【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種激波風洞重活塞止停系統，屬于風洞試驗領域。
技術介紹
1、重活塞驅動的激波風洞能夠提供高溫高壓的試驗環境，是高超聲速風洞中重要的一種類型。利用重活塞進行驅動，重活塞的運動精確控制對風洞的本體和重活塞自身的安全至關重要。由于重活塞與驅動段的摩擦、膜片的非理想破膜、驅動機構驅動性能等因素，導致重活塞實際運動與理論值存在較大差別，使得重活塞到達驅動段末端時，運行速度過快，對重活塞和風洞本體帶來風險。
2、傳統的重活塞止停方式采用橡膠等緩沖裝置進行吸收能量，然而隨著對風洞性能的要求越來越高，對驅動段末端的總溫和總壓水平要求也越來越高，高溫高壓的驅動氣體會對橡膠等吸能材料進行燒蝕，污染驅動氣體。為了提高流場品質，亟需發展一種無污染的重活塞止停系統，提高試驗段流場品質，有效保障重活塞和風洞本體的安全，有效延長試驗運行時間，同時提高驅動段的驅動性能的方法。
3、對于傳統重活塞驅動的激波風洞，重活塞在驅動段內高速運動，到達驅動段末端時，重活塞通常會以較大速度撞擊壓縮管末端，為了避免重活塞和風洞本體的損傷，傳統方法會在壓縮管末端安裝帶有橡膠或者聚四氟等緩沖機構，然后由于重活塞運動在壓縮管末端產生的高溫高壓驅動氣體，會燒蝕橡膠或者聚四氟等材料，使得驅動氣體產生污染，進而導致激波風洞流場品質變差和減小有效試驗運行時間。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題為：克服現有技術的不足，提供一種激波風洞重活塞止停系統，有效保障重活塞和風洞本體的安全，有效延長試驗運
2、本法采用的技術方案為：
3、本專利技術公開了一種激波風洞重活塞止停系統，包括驅動段、重活塞、止停機構和液壓或氣壓傳動裝置；其中，
4、液壓或氣壓傳動裝置與止停機構末端連接；
5、液壓或氣壓傳動裝置通過管道與止停機構連接，液壓或氣壓傳動裝置固定在驅動段末端，與驅動段一起運動；
6、止停機構包括擴張密封調節環，當重活塞速度以超過設定速度通過止停機構時，重活塞作用在擴張密封調節環的作用力大于設定值，液壓或氣壓傳動裝置啟動，限定擴張密封調節環繼續擴張，保護重活塞和風洞本體。
7、進一步地，在上述止停系統中，止停機構還包括底座；其中，擴張密封調節環軸向截面為梯形構型，擴張密封調節環橫截面積較小一端嵌入到底座中，能夠承受大于200mpa的壓力；擴張密封調節環內表面的軸向布置軸向溝槽，徑向布置若干徑向溝槽，當擴張密封調節環受到重活塞作用力時，與重活塞接觸部分發生變形，摩擦力增加，阻礙重活塞前進。
8、進一步地，在上述止停系統中，還包括重活塞速度監控系統，重活塞速度監控系統包括多個激光測速裝置和數據處理系統，激光測速裝置采集到的速度數據經過數據處理系統處理后，獲得重活塞的速度。
9、進一步地，在上述止停系統中，2套激光測速裝置安裝在驅動段上，所述2套激光測速裝置的距離小于1/2重活塞的直徑，1套激光測速裝置安裝在止停機構上。
10、進一步地，在上述止停系統中，軸向溝槽的間距為重活塞直徑的1/4～1/5倍，軸向溝槽的形狀為梯形構型，沿著軸向方向小溝槽深度逐漸加深。
11、進一步地，在上述止停系統中，徑向溝槽包括i級小溝槽，各級小溝槽沿擴張密封調節環軸向依次分布；第1級小溝槽深度s1為擴張密封調節環厚度s的1/6～2/5倍，第2級小溝槽深度s2為擴張密封調節環厚度s的1/2～2/3倍，第3級小溝槽深度s3為擴張密封調節環厚度s的1/2～2/3倍；其中，i≥3。
12、進一步地，在上述止停系統中，徑向溝槽滿足關系式：
13、
14、其中，d為驅動段內徑；di為第i級小溝槽對應的擴張密封調節環的內徑；ni為第i級小溝槽深度，s為擴張密封調節環厚度。
15、進一步地，在上述止停系統中，所述軸向溝槽的數量，滿足關系式：
16、
17、其中，d為驅動段內徑，zd為軸向溝槽所在位置對應的擴張密封調節環的內徑，n為軸向溝槽的數量。
18、進一步地，在上述止停系統中，軸向溝槽平鋪時為矩形，深度為l2＝2～5mm，寬度為k2＝2～5mm。
19、進一步地，在上述止停系統中，液壓或氣壓傳動裝置為3～4個。
20、進一步地，在上述止停系統中，所述重活塞前端安裝激光反射裝置，或者將重活塞前端進行拋光，研磨成鏡面，用于激光反射；重活塞四周安裝鋁環或者聚四氟環，便于激光測量速度和漏氣。
21、本專利技術相對現有技術帶來的有益效果為：
22、(1)本專利技術采用的止停機構沒有橡膠或聚四氟等易燃材料，高溫高壓的驅動氣體不會污染驅動氣體，使得驅動氣體驅動性能高；
23、(2)本專利技術采用的止停機構能夠隨著擴張密封調節環的變化而變化，摩擦力隨著重活塞的運動而逐漸增加，最后會安全著陸；
24、(3)本專利技術采用的重活塞由于依靠止停機構止停，會節約由于氣動止停造成的能量損失，驅動氣體性能進一步提高，定壓驅動時間延長，使得風洞運行時間延長。
25、(4)本專利技術使得風洞驅動氣體不受污染，有效保障重活塞和風洞本體的安全，有效延長試驗運行時間，同時提高驅動段的驅動性能。
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1.一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：包括驅動段(1)、重活塞(2)、止停機構(5)和液壓或氣壓傳動裝置(4)；其中，
