本實(shí)用新型屬于高超聲速飛行器及再入返回器熱防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電弧風(fēng)洞平板試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭Ъ堋?/p>

背景技術(shù)：

高超聲速飛行器在大氣層中高速飛行時(shí)將受到嚴(yán)酷的氣動(dòng)加熱，其表面溫度很高，表面的熱防護(hù)材料能否承受長(zhǎng)時(shí)間、高熱載荷的作用，這需要開(kāi)展大量的理論分析和地面試驗(yàn)研究。電弧風(fēng)洞是高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)地面考核的主要設(shè)備，飛行器的防熱材料和結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)定型前均需要進(jìn)行大量的電弧風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行方案的篩選、驗(yàn)證。

其中飛行器的大面積防熱區(qū)、天線(xiàn)窗、口蓋等平面區(qū)域一般采用電弧加熱設(shè)備的平板、鈍楔試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。平板試驗(yàn)試驗(yàn)原理為：由電弧加熱器噴出的高溫氣流，經(jīng)轉(zhuǎn)接段后進(jìn)入半橢圓或矩形噴管。在半橢圓或矩形噴管直邊齊平放置試驗(yàn)支架及模型，二者無(wú)縫隙的光滑過(guò)渡，試驗(yàn)時(shí)模型前緣產(chǎn)生的斜激波造成逆壓梯度，提高模型表面的壓力和熱流，模擬飛行器當(dāng)?shù)氐臒岘h(huán)境參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。鈍楔試驗(yàn)技術(shù)的原理為：將一個(gè)鈍楔置于風(fēng)洞流場(chǎng)中，鈍頭前緣產(chǎn)生一道脫體激波，在鈍楔表面形成高溫附面層流動(dòng)，在距離鈍頭前緣一定距離后，其表面的壓力和熱流分布較均勻，從而模擬飛行器表面的熱環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。這兩種試驗(yàn)技術(shù)都可以通過(guò)變換攻角來(lái)改變鈍楔表面的參數(shù)，以提高模擬的參數(shù)范圍。現(xiàn)有的這兩種試驗(yàn)的模型工裝和支架不能通用，降低了試驗(yàn)效率，增加了試驗(yàn)成本。此外，還存在模型試驗(yàn)攻角不容易變換，試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃穸茸兓瘜?dǎo)致高度不容易調(diào)整，測(cè)試線(xiàn)纜容易被試驗(yàn)高溫氣流燒壞，不容易保護(hù)等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題為：現(xiàn)有的這兩種試驗(yàn)的模型工裝和支架不能通用，降低了試驗(yàn)效率，增加了試驗(yàn)成本。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下所述：

一種電弧風(fēng)洞平板試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭Ъ?，包括：前緣、前緣螺釘、金屬框架、金屬墊板、支架、空心夾層管、螺母和冷卻通道；其中，所述金屬框架為上端開(kāi)放的立方體箱裝結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部具有腔體，所述腔體用于安裝待進(jìn)行試驗(yàn)的第一平板模型；

所述金屬墊板設(shè)置于金屬框架的所述腔體內(nèi)，金屬墊板試驗(yàn)時(shí)位于第一平板模型的下方，用于將第一平板模型支撐在金屬框架的所述腔體內(nèi)；

所述前緣通過(guò)前緣螺釘安裝在金屬框架的側(cè)面上，用于開(kāi)展鈍楔試驗(yàn)；前緣為三角形板狀形狀，三角形的一條直角邊緊貼所安裝的金屬框架的側(cè)面，另一條邊與所安裝的金屬框架的側(cè)面垂直；

