技术特征：
1.一种用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的装置包括安装在稳定段壳体(4)的内腔中，从前至后顺序排列的锥孔扩散段(1)、蜂窝器(3)、烧结网段(5)和压紧段(7)；在稳定段壳体(4)上开有皮托压力测量接口(9)、脉动压力测量接口(10)；还包括用于替换烧结网段(5)的替换段；在稳定段壳体(4)的内腔，沿顺气流方向，从前至后依次设置有台阶孔ⅰ(11)、台阶孔ⅱ(13)、稳定段内孔、台阶孔ⅲ(14)和台阶孔ⅳ(15)，对应的内径分别为d1、d2、d、d3和d4，d1＞d2＞d，d＜d3＜d4；台阶孔ⅰ(11)和台阶孔ⅱ(13)之间具有逆气流的台阶端面ⅰ，台阶孔ⅱ(13)和稳定段内孔之间具有逆气流的台阶端面ⅱ，稳定段内孔和台阶孔ⅲ(14)之间具有顺气流的台阶端面ⅲ，台阶孔ⅲ(14)和台阶孔ⅳ(15)之间具有顺气流的台阶端面ⅳ；台阶孔ⅰ(11)的内径为d1，深度为t1；锥孔扩散段(1)的后端设置有法兰环ⅰ(22)，法兰环ⅰ(22)的外径为d1，厚度为t1；法兰环ⅰ(22)从前至后插入台阶孔ⅰ(11)内，法兰环ⅰ(22)上均布沉头通孔ⅰ(23)，台阶端面ⅰ上均布与沉头通孔ⅰ(23)一一对应的螺钉孔ⅰ(12)，锥孔扩散段(1)通过穿过沉头通孔ⅰ(23)和螺钉孔ⅰ(12)的沉头螺钉ⅰ(2)固定在台阶端面ⅰ上；台阶孔ⅱ(13)的内径为d2，深度为t2；蜂窝器(3)的外径为d2，厚度为t2，蜂窝器(3)安装在台阶孔ⅱ(13)内，蜂窝器(3)的前端面顶紧锥孔扩散段(1)的后端面，蜂窝器(3)的后端面顶紧台阶端面ⅱ；稳定段内孔的内径为d，d的取值满足在低马赫数最大流量运行状态下，稳定段内的流速小于30米/秒；对应的稳定段壳体(4)壁面上开有螺钉孔ⅲ(17)，皮托压力测量接口(9)与螺钉孔ⅲ(17)通过螺纹连接；台阶孔ⅲ(14)的内径为d3，深度为t3；烧结网段(5)的外径为d3，厚度为t3，烧结网段(5)安装在台阶孔ⅲ(14)内，烧结网段(5)的前端面顶紧台阶端面ⅲ上，烧结网段(5)的后端面顶紧压紧段(7)的前端面；台阶孔ⅳ(15)的内径为d4，深度为t4；压紧段(7)后端设置有法兰环ⅱ(30)，法兰环ⅱ(30)的外径为d4，厚度为t4，法兰环ⅱ(30)从后至前插入台阶孔ⅳ(15)内，法兰环ⅱ(30)上均布沉头通孔ⅱ(29)，台阶端面ⅳ上均布与沉头通孔ⅱ(29)一一对应的螺钉孔ⅱ(16)，压紧段(7)通过穿过沉头通孔ⅱ(29)和螺钉孔ⅱ(16)的沉头螺钉ⅱ(8)固定在台阶端面ⅳ上。2.根据权利要求1所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的替换段为圆筒，采用不锈钢板材巻制，替换段的长度、外径、内径分别与对应的烧结网段(5)的长度、外径、内径相同。3.根据权利要求1所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的锥孔扩散段(1)的前端为朝向来流的头锥(19)，中段为裙段(20)，后端为法兰环ⅰ(22)；头锥(19)采用不锈钢锻件加工，实心结构，顶部为球头，头锥(19)的顶角范围为45
°
～70
°
，头锥(19)与裙段(20)之间采用焊接连接；裙段(20)采用不锈钢板材巻制，壁厚满足在低马赫数最大流量运行状态下的结构稳定性；裙段(20)上设置有阵列排列的通气孔(21)，通气孔(21)的中心轴线与头锥(19)的母线垂直，相邻的三个通气孔(21)呈正三角形，全部通气孔(21)的有效流通面积大于60％，裙段(20)与法兰环ⅰ(22)之间采用焊接连接；法兰环ⅰ(22)与台阶孔ⅰ(11)之间采用h8/h7配合。4.根据权利要求1所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的蜂窝器(3)为圆盘型，采用不锈钢锻件整体加工制作；蜂窝器(3)的厚度范