2.根據權利要求1所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：止停機構(5)還包括底座(6)；其中，擴張密封調節環(7)軸向截面為梯形構型，擴張密封調節環(7)橫截面積較小一端嵌入到底座(6)中，能夠承受大于200MPa的壓力；擴張密封調節環(7)內表面的軸向布置軸向溝槽(72)，徑向布置若干徑向溝槽(71)，當擴張密封調節環(7)受到重活塞(2)作用力時，與重活塞(2)接觸部分發生變形，摩擦力增加，阻礙重活塞(2)前進。
3.根據權利要求1所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：還包括重活塞速度監控系統(3)，重活塞速度監控系統(3)包括多個激光測速裝置和數據處理系統，激光測速裝置采集到的速度數據經過數據處理系統處理后，獲得重活塞(2)的速度。
4.根據權利要求3所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：2套激光測速裝置安裝在驅動段(1)上，所述2套激光測速裝置的距離小于1/2重活塞(2)的直徑，1套激光測
5.根據權利要求2所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：軸向溝槽(72)的間距為重活塞(2)直徑的1/4～1/5倍，軸向溝槽(72)的形狀為梯形構型，沿著軸向方向小溝槽深度逐漸加深。
6.根據權利要求2所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：徑向溝槽(71)包括i級小溝槽，各級小溝槽沿擴張密封調節環(7)軸向依次分布；第1級小溝槽深度S1為擴張密封調節環(7)厚度S的1/6～2/5倍，第2級小溝槽深度S2為擴張密封調節環(7)厚度S的1/2～2/3倍，第3級小溝槽深度S3為擴張密封調節環(7)厚度S的1/2～2/3倍；其中，i≥3。
7.根據權利要求6所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：徑向溝槽(71)滿足關系式：
8.根據權利要求6所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：所述軸向溝槽(72)的數量，滿足關系式：
9.根據權利要求8所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：軸向溝槽(72)平鋪時為矩形，深度為L2＝2～5mm，寬度為K2＝2～5mm。
10.根據權利要求3所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：液壓或氣壓傳動裝置(4)為3～4個。
11.根據權利要求4所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：所述重活塞(2)前端安裝激光反射裝置，或者將重活塞(2)前端進行拋光，研磨成鏡面，用于激光反射；重活塞(2)四周安裝鋁環或者聚四氟環，便于激光測量速度和漏氣。
...【技術特征摘要】
1.一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：包括驅動段(1)、重活塞(2)、止停機構(5)和液壓或氣壓傳動裝置(4)；其中，
2.根據權利要求1所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：止停機構(5)還包括底座(6)；其中，擴張密封調節環(7)軸向截面為梯形構型，擴張密封調節環(7)橫截面積較小一端嵌入到底座(6)中，能夠承受大于200mpa的壓力；擴張密封調節環(7)內表面的軸向布置軸向溝槽(72)，徑向布置若干徑向溝槽(71)，當擴張密封調節環(7)受到重活塞(2)作用力時，與重活塞(2)接觸部分發生變形，摩擦力增加，阻礙重活塞(2)前進。
3.根據權利要求1所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：還包括重活塞速度監控系統(3)，重活塞速度監控系統(3)包括多個激光測速裝置和數據處理系統，激光測速裝置采集到的速度數據經過數據處理系統處理后，獲得重活塞(2)的速度。
4.根據權利要求3所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：2套激光測速裝置安裝在驅動段(1)上，所述2套激光測速裝置的距離小于1/2重活塞(2)的直徑，1套激光測速裝置安裝在止停機構(5)上。
5.根據權利要求2所述的一種激波風洞重活塞止停系統，其特征在于：軸向溝槽(72)的間距為重活塞(2)直徑的1/4～1/5倍，軸向溝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：諶君謀，盧洪波，蔣博，熊春芳，張建鄉，梁浩天，周南思，姚大鵬，紀鋒，
申請(專利權)人：中國航天空氣動力技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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