【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及空氣動力學，尤其是涉及一種寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統及使用方法。
技術介紹
1、風洞試驗是評估吸氣式飛行器進氣道性能的主要手段之一，可以測量進氣道的靜態和動態氣動特性，包括總壓恢復系數σ、流量系數φ、喘振邊界和各種類型的畸變指數等，為進氣道設計提供試驗數據，以保證進氣道在整個飛行包線內的性能都能夠滿足發動機的要求。在進氣道試驗中通常使用節流系統調節進氣道出口流量進而改變出口反壓，從而模擬實際飛行過程中進氣道下游反壓變化，進而評估進氣道抗反壓能力以及在不同反壓條件下的性能參數。
2、現有的進氣道試驗節流系統通常只由單錐、單流量筒組成，每套系統適用于特定出口尺寸范圍的進氣道模型，不具備寬范圍、高精度流量調節能力。一方面，如果使用小尺寸節流系統匹配大尺寸進氣道模型，會造成內流道阻塞過大，無法獲得所需性能參數。另一方面，如果使用大尺寸節流系統匹配小尺寸進氣道模型，由于流量調節精度不足會導致節流錐錐位不易給定，較難調節出所需狀態下的流量和出口反壓，也會使得試驗周期和試驗成本增加。所以通常風洞會配備不同尺寸節流系統，但這些節流系統均為獨立系統，各自適配相應的電機裝置和控制系統，增加了經濟和維護成本。
3、本專利技術所述的一種寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流系統可以實現與不同出口尺寸的進氣道模型相匹配，從而增加了節流錐系統的適用范圍；此外，使用不同流量筒時節流錐系統的流量調節精度也不同，可以滿足不同進氣道試驗對流量調節精度的要求。針對現有的進氣道風洞試驗節流系統流量調節范圍不足和流量調節精度不夠的
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統及使用方法，具有寬范圍的流量調節能力和反壓調節能力；具有不同精度的流量調節能力和反壓調節能力。
2、根據本專利技術的一個目的，本專利技術提供一種寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，包括大流量筒、小流量筒、大絲杠和小絲杠，所述大流量筒前端和所述小流量筒可拆卸連接，所述大絲杠的兩端分別轉動連接在所述大流量筒的前端和后端的圓心位置，所述小絲杠的一端與所述大絲杠固定連接，所述小絲杠的另一端與所述小流量筒的前端面圓心位置轉動連接；
3、所述大絲杠上設有大節流錐，所述大節流錐的外側通過大節流錐導軌進行周向固定；所述小絲杠上設有小節流錐，所述小節流錐的外側通過小節流錐導軌進行周向固定。
4、進一步地，還包括電機，所述電機通過電機支座固定在所述大流量筒的下游末端，所述電機的輸出軸前端通過第一傳動鍵與所述大絲杠連接。
5、進一步地，所述大流量筒的小直徑圓柱端面上設有法蘭，所述小流量筒通過法蘭與所述大流量筒連接。
6、進一步地，所述大絲杠外壁螺紋與所述大節流錐的中心通孔內壁螺紋相匹配，所述小絲杠的外壁面螺紋和所述小節流錐的中心通孔內壁面螺紋相互配合。
7、進一步地，所述大流量筒的外形包括小直徑圓柱段、大直徑圓柱段和兩圓柱段的過渡段，所述大節流錐沿軸向前后運動時，所述大節流錐的外壁面與所述大流量筒的過渡段內壁面之間的最小截面積即氣流通流面積發生改變。
8、進一步地，所述大節流錐的外壁面包括錐形段和圓柱段，當錐形段和圓柱段交界面與所述大流量筒的過渡段小端面重合時，氣流通流面積最小，當錐形段和圓柱段交界面與所述大流量筒過渡段大端面重合時，氣流通流面積最大。
9、進一步地，所述大節流錐的等直段直徑與所述大流量筒的過渡段小端面直徑相同。
10、進一步地，所述小流量筒包括過渡段和圓柱段，圓柱段直徑較小，端面設有法蘭，用于匹配小口徑進氣道試驗模型出口端；過渡段大端面直徑與所述大流量筒的小直徑圓柱段直徑相同，所述小流量筒的過渡段端面設有法蘭，用于與所述大流量筒組合。
11、根據本專利技術的另一個目的，本專利技術提供上述寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統的使用方法，包括如下步驟：
12、s1、當進氣道模型設計流量較大時，將小流量筒拆掉，單獨使用大流量筒進行試驗；在進行進氣道試驗時，將大流量筒的端面與進氣道出口相連，輸入電機指令控制電機轉動，進而使大節流錐沿軸向移動；
13、隨著大節流錐向前移動，大節流錐的壁面與大流量筒之間的通流面積減小，隨著通流面積的減小，允許通過的流量也越來越小，則進氣道出口的反壓越來越大，當大節流錐前移至前端位置時，大節流錐的壁面與大流量筒的壁面閉合，此時允許流過的流量為零，進氣道出口反壓達到極限大；
14、s2、將小流量筒、小絲杠和小節流錐連接到節流錐系統前端，大絲杠帶動小絲杠轉動，進而帶動小節流錐前后移動，改變截面反壓；此時，在同樣的脈沖數下，引起的通流面積變化更小，進氣道出口的反壓調節精度更高；同時小節流錐的外壁面與小流量筒內壁面之間的最小通流面積始終小于大節流錐的外壁面和大流量筒內壁面之間的節流面積，使得起反壓調節作用的始終是小節流錐；當大節流錐和小節流錐移動到前端位置時，小節流錐已移動至最前端使得流道內通流面積減小為0，而大節流錐與大流量筒之間仍有一定空間。
15、進一步地，在兩流量筒組合使用時，由于小流量筒和小節流錐之間的最小通流面積相較大流量筒和大節流錐之間的最小通流面積更小，此時由前者起反壓調節作用；在小節流錐調節時，大節流錐行程l1＞小節流錐行程l2。
