CN115031919A - 一种连续式风洞二喉道 - Google Patents

Abstract

一种连续式风洞二喉道，属于航空气动力试验技术领域。其包括由前壁板、前调节片、后调节片、随动板、后壁板和调节机构构成的调节组，还有由立柱和上下壁板构成的支撑框架，立柱两端均与上下壁板固连，支撑框架上下两侧分别对称布置有调节组；前壁板和后壁板分别安在上下壁板的前后两侧，前调节片两端与前壁板和后调节片铰接，后调节片与随动板铰接，随动板与后壁板固连，调节机构两端与前调节片和上下壁板连接。目的是为了解决现有的二喉道结构形式调节二喉道面积的方式单一、或马赫数范围较窄、或只有部分机构能够实时调节二喉道面积的问题，本发明可实时调节二喉道壁面形状，中心体实时且快速开合，调节二喉道截面积，达到精确控制流场的目的。

Description

一种连续式风洞二喉道

技术领域

本发明涉及一种风洞二喉道，属于航空气动力试验技术领域。

背景技术

风洞在气动力研究和飞行器气动设计中一直起着非常重要的作用。二喉道位于试验段下游，能够减小气流能量损失，降低风洞运行压比，稳定气流等多种作用。现有二喉道形式有：

固定壁式，几何尺寸和形状固定不变，二喉道面积不可调；

可调式，在风洞运行前预先调节二喉道形状，而在风洞启动后可以调小二喉道截面积。可调式有侧壁调节片式，在风洞运行前预制调节片几何形状，而风洞启动后调小二喉道面积，通常是预制二喉道形状；

栅指式，在风洞运行中，能够通过实时控制二喉道部位栅指的伸缩量来调节二喉道的截面积；在亚音速时使用，超声速时需借助其他流场控制措施使用；

马赫数微调机构形式，其核心部件中心体由四片调节片组成一个四边形，风洞运行中通过控制四边形开合角度来实时调节二喉道部位截面积，马赫数微调机构形式通常都是与固壁式联合使用。

综上可知，上述二喉道结构形式调节二喉道面积的方式单一、或马赫数范围较窄、或只有部分机构能够实时调节二喉道面积。因此，亟需提出一种新型的连续式风洞二喉道，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发目的是为了解决现有的二喉道结构形式调节二喉道面积的方式单一、或马赫数范围较窄、或只有部分机构能够实时调节二喉道面积的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种连续式风洞二喉道，包括前壁板、前调节片、后调节片、随动板、后壁板、调节机构和支撑框架，上下壁板和立柱组合形成支撑框架，所述立柱的数量为多个，且每个立柱的上下两侧均与上下壁板固定连接，所述前壁板、前调节片、后调节片、随动板、后壁板和调节机构构成调节组，支撑框架的上下两侧分别对称布置有调节组；

所述前壁板和后壁板分别固定安装在上下壁板的前后两侧，前调节片的前侧与前壁板铰接，前调节片的后侧与后调节片的前侧铰接，后调节片的后侧与随动板的前侧铰接，随动板的后侧与后壁板固定连接，调节机构一端与前调节片的后侧铰接，调节机构另一端固定安装在上下壁板上。

优选的：所述支撑框架的外侧前后分别固定套装有前密封罩和后密封罩，且支撑框架与前密封罩和后密封罩之间通过胶条密封。

优选的：所述调节机构包括升降机、驱动电机和减速器，驱动电机与减速器固联，升降机和减速器均固定在调节机构框架上，调节机构框架两端通过旋转轴与支座建立转动连接，支座固定安装在上下壁板上，且驱动电机输出端通过减速器与升降机固定连接，升降机的输出端与前调节片的后侧铰接。

优选的：所述前调节片上方设置有加强筋。

优选的：所述后调节片上方设置有加强筋。

优选的：所述前调节片和后调节片的长度比为0.4～0.5。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的一种连续式风洞二喉道，可实时调节二喉道面积，马赫数范围较宽，亚跨超声速均可使用；

2.本发明的一种连续式风洞二喉道，调节片预制或实时调节二喉道壁面形状，中心体实时且快速开合，调节二喉道截面积，达到精确控制流场的目的；

3.本发明的一种连续式风洞二喉道，在风洞启动后缩小二喉道面积，可以减小气流损失，降低风洞运行压比，节省风洞运行时的能量消耗，延长风洞持续运行时间；

4.本发明的一种连续式风洞二喉道，在低马赫数条件下能耗降低提高幅度有限，在高马赫数条件下，能耗大幅降低、约为固壁式的一半左右，同时取消侧壁与上下壁板之间的充气密封圈，简化设计、便于维护；侧壁调节片调节时无需充放气，就可以实时调节，实用性更强。

附图说明

图1是一种连续式风洞二喉道的结构示意图；

图2是一种连续式风洞二喉道的调节状态示意图；

图3是一种连续式风洞二喉道前密封罩和后密封罩的装配图；

图4是一种连续式风洞二喉道前密封罩和后密封罩的分体图；

图5是图2的A-A剖面图；

图6是图5的Ⅰ处放大图；

图7是图5的Ⅱ处放大图；

图8本发明支撑框架的结构示意图；

图9本发明支撑框架的立体图；

图10本发明调节机构的安装示意图。

图中1-前壁板，2-前调节片，3-后调节片，4-随动板，5-后壁板，6-调节机构，7-上下壁板，8-立柱，9-升降机，10-驱动电机，11-减速器，12-马赫数微调机构，13-前尾延板，14-中心体，15-后尾延板，16-前密封罩，17-后密封罩，18-胶条，19-调节机构框架，20-旋转轴，21-支座，22-密封槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