在金屬框架的側(cè)面內(nèi)部，還設(shè)置有若干個(gè)冷卻通道，用于冷卻水的流通，降低金屬框架的溫度；

所述空心夾層管為內(nèi)、外兩層的管狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層和外層之間形成有空隙；兩個(gè)所述的空心夾層管分別固定安裝于金屬框架的另外兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上，并且兩個(gè)空心夾層管的軸線(xiàn)共直線(xiàn)；冷卻水從一側(cè)的所述空心夾層管內(nèi)層和外層之間形成的空隙內(nèi)流入金屬框架側(cè)面內(nèi)部的冷卻通道中，帶出熱量后，從另一側(cè)的所述空心夾層管內(nèi)層和外層之間形成的空隙內(nèi)流出；兩個(gè)所述空心夾層管的內(nèi)層管道直接與金屬框架的所述腔體連通，用于數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)脑囼?yàn)測(cè)試設(shè)備通過(guò)兩個(gè)所述空心夾層管的內(nèi)層管道進(jìn)入金屬框架的所述腔體內(nèi)部；

所述支架為兩個(gè)，兩個(gè)所述支架分別用于支撐兩個(gè)所述空心夾層管，使得所述金屬框架位于兩個(gè)所述支架之間，并且兩個(gè)所述空心夾層管能夠在兩個(gè)支架的支撐下繞各自的軸線(xiàn)同步自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)金屬框架同步轉(zhuǎn)動(dòng)；

在兩個(gè)所述空心夾層管的外表面上還設(shè)置有外螺紋，兩個(gè)螺母通過(guò)所述外螺紋旋入所述空心夾層管的外部，并與兩個(gè)支架相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)所述空心夾層管繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)位置的鎖緊。

優(yōu)選的，還包括緊釘螺釘；在金屬框架與前緣所安裝側(cè)面相對(duì)的側(cè)面上，設(shè)置有螺紋通孔，緊釘螺釘通過(guò)該螺紋通孔從水平方向旋入所述腔體內(nèi)，并抵觸至第一平板模型的側(cè)面，用于鎖緊第一平板模型在腔體內(nèi)的位置。

優(yōu)選的，還包括調(diào)節(jié)螺釘；在所述金屬框架的底面設(shè)置有若干個(gè)螺紋通孔，螺釘通過(guò)金屬框架的底部的若干個(gè)螺紋通孔旋入所述腔體內(nèi)，并抵觸至金屬墊板的下底面；改變螺釘?shù)男肷疃人銮惑w內(nèi)部的深度，能夠改變金屬墊板在腔體內(nèi)的豎直方向上安裝位置，最終改變第一平板模型裝入所述腔體的深度。

優(yōu)選的，還包括底板，兩個(gè)所述的支架固定安裝于所述底板之上。

優(yōu)選的，所述金屬框架之內(nèi)包含有兩個(gè)腔體，兩個(gè)腔體沿電弧加熱設(shè)備的噴管軸線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置，兩個(gè)腔體中均能夠安裝試驗(yàn)用平板模型，使得一次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)模型的試驗(yàn)考核。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型的金屬框架與前緣可拆卸連接，可方便更換安裝不同幾何尺度、材料的前緣，連接后形成鈍楔試驗(yàn)支架，不連接可作為平板試驗(yàn)支架，使得模型工裝和支架能夠通用，提高了試驗(yàn)效率，降低了試驗(yàn)成本；

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的裝置的右向視圖；

圖2為本實(shí)用新型的裝置的俯視圖；

其中，1-前緣，2-前緣螺釘2，3-金屬框架，4-第一平板模型，5-金屬墊板，6-緊釘螺釘，7-螺釘，8-支架，9-底板，10-空心夾層管，11-螺母，12-冷卻通道，13-第二平板模型。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的一種電弧風(fēng)洞平板試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭Ъ苓M(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1和2所示，本實(shí)用新型電弧風(fēng)洞平板試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭Ъ芫哂薪饘倏蚣?，所述金屬框架3為上端開(kāi)放的立方體箱裝結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部具有腔體，所述腔體用于安裝待進(jìn)行試驗(yàn)的第一平板模型4。

在金屬框架3的所述腔體內(nèi)還設(shè)置有金屬墊板5，所述金屬墊板5試驗(yàn)時(shí)位于第一平板模型4的下方，用于將第一平板模型4支撐在金屬框架3的所述腔體內(nèi)。

