一种超音速风洞消音装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种超音速风洞消音装置，属于流体力学【技术领域】。该装置包括气流扩张段、消音迷宫、蜂窝隔板、导流锥以及防雨罩；气流扩张段为空心圆台；消音迷宫为空心圆柱；气流扩张段与消音迷宫相匹配并焊接在一起；蜂窝隔板为半圆形板；消音迷宫的内表面上固定有蜂窝隔板；导流锥为一倒圆锥。本实用新型采用迷宫与蜂窝隔板结合的方式来减小超音速风洞的排气噪声。气流扩张段下游设计成圆筒状迷宫，迷宫内的隔板采用蜂窝状，迷宫出口采用整流锥进行整流；实现了风洞消音塔安装方便，排气压力损失小以及减小噪声效果明显等优点。
【专利说明】—种超音速风洞消音装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超音速风洞消音装置，属于流体力学【技术领域】。
【背景技术】
[0002]风洞是从事飞行器研制和空气动力学研究的最基本的实验设备。迄今为止绝大部分空气动力学实验都是在风洞中完成的。风洞的发展是同航空航天技术紧密相关的。超音速风洞是指马赫数模拟的范围在1.4-5.0之间的风洞，超音速风洞从运行方式分类又可以分为昝冲式超音速风洞和连续式超音速风洞。对于昝冲式超音速风洞来说，风洞气流要直接排入大气中，排气噪声是昝冲式超音速风洞要解决的一个关键问题。设计昝冲式超音速风洞时，都要设计消音装置。常规的消音装置是在风洞排气端加装消音材料。把消音材料迎风方向安装在消音塔内。另外一种大型风洞消音方式是在消音塔内设计若干整流板或者蜂窝板，通过整流减小气流分离以及降低排气速度的方式来减小噪声。以上两种风洞消音方式分别具有安装复杂以及压力损失比较严重等缺点，对于小型的教学用超音速风洞来说，要求风洞的设计安装尽量简单，容易实现，对减小噪声的需求更加强烈，受气源的限制要求排气压力损失尽量小。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提出一种超音速风洞消音装置，该装置解决了传统方法安装复杂以及压力损失大的问题。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]本实用新型的一种超音速风洞消音装置，该装置包括气流扩张段(I)、消音迷宫
(2)、蜂窝隔板(3)、导流锥(4)以及防雨罩(5)；
[0006]气流扩张段(I)为空心圆台，材料为钢，其上表面直径大于下表面直径；气流扩张段(I)的扩张角小于等于15° ;
[0007]消音迷宫(2)为空心圆柱，材料为钢，消音迷宫(2)的下表面内径与气流扩张段
(I)的上表面内径一致，消音迷宫(2)的下表面外径与气流扩张段(I)的上表面外径一致；
[0008]气流扩张段(I)与消音迷宫(2)相匹配并焊接在一起；
[0009]蜂窝隔板(3)为半圆形板，其上有若干蜂窝孔用于降低气流分离噪声，其材料为钢；蜂窝孔为圆形蜂窝孔或正六边形蜂窝孔；
[0010]消音迷宫(2)的内表面上固定有若干个蜂窝隔板(3)，固定方式可以为焊接或螺钉连接；
[0011]导流锥(4)为一倒锥体，导流锥(4)通过支撑柱(6)与消音迷宫(2)固定连接；导流锥(4)的材料为钢；
[0012]导流锥(4)为倒圆锥，其锥角为30° -60° ；
[0013]导流锥(4)的锥体截面曲线为二次曲线；
[0014]防雨罩(5)为空心圆锥，其材料为钢，其作用是为了防止雨水以及灰尘等杂物进入到消音迷宫(2)中；
[0015]防雨罩(5)的下表面外径与导流锥(4)的上表面外径一致，防雨罩(5)与导流锥
(4)相匹配并焊接在一起。
[0016]气流通过气流扩张段(I)进入消音迷宫(2)内，在消音迷宫(2)中气流速度降低、气流脉动噪声得以衰减，在蜂窝隔板(3)的作用下，再次降低了气流由于流动分离产生的噪声，最后气流经过导流锥(4)排入大气中。
[0017]有益效果