围为80mm～120mm；蜂窝器(3)上的蜂窝孔(24)为正六边形，相邻的三个蜂窝孔(24)呈正三角形；蜂窝器(3)与台阶孔ⅱ(13)之间采用h8/h7配合。5.根据权利要求1所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的烧结网段(5)的有效通气直径与稳定段壳体(4)内径d相同，烧结网段(5)为多层网结构，包括压板(25)、烧结网(27)和支撑环(28)；压板(25)与支撑环(28)均为圆环形，内部具有井字型骨架，采用钢板整体切割成型，或者分部件组焊而成；压板(25)的井字型骨架的迎风面设置有尖锥(26)；烧结网(27)采用相同规格的若干层丝网烧结而成，烧结网(27)的目数范围为20目～120目；压板(25)、烧结网(27)和支撑环(28)之间的采用焊接连接或者沉头螺钉固定连接。6.根据权利要求5所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，根据需要设置若干个烧结网段(5)，各烧结网段(5)之间通过间隔环(6)进行间隔，若干个烧结网段(5)以及匹配的间隔环(6)的厚度之和为t3；各间隔环(6)对应的稳定段壳体(4)壁面上分别开有螺钉孔ⅳ(18)，脉动压力测量接口(10)与螺钉孔ⅳ(18)通过螺纹连接；各烧结网段(5)中的烧结网(27)的目数相同或者目数不同。7.根据权利要求6所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的间隔环(6)为圆筒，采用不锈钢板材巻制，间隔环(6)厚度满足在低马赫数最大流量运行状态下的结构稳定性；间隔环(6)外径与台阶孔ⅲ(14)的内径d3相同，间隔环(6)内径与稳定段壳体(4)内径d相同；间隔环(6)长度大于100倍烧结网(27)单孔的名义直径。8.根据权利要求1所述的用于降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置，其特征在于，所述的压紧段(7)前端为圆筒，后端为法兰环ⅱ(30)，采用不锈钢板材巻制；压紧段(7)内孔为锥孔，锥孔入口内径与稳定段壳体(4)的内径d相同，出口与连接的高超声速风洞轴对称型面喷管的入口直径d5相同；压紧段(7)前端圆筒的外径与烧结网段(5)的外径相同；法兰环ⅱ(30)与台阶孔ⅳ(15)之间采用h8/h7配合。
技术总结
本发明属于高超声速风洞设备设计技术领域，具体涉及一种降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置。本发明的降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置包括安装在稳定段壳体的内腔中，从前至后顺序排列的锥孔扩散段、蜂窝器、烧结网段和压紧段；在稳定段壳体上开有皮托压力测量接口、脉动压力测量接口；还包括用于替换烧结网段的替换段。本发明的降低大口径高超声速风洞低马赫数气流脉动的装置能够改善高超声速风洞在低马赫数运行时，稳定段内出现的试验气流的流动分离现象，降低试验气流的气流脉动，提高飞行器模型测力试验精度。试验精度。试验精度。
技术研发人员：凌岗 孙启志 杨波 巢根明
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：2022.10.08
技术公布日：2022/12/19