形状贴合二元超音速分离线喷管(5)的分离线；流体喷注喷头(18)的侧壁与上壁开孔，孔道在喷头内部连通。 4.根据权利要3所述的一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，其特征在于：所述流体喷注喷头(18)的侧壁开孔的孔径为1mm；上壁开孔的孔径为0.5mm，孔道垂直向下，开孔排开二十个；使上壁孔道与侧壁的孔道连通，上壁的孔道深度贯通至侧壁孔道；流体喷注喷头(18)利用过盈配合固定于二元超音速分离线喷管(5)的分离线处。 5.根据权利要1或4所述的一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，其特征在于：所述加压装置通过密封管(17)连接流体喷注喷头(18)侧壁的开孔，工作时喷射剂通过侧壁开孔进入流体喷注喷头(18)，再通过上壁开孔喷入二元超音速分离线喷管(5)内部；所述承压喷射剂贮箱(16)内装有液体或者气体。 6.根据权利要1所述的一种带喷注的二元超音速分离线喷管实验装置，其特征在于：所述在二元超音速分离线喷管(5)收敛段入口与扩张段出口位置的引压孔(19)上分别布置五个压力探测器；在试验段(4)的上壁和下壁上，并靠近二元超音速分离线喷管(5)扩张段出口的位置，分别设置三个压力探测器。