专利名称：一种激波风洞爆轰双驱动方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及吸气式高速飞行器实验研究的一项技术，特别涉及用于高超声速飞行器地面模拟设备的激波风洞爆轰驱动方法和装置。
背景技术：
高超声速飞行器研制过程中，需要大量的地面模拟实验，以获取飞行器气动力和推进性能数据。脉冲型激波风洞是一种有效的模拟高超声速飞行流动的地面试验设备，在相关研究中得到了广泛的应用。爆轰驱动激波风洞利用可燃气体的爆轰形成的高温高压气体来做功，形成高强度的运动激波来驱动激波风洞被驱动段试验气体达到足够总焓条件的高超声速模拟来流。爆轰驱动激波管是由Bird在1957年首先提出的。中国科学院力学研究所的俞鸿儒先生在1981年建造了一个13. : 长的爆轰驱动激波管，1983年投入使用。中国科学院力学研究所于1994年研制了 JF-10爆轰驱动高焓激波风洞参见俞鸿儒、赵伟、袁生学的氢氧爆轰驱动激波风洞的性能-气动试验与测量控制，1993，7 C3) :38-42。在俞鸿儒先生的帮助下Gronig等人于1993年在德国亚琛工业大学建造了应用反向爆轰驱动的高焓激波风洞(TH2-D)。1994年，NASA修改原来的自由活塞驱动的设计方案，在GASL建成建设了正向爆轰驱动高焓激波风洞(HYPULSE)，该风洞同时可以工作于反射激波风洞模式和膨胀管模式参见 Chue RSM, Tsai C-Y, Bakos RJ, Erdos JI, Rogers RC(2002)NASA' s HYPULSE Facility at GASL-A Dual Mode, Dual Driver Reflected-Shock/Expansion Tunnel.In Lu F,Marren D(eds),Advanced Hypersonic Test Facilities,Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 1 98, AIAA, Chapter 3,pp29_7 1。上述采用的正向爆轰驱动能量大，驱动能力强，但流动品质受到爆轰波后泰勒稀疏波的影响，且对驱动段与被驱动段之间的膜片破坏作用较大，影响风洞试验的可靠性；而反向爆轰驱动流动品质良好，膜片破裂好，但驱动能力弱于正向爆轰驱动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激波风洞爆轰双驱动方法和装置，能够很好地将正向爆轰和反向爆轰组合，既可以提高激波风洞驱动能力，又可以提高破膜可靠性，从而改善风洞流动品质。本发明的一种激波风洞爆轰双驱动方法包括1)在激波风洞爆轰驱动段的靠近卸爆段的一端设置正向爆轰点火装置，在爆轰驱动段的靠近被驱动段的一端设置反向爆轰驱动点火装置；2)通过正向爆轰点火装置进行点火，形成正向驱动爆轰波；3)当正向爆轰波沿爆轰驱动段传播预定时间后，通过反向爆轰驱动点火装置进行点火，形成反向驱动爆轰波；4)反向驱动爆轰波将设置在被驱动段和爆轰驱动段之间的膜片撕裂，正向爆轰波与反向爆轰波相交后形成运动激波，该运动激波进入被驱动段，以对被驱动段的试验气体进行压缩。优选地，所述正向爆轰波传播至离所述膜片的距离X小于50cm时，通过所述反向爆轰驱动点火装置进行点火。本发明的一种激波风洞爆轰双驱装置包括激波风洞，该激波风洞具爆轰驱动段， 该爆轰驱动段的一端设置有卸爆段，另一端设置有被驱动段；在所述卸爆段和爆轰驱动段之间设有第一膜片，在所述被驱动段和爆轰驱动段之间设有第二膜片；在所述爆轰驱动段的靠近所述卸爆段的一段设置有正向爆轰驱动点火装置，在所述爆轰驱动段的靠近所述被驱动段的一段设置有反向爆轰驱动点火装置；在所述正向爆轰驱动点火装置和反向爆轰驱动点火装置之间连接有可控延时触发装置。本发明通过正向爆轰驱动结合延时的反向爆轰驱动，通过反向爆轰驱动波将设置在被驱动段的膜片撕裂，正向爆轰波与反向爆轰波相交后形成运动激波进入到被驱动段， 由于膜片由反向爆轰形成的高压所撕裂，该高压低于正向爆轰形成的高压，膜片撕裂更为规则，不易形成膜片碎片，从而使形成的气流流动受干扰作用�。虼嗽诒Ｖそ细叩那芰Φ耐保蔡岣吡吮磺宓牧鞫分�。
以下基于下面附图中的非限制性实施例对本发明作进一步的阐述。图1是本发明爆轰双驱动的装置结构示意图。1卸爆段，2第一膜片，3爆轰驱动段，4第二膜片，5被驱动段，6正向驱动爆轰点火装置，7第一信号线，8可控延时触发器，9第二信号线，10反向驱动爆轰点火装置