[0018]本实用新型采用迷宫与蜂窝隔板结合的方式来减小超音速风洞的排气噪声。气流扩张段下游设计成圆筒状迷宫，迷宫内的隔板采用蜂窝状，迷宫出口采用导流锥进行整流；实现了风洞消音塔安装方便，排气压力损失小以及减小噪声效果明显等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
[0021]实施例
[0022]如图1所示，一种超音速风洞消音装置，该装置包括气流扩张段(I)、消音迷宫
(2)、4个蜂窝隔板(3)、导流锥(4)、防雨罩(5)和支撑柱(6)；
[0023]气流扩张段(I)为空心圆台，材料为钢，其上表面直径大于下表面直径；
[0024]消音迷宫(2)为空心圆柱，材料为钢，消音迷宫(2)的下表面内径与气流扩张段
(1)的上表面内径一致，消音迷宫(2)的下表面外径与气流扩张段(I)的上表面外径一致；
[0025]气流扩张段(I)与消音迷宫(2)相匹配并焊接在一起；
[0026]蜂窝隔板(3)为半圆形板，其上有若干蜂窝孔用于降低气流分离噪声，其材料为钢；
[0027]消音迷宫(2)的内表面上等间距均匀交叉焊接有4个蜂窝隔板(3)；
[0028]导流锥(4)为一倒圆锥，导流锥(4)通过四个均匀分布的支撑柱(6)与消音迷宫
(2)固定连接；导流锥(4)的材料为钢；
[0029]防雨罩(5)为空心圆锥，其材料为钢，其作用是为了防止雨水灰尘等杂物进入到消音迷宫(2)中；
[0030]防雨罩(5)的下表面外径与导流锥(4)的上表面外径一致，防雨罩(5)与导流锥
(4)相匹配并焊接在一起。
[0031]气流通过气流扩张段(I)进入消音迷宫(2)内，在消音迷宫(2)中气流速度降低、气流脉动噪声得以衰减，在蜂窝隔板(3)的作用下，再次降低了气流由于流动分离产生的噪声，最后气流经过导流锥(4)排入大气中。
[0032]气流扩张段(I)的扩张角为15° ;
[0033]蜂窝孔为圆形蜂窝孔；
[0034]导流锥(4)的锥角为45°。
【权利要求】
1.一种超音速风洞消音装置，其特征在于:该装置包括气流扩张段(I)、消音迷宫(2)、蜂窝隔板(3)、导流锥(4)、防雨罩(5)以及支撑柱(6)； 气流扩张段(I)为倒空心圆台； 消音迷宫(2)为空心圆柱，气流扩张段(I)与消音迷宫(2)相匹配并焊接在一起； 蜂窝隔板(3)为半圆形板；消音迷宫(2)的内表面上固定有蜂窝隔板(3)； 导流锥(4)为一倒锥体，导流锥(4)通过支撑柱(6)与消音迷宫(2)固定连接； 防雨罩(5)为空心圆锥，防雨罩(5)与导流锥(4)相匹配并焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:该装置的材料均为钢。
3.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:气流扩张段(I)的扩张角小于等于15°。
4.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:蜂窝隔板(3)上的蜂窝孔为圆形蜂窝孔。
5.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:蜂窝隔板(3)上的蜂窝孔为正六边形蜂窝孔。
6.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:消音迷宫(2)的内表面上通过焊接或螺钉连接有蜂窝隔板(3 )。
7.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:导流锥(4)为倒圆锥，其锥角为30° -60°。
8.根据权利要求1所述的一种超音速风洞消音装置，其特征在于:导流锥(4)的锥体截面曲线为二次曲线。
【文档编号】G10K11/16GK203799643SQ201420158693
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】董金刚, 方莉, 秦永明 申请人:中国航天空气动力技术研究院