具体实施方式一：结合图1-图10说明本实施方式，本实施方式的一种连续式风洞二喉道，包括前壁板1、前调节片2、后调节片3、随动板4、后壁板5、调节机构6和支撑框架，上下壁板7和立柱8组合形成支撑框架，所述立柱8的数量为多个，且每个立柱8的上下两侧均与上下壁板7固定连接，所述前壁板1、前调节片2、后调节片3、随动板4、后壁板5和调节机构6构成调节组，支撑框架的上下两侧分别对称布置有调节组；所述前壁板1和后壁板5分别固定安装在上下壁板7的前后两侧，前调节片2的前侧与前壁板1铰接，前调节片2的后侧与后调节片3的前侧铰接，后调节片3的后侧与随动板4的前侧铰接，随动板4的后侧与后壁板5固定连接，调节机构6一端与前调节片2的后侧铰接，调节机构6另一端固定安装在上下壁板7上，前调节片2和后调节片3为两片板式的侧壁调节片，所述调节机构6包括升降机9、驱动电机10和减速器11，驱动电机10与减速器11固联，升降机9和减速器11均固定在调节机构框架19上，调节机构框架19两端通过旋转轴20与支座21建立转动连接，支座21固定安装在上下壁板7上，且驱动电机10输出端通过减速器11与升降机9固定连接，升降机9的输出端与前调节片2的后侧铰接，驱动电机10通过减速器11驱动升降机9工作，升降机9升降的同时带动相互铰接的前调节片2和后调节片3，实现二者夹角角度的调节，进而调节二喉道截面宽度，改变流道面积，从而实现调节控制流场目的。前调节片2和后调节片3的相对位置可在风洞吹风前预制，也可在吹风时调节。

所述上下壁板7和立柱8组合成的支撑框架外侧前后分别固定套装有前密封罩16和后密封罩17，且上下壁板7与前密封罩16、后密封罩17之间通过胶条18密封，上下壁板7与前密封罩16之间设置的胶条18，如图7所示。在该支撑框架外侧设计密封槽22，密封槽22内嵌入有密封胶条，前密封罩16、后密封罩17与支撑框架固联后即可压紧密封胶条。因前调节片2、后调节片3和随动板4在调节机构6的带动下，需要有3mm运动间隙，若采用充气密封圈密封，维修不便，因此将前密封罩16、后密封罩17与上下壁板7固联，且有密封胶条进行密封，来保证前调节片2、后调节片3与上下壁板7之间的密封。

所述前调节片2和后调节片3上方均设置有加强筋，其目的是防止前调节片2和后调节片3在气流的作用下，发生形变，使二喉道侧壁形状无法控制。

所述前调节片2和后调节片3的长度比为0.4～0.5。

还包括马赫数微调机构12，所述马赫数微调机构12设置在支撑框架的水平中心轴线位置上。所述马赫数微调机构12包括前尾延板13、中心体14和后尾延板15，中心体14的前后两侧分别铰接有前尾延板13和后尾延板15。采用电动缸驱动中心体14，实现中心体14快速开合，调节二喉道截面宽度，改变流道面积，精确调节控制流场，与二喉道调节片配合使用。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，例如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种连续式风洞二喉道，其特征在于：包括前壁板(1)、前调节片(2)、后调节片(3)、随动板(4)、后壁板(5)、调节机构（6）和支撑框架，上下壁板（7）和立柱（8）组合形成支撑框架，所述立柱（8）的数量为多个，且每个立柱（8）的上下两侧均与上下壁板（7）固定连接，所述前壁板(1)、前调节片(2)、后调节片(3)、随动板(4)、后壁板(5)和调节机构（6）构成调节组，支撑框架的上下两侧分别对称布置有调节组；

所述前壁板(1)和后壁板(5)分别固定安装在上下壁板（7）的前后两侧，前调节片(2)的前侧与前壁板(1)铰接，前调节片(2)的后侧与后调节片(3)的前侧铰接，后调节片(3)的后侧与随动板(4)的前侧铰接，随动板(4)的后侧与后壁板(5)固定连接，调节机构（6）一端与前调节片(2)的后侧铰接，调节机构（6）另一端固定安装在上下壁板（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种连续式风洞二喉道，其特征在于：所述支撑框架的外侧前后分别固定套装有前密封罩（16）和后密封罩（17），且支撑框架与前密封罩（16）和后密封罩（17）之间通过胶条（18）密封。

3.根据权利要求1所述的一种连续式风洞二喉道，其特征在于：所述调节机构（6）包括升降机（9）、驱动电机（10）和减速器（11），驱动电机（10）与减速器（11）固联，升降机（9）和减速器（11）均固定在调节机构框架（19）上，调节机构框架（19）两端通过旋转轴（20）与支座（21）建立转动连接，支座（21）固定安装在上下壁板（7）上，且驱动电机（10）输出端通过减速器（11）与升降机（9）固定连接，升降机（9）的输出端与前调节片(2)的后侧铰接。

4.根据权利要求1所述的一种连续式风洞二喉道，其特征在于：所述前调节片(2)上方设置有加强筋。

5.根据权利要求4所述的一种连续式风洞二喉道，其特征在于：所述后调节片(3)上方设置有加强筋。

6.根据权利要求5所述的一种连续式风洞二喉道，其特征在于：所述前调节片(2)和后调节片(3)的长度比为0.4～0.5。

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