高温热结构风洞热变形补偿装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种高温热结构风洞热变形补偿装置，其包括风洞扩压段和试验段，所述风洞扩压段伸入所述试验段内部，其中，还包括：波纹管，套设于所述风洞扩压段外侧，一端连接于所述风洞扩压段外侧，另一端连接于所述试验段端部。本发明通过在高温风洞试验段和扩压段之间安装大尺寸波纹管，波纹管尺寸大于扩压段，可以使风洞运行时产生的轴向位移通过扩压段传递到波纹管上，利用波纹管的弹性变形能力对整个风洞的轴向热变形进行补偿。
【专利说明】高温热结构风洞热变形补偿装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于航空航天的大型地面高温风洞试验设备，特别涉及一种高温热结构风洞热变形补偿装置。
【背景技术】
[0002]大尺寸高温热结构风洞是针对航空航天高速飞行器热结构考核的地面模拟试验设备，高速飞行器由于激波加热以及气流与飞行器表面摩擦作用，动能转化为热能并对飞行器产生气动加热现象，严重的气动加热甚至会导致飞行器的烧毁和解体，因此飞行器的防热结构设计和考核是高速飞行器设计的关键技术。
[0003]大尺寸高温热结构风洞根据加热方式不同分电弧加热风洞和燃气加热风洞等，其加热温度从几千度到上万度。不论采用何种加热方式，由于高温气流的作用，风洞洞体的温度会大幅上升，由于热膨胀引起的风洞变形量轴向可以达到几十毫米，如不进行有效的补偿会严重威胁风洞安全运行，导致灾难性的后果，因此可靠的补偿装置是大尺寸高温热结构风洞设计的关键技术之一。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高温热结构风洞热变形补偿装置，以解决风洞在运行时由于高温气流对洞体加热引起的较大轴向位移补偿问题，保证风洞安全运行。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种高温热结构风洞热变形补偿装置，其技术方案如下:
[0006]一种高温热结构风洞热变形补偿装置，包括风洞扩压段和试验段，所述风洞扩压段伸入所述试验段内部，其中，还包括:波纹管，套设于所述风洞扩压段外侧，一端连接于所述风洞扩压段外侧，另一端连接于所述试验段端部。
[0007]在上述高温热结构风洞热变形补偿装置的一种优选实施方式中，所述波纹管的口径为所述风洞扩压段口径的1.5?2倍。
[0008]在上述高温热结构风洞热变形补偿装置的一种优选实施方式中，所述波纹管的一端通过法兰连接于所述风洞扩压段外侧，所述波纹管的另一端也通过法兰连接于所述试验段端部。
[0009]在上述高温热结构风洞热变形补偿装置的一种优选实施方式中，所述波纹管的另一端连接于所述试验段端部的开口边缘。
[0010]本发明通过在高温风洞试验段和扩压段之间安装大尺寸波纹管，波纹管尺寸大于扩压段，可以使风洞运行时产生的轴向位移通过扩压段传递到波纹管上，利用波纹管的弹性变形能力对整个风洞的轴向热变形进行补偿。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例的轴向剖视结构示意图。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0013]如图1所示，本发明实施例主要包括风洞扩压段1、试验段2和波纹管3。风洞扩压段I通过试验段2的端部开口 20伸入试验段2的内部。波纹管3套设于风洞扩压段I外侧，一端连接于风洞扩压段I外侧，另一端连接于试验段2端部。
[0014]为了避免高温气流对波纹管3造成损坏，除了将波纹管3套设在风洞扩压段I外侦牝本实施例还在波纹管3和风洞扩压段I之间设定有相当的距离，优选地，波纹管3的口径为风洞扩压段I的口径的1.5?2倍。
[0015]为了简单、稳定、密封的连接波纹管3和风洞扩压段1、试验段2，本实施例的波纹管3的一端通过法兰连接于风洞扩压段I外侧，另一端亦通过法兰连接于试验段2的端部开口 20的边缘。例如，在风洞扩压段I的外侧设有垂直的法兰盘11，波纹管3的端部连接有法兰盘31，法兰盘11、法兰盘31之间通过螺栓4及螺母(未标记)锁紧。
[0016]在应用时，高温所导致的风洞轴向位移通过风洞扩压段I传递至波纹管3，波纹管3伸展，以对整个风洞的轴向热变形进行补偿。
[0017]综上，本发明通过在高温风洞试验段和扩压段之间安装大尺寸波纹管，可以使风洞运行时产生的轴向位移通过扩压段传递到波纹管上，利用波纹管的弹性变形能力对整个风洞的轴向热变形进行补偿。
[0018]与风洞整体位移方案相比，本发明采用波纹管可以满足更大位移量的补偿，也可以避免风洞长期使用由于位移装置润滑不好导致的安全隐患。
[0019]与轴套密封圈方案相比，本发明采用波纹管可以避免大尺寸轴套装置加工精度和密封难题，也可以避免风洞长期使用由于密封圈失效导致的漏气现象。
[0020]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【权利要求】
1.一种高温热结构风洞热变形补偿装置，包括风洞扩压段和试验段，所述风洞扩压段伸入所述试验段内部，其特征在于，还包括: 波纹管，套设于所述风洞扩压段外侧，一端连接于所述风洞扩压段外侧，另一端连接于所述试验段端部。
2.根据权利要求1所述的高温热结构风洞热变形补偿装置，其特征在于，所述波纹管的口径为所述风洞扩压段口径的1.5?2倍。
3.根据权利要求1所述的高温热结构风洞热变形补偿装置，其特征在于，所述波纹管的一端通过法兰连接于所述风洞扩压段外侧，所述波纹管的另一端也通过法兰连接于所述试验段端部。
4.根据权利要求1所述的高温热结构风洞热变形补偿装置，其特征在于，所述波纹管的另一端连接于所述试验段端部的开口边缘。
【文档编号】G01M9/04GK103630325SQ201310682462
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】董永晖, 程梅莎, 张敏莉, 彭锦龙 申请人:中国航天空气动力技术研究院