一種射流噴管的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種射流噴管，主要用于測量航天航空領域中發動機分離轉級試驗中進入發動機的空氣氣流參數。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行修正得到最終結果。通過本實用新型不僅能過測量出航天航空領域中發動機分離轉級試驗中進入發動機的空氣氣流參數，而且有效確保了進入發動機的空氣流場均勻性。
【專利說明】一種射流噴管
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于航空航天領域，具體涉及一種射流噴管。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著航空航天技術的發展，尤其是一些高馬赫數、高性能吸氣式發動機的研制，需要一些輔助設備來開展發動機的分離轉級試驗研究，欲使空氣在進入被測試發動機時具有一定馬赫數和均勻的流場是一項關鍵的技術問題，特別是要求發動機入口為高性能氣流時上述問題顯得更為重要。
[0003]目前，在該類型試驗過程中，首先在試驗臺穩壓室利用空氣加熱器對大流量空氣進行加熱，利用摻混器對加熱后的空氣進行冷卻，再通過整流器對摻混好的空氣進行整合，最后測量出模擬發動機試驗需求的氣流流量、總溫和總壓等參數。除此之外，模擬發動機實驗還需要測量出進入發動機空氣氣流速度(馬赫數)、靜溫和靜壓等氣流參數，同時需要確保進入發動機的空氣氣流均勻性。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供了一種射流噴管，用于測量航天航空領域中發動機分離轉級試驗中進入發動機的空氣氣流參數，同時還可以確保進入發動機的空氣流場均勻性。
[0005]本實用新型的具體技術方案是:
[0006]本實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]所述擴散段管道包括擴散段空氣入口、擴散段中部管體、擴散段連接法蘭以及擴散段空氣出口；
[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散段管道上均設置有氣流測量耙。
[0012]上述擴散段連接法蘭設置在擴散段中部管體上或者設置在擴散段空氣出口處。
[0013]上述收斂段管道和擴散段管道上均設置有吊耳。
[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算獲得。
[0015]上述擴散段管道的線型是首先采用初值線方程確定擴散段管道的初值線，然后采用無粘流特征線方法獲得擴散段管道的線型初步結果，最后對擴散段管道附面層位移厚度進行修正，從而得到最終的擴散段管道線型。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]1、本實用新型結構采用分段加工，分別組焊成形的設計方法，可以較好保證內型面，結構相對簡單、并且有效的保證了噴管的氣密性。[0018]2、本實用新型在入口段管道和擴散段管道上均設置有氣流測量耙，使得噴管氣流參數測量相對容易，并最大程度保證了噴管出口流場的均勻性。
[0019]3、本實用新型在收斂段管道和擴散段管道上均設置有吊耳，便于整個噴管的安裝和拆卸。
[0020]4、本實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算獲得噴管的線型特征，確保了噴管線型的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0022]圖2為入口段管道的結構示意圖。
[0023]圖3為收斂段管道的結構示意圖。
[0024]圖4為擴散段管道的結構示意圖。
[0025]圖5為擴散段管道線型計算示意圖。
[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-擴散段管道、31-擴散段空氣入口、32-擴散段中部管體、33-擴散段連接法蘭、34-擴散段空氣出口、4-吊耳、5-氣流測量耙。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型提供一種射流噴管，并將該射流噴管安裝在試驗臺穩壓室和發動機空氣入口之間用于測量航天航空領域中發動機分離轉級試驗中進入發動機的空氣氣流參數，以及確保進入發動機的空氣流場均勻性。
[0028]參見圖1、圖2、圖3、圖4，該射流噴管按照空氣氣流行進的方向依次連接的入口段管道1、收斂段管道2、擴散段管道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]擴散段管道3包括擴散段空氣入口 31、擴散段中部管體32、擴散段連接法蘭33以及擴散段空氣出口 34 ；
[0032]優選的，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與擴散段空氣入口 31采用焊接的方式連接。
[0033]一般設計的射流噴管結構尺寸較大(噴管入口直徑Φ 1000mm、出口直徑Φ900_、長度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和擴散段管道3處分別設置有便于射流噴管安裝和拆卸的吊耳4。
[0034]為了得到進入發動機空氣氣流速度(馬赫數)、靜溫、靜壓等參數，需要分別對試驗臺穩壓室進入射流噴管的空氣氣流的氣流流量、總溫和總壓以及進過射流噴管進入發動機的空氣氣流的氣流流量、總溫和總壓分別進行測量，同時為了確保測量的準確性和氣流的均勻性，因此在射流噴管的入口段管道I以及擴散段管道3分別設置氣流測量耙5 (通常作法是在入口段和擴散段上分別設置專項螺紋孔，用于連接氣流測量耙)。[0035]特別之處在于，由于試驗臺穩壓室輸送到發動機的空氣氣流需要滿足一定條件，因此射流噴管設計過程中需要滿足一定的線型特征，包括收斂段管道以及擴散段管道，以下對兩種管道的具體計算方法進行詳述:
[0036]其中，收斂段管道采用修正的維托辛斯基公式計算獲得，具體計算方法是:
【權利要求】
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 ； 所述擴散段管道包括擴散段空氣入口、擴散段中部管體、擴散段連接法蘭以及擴散段空氣出口 ； 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散段空氣入口采用焊接的方式連接。
2.根據權利要求1所述的射流噴管，其特征在于:所述入口段管道和擴散段管道上均設置有氣流測量耙。
3.根據權利要求1或2所述的射流噴管，其特征在于:所述擴散段連接法蘭設置在擴散段中部管體上或者設置在擴散段空氣出口處。
4.根據權利要求3所述的射流噴管，其特征在于:所述收斂段管道和擴散段管道上均設置有吊耳。
5.根據權利要求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算獲得。
【文檔編號】G01M15/02GK203616135SQ201320591243
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】李 榮, 李小平, 呂發正, 肖虹, 殷帥帥, 高強, 房喜榮, 唐敏, 熊劍 申請人:中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所
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