具体实施例方式图1是本发明爆轰双驱动的装置结构示意图。如图1所示，本发明的爆轰双驱动的装置包括激波风洞100，该激波风洞100具有爆轰驱动段3，爆轰驱动段3的一端设置卸爆段1，另一端设置有被驱动段5，卸爆段1和爆轰驱动段3之间设置有第一膜片2，被驱动段5和爆轰驱动段3之间设置有第二膜片4。 在爆轰驱动段3的靠近卸爆段1的一端设置有正向爆轰驱动点火装置6，在爆轰驱动段3的靠近被驱动段5的一端设置有反向爆轰驱动点火装置10。在正向爆轰驱动点火装置6和反向爆轰驱动点火装置10之间连接有可控延时触发器8，正向爆轰驱动点火装置6通过第一信号线7与可控延时触发器8连接，反向爆轰驱动点火装置10通过第二信号线9与可控延时触发器8连接。使用时，先通过正向爆轰点火装置6进行点火，形成正向驱动爆轰波；当正向爆轰波沿爆轰驱动段3传播预定时间后，最好是靠近第二膜片4时，再通过反向爆轰驱动点火装置10进行点火，形成反向驱动爆轰波；此时，反向驱动爆轰波将第二膜片4撕裂，正向爆轰波与反向爆轰波相交后形成运动激波，该运动激波进入被驱动段5，从而对被驱动段5的试验气体进行压缩。延时控制由可控延时触发器8来进行。对于上述延时如对于100米长的爆轰驱动段3，爆轰波的速度为观00米/秒，则点火延时时间在30 35毫秒。延时设置最好是控制在正向爆轰波离第二膜片4的距离X小于50cm时触发，这样在反向爆轰形成的高压使驱动段与被驱动段之间的膜片撕裂后，正向爆轰正好通过膜片区域进入被驱动段并对试验气体进行压缩。 本发明由于采用延时双驱动方法，在正向爆轰即将到达第二膜片4位置时点燃反向的爆轰波，第二膜片4由反向爆轰形成的高压所撕裂，该高压低于正向爆轰形成的高压， 第二膜片4撕裂更为规则，不易形成膜片碎片，形成的气流流动受干扰作用小。因此在保证较高的驱动能力的同时，提高了被驱动气体的流动品质。
权利要求
1.一种激波风洞爆轰双驱动方法，其特征在于，包括1)在激波风洞爆轰驱动段的靠近卸爆段的一端设置正向爆轰点火装置，在爆轰驱动段的靠近被驱动段的一端设置反向爆轰驱动点火装置；2)通过正向爆轰点火装置进行点火，形成正向驱动爆轰波；3)当正向爆轰波沿爆轰驱动段传播预定时间后，通过反向爆轰驱动点火装置进行点火，形成反向驱动爆轰波；4)反向驱动爆轰波将设置在被驱动段和爆轰驱动段之间的膜片撕裂，正向爆轰波与反向爆轰波相交后形成运动激波，该运动激波进入被驱动段，以对被驱动段的试验气体进行压缩。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正向爆轰波传播至离所述膜片的距离X 小于50cm时，通过所述反向爆轰驱动点火装置进行点火。
3.一种激波风洞爆轰双驱装置，其特征在于，包括激波风洞，该激波风洞具爆轰驱动段，该爆轰驱动段的一端设置有卸爆段，另一端设置有被驱动段；在所述卸爆段和爆轰驱动段之间设有第一膜片，在所述被驱动段和爆轰驱动段之间设有第二膜片；在所述爆轰驱动段的靠近所述卸爆段的一段设置有正向爆轰驱动点火装置，在所述爆轰驱动段的靠近所述被驱动段的一段设置有反向爆轰驱动点火装置；在所述正向爆轰驱动点火装置和反向爆轰驱动点火装置之间连接有可控延时触发装置。
全文摘要
本发明公开了一种激波风洞爆轰双驱动方法，包括1)在激波风洞爆轰驱动段的靠近卸爆段的一端设置正向爆轰点火装置，在爆轰驱动段的靠近被驱动段的一端设置反向爆轰驱动点火装置；2)通过正向爆轰点火装置进行点火，形成正向驱动爆轰波；3)当正向爆轰波沿爆轰驱动段传播预定时间后，通过反向爆轰驱动点火装置进行点火，形成反向驱动爆轰波；4)反向驱动爆轰波将设置在被驱动段和爆轰驱动段之间的膜片撕裂，正向爆轰波与反向爆轰波相交后形成运动激波。本发明通过反向爆轰驱动波将设置在被驱动段和爆轰驱动段之间的膜片撕裂，膜片撕裂更为规则，不易形成膜片碎片，从而使形成的气流流动受干扰作用�。岣吡吮磺宓牧鞫分�。
文档编号G01M9/02GK102407947SQ20111023259
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者俞鸿儒, 姜宗林, 林建民, 赵伟, 陈宏 申请人:中国科学院力学研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