16、本專利技術的技術方案用于為不同的進氣道試驗模型進行反壓調節，其上游一般接進氣道出口或者通過其他管路再與進氣道出口相連，其下游可以直接暴露在流場中或者通過管路與流量計、引射器等其他部件相連。能夠匹配不同出口直徑的進氣道風洞試驗模型，具有寬范圍的流量調節能力和反壓調節能力；具有不同精度的流量調節能力和反壓調節能力。
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1.一種寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，包括大流量筒、小流量筒、大絲杠和小絲杠，所述大流量筒前端和所述小流量筒可拆卸連接，所述大絲杠的兩端分別轉動連接在所述大流量筒的前端和后端的圓心位置，所述小絲杠的一端與所述大絲杠固定連接，所述小絲杠的另一端與所述小流量筒的前端面圓心位置轉動連接；所述大絲杠上設有大節流錐，所述大節流錐的外側通過大節流錐導軌進行周向固定；所述小絲杠上設有小節流錐，所述小節流錐的外側通過小節流錐導軌進行周向固定。
2.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，還包括電機，所述電機通過電機支座固定在所述大流量筒的下游末端，所述電機的輸出軸前端通過第一傳動鍵與所述大絲杠連接。
3.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大流量筒的小直徑圓柱端面上設有法蘭，所述小流量筒通過法蘭與所述大流量筒連接。
4.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大絲杠外壁螺紋與所述大節流錐的中心通孔內壁螺紋相匹配，所述小絲杠的外壁面螺紋和所述
5.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大流量筒的外形包括小直徑圓柱段、大直徑圓柱段和兩圓柱段的過渡段，所述大節流錐沿軸向前后運動時，所述大節流錐的外壁面與所述大流量筒的過渡段內壁面之間的最小截面積即氣流通流面積發生改變。
6.根據權利要求5所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大節流錐的外壁面包括錐形段和圓柱段，當錐形段和圓柱段交界面與所述大流量筒的過渡段小端面重合時，氣流通流面積最小，當錐形段和圓柱段交界面與所述大流量筒過渡段大端面重合時，氣流通流面積最大。
7.根據權利要求6所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大節流錐的等直段直徑與所述大流量筒的過渡段小端面直徑相同。
8.根據權利要求7所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述小流量筒包括過渡段和圓柱段，圓柱段直徑較小，端面設有法蘭，用于匹配小口徑進氣道試驗模型出口端；過渡段大端面直徑與所述大流量筒的小直徑圓柱段直徑相同，所述小流量筒的過渡段端面設有法蘭，用于與所述大流量筒組合。
9.根據權利要求2所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統的使用方法，其特征在于，在兩流量筒組合使用時，由于小流量筒和小節流錐之間的最小通流面積相較大流量筒和大節流錐之間的最小通流面積更小，此時由前者起反壓調節作用；在小節流錐調節時，大節流錐行程L1＞小節流錐行程L2。
...【技術特征摘要】
1.一種寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，包括大流量筒、小流量筒、大絲杠和小絲杠，所述大流量筒前端和所述小流量筒可拆卸連接，所述大絲杠的兩端分別轉動連接在所述大流量筒的前端和后端的圓心位置，所述小絲杠的一端與所述大絲杠固定連接，所述小絲杠的另一端與所述小流量筒的前端面圓心位置轉動連接；所述大絲杠上設有大節流錐，所述大節流錐的外側通過大節流錐導軌進行周向固定；所述小絲杠上設有小節流錐，所述小節流錐的外側通過小節流錐導軌進行周向固定。
2.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，還包括電機，所述電機通過電機支座固定在所述大流量筒的下游末端，所述電機的輸出軸前端通過第一傳動鍵與所述大絲杠連接。
3.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大流量筒的小直徑圓柱端面上設有法蘭，所述小流量筒通過法蘭與所述大流量筒連接。
4.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大絲杠外壁螺紋與所述大節流錐的中心通孔內壁螺紋相匹配，所述小絲杠的外壁面螺紋和所述小節流錐的中心通孔內壁面螺紋相互配合。
5.根據權利要求1所述的寬調節范圍的風洞進氣道試驗節流錐系統，其特征在于，所述大流量筒的外形包括小直徑圓柱段、大直徑圓柱段和兩圓柱段的過渡段，所述大節流錐沿軸向前后運動時...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田曉虎，唐小松，周健，郭豐領，周宇，
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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