在金屬框架3的底面設(shè)置有若干個(gè)螺紋通孔，螺釘7通過(guò)金屬框架3的底部的若干個(gè)螺紋通孔旋入所述腔體內(nèi)，并抵觸至金屬墊板5的下底面。改變螺釘7的旋入深度所述腔體內(nèi)部的深度，能夠改變金屬墊板5在腔體內(nèi)的豎直方向上安裝位置，最終改變第一平板模型4裝入所述腔體的深度。

金屬框架3的一個(gè)側(cè)面上，也設(shè)置有螺紋通孔，緊釘螺釘6通過(guò)該螺紋通孔從水平方向旋入所述腔體內(nèi)，并抵觸至第一平板模型4的側(cè)面，用于鎖緊第一平板模型4在腔體內(nèi)的位置。

在金屬框架3的與緊釘螺釘6所安裝側(cè)面相對(duì)的側(cè)面上，還通過(guò)前緣螺釘2安裝有前緣1，用于開(kāi)展鈍楔試驗(yàn)。所述前緣1為三角形板狀形狀，三角形的一條直角邊緊貼所安裝的金屬框架3的側(cè)面，另一條邊與所安裝的金屬框架3的側(cè)面垂直。

在金屬框架3的側(cè)面內(nèi)部，還設(shè)置有若干個(gè)冷卻通道12，用于冷卻水的流通，降低金屬框架3的溫度。

本實(shí)用新型的裝置還包括空心夾層管10，所述空心夾層管10為內(nèi)、外兩層的管狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層和外層之間形成有空隙。兩個(gè)所述的空心夾層管10分別固定安裝于金屬框架3的另外兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上，并且兩個(gè)空心夾層管10的軸線(xiàn)共直線(xiàn)。冷卻水從一側(cè)的所述空心夾層管10內(nèi)層和外層之間形成的空隙內(nèi)流入金屬框架3側(cè)面內(nèi)部的冷卻通道12中，帶出熱量后，從另一側(cè)的所述空心夾層管10內(nèi)層和外層之間形成的空隙內(nèi)流出。兩個(gè)所述空心夾層管10的內(nèi)層管道直接與金屬框架3的所述腔體連通，用于數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)脑囼?yàn)測(cè)試設(shè)備通過(guò)兩個(gè)所述空心夾層管10的內(nèi)層管道進(jìn)入金屬框架3的所述腔體內(nèi)部。

本實(shí)用新型的裝置還包括支架8兩個(gè)，兩個(gè)所述支架8分別用于支撐兩個(gè)所述空心夾層管10，使得所述金屬框架3位于兩個(gè)所述支架8之間，并且兩個(gè)所述空心夾層管10能夠在兩個(gè)支架8的支撐下繞各自的軸線(xiàn)同步自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)金屬框架3同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

在兩個(gè)所述空心夾層管10的外表面上還設(shè)置有外螺紋，兩個(gè)螺母11通過(guò)所述外螺紋旋入所述空心夾層管10的外部，并與兩個(gè)支架8相互配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)所述空心夾層管10繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)位置的鎖緊。

本實(shí)用新型的裝置還包括底板9，兩個(gè)所述的支架8固定安裝于所述底板9之上。

進(jìn)行平板試驗(yàn)時(shí)，首先將金屬墊板5裝入金屬框架3的所述腔體內(nèi)，然后將第一平板模型4裝入金屬框架3的所述腔體內(nèi)，并調(diào)節(jié)第一平板模型4裝入所述腔體的深度，使得第一平板模型4的上表面與金屬框架3的上表面平齊，之后旋入緊釘螺釘6，將第一平板模型4的位置鎖緊固定。然后調(diào)節(jié)螺釘7的旋入深度，使得金屬墊板5對(duì)第一平板模型4形成支撐。然后轉(zhuǎn)動(dòng)金屬框架3至所需的氣流攻角后，從兩端分別旋緊兩個(gè)螺母11，使得轉(zhuǎn)動(dòng)位置鎖緊。最后向空心夾層管10內(nèi)層和外層之間形成的空隙內(nèi)通入冷卻水，即可展開(kāi)試驗(yàn)。

進(jìn)行鈍楔試驗(yàn)時(shí)，只需將前緣1通過(guò)前緣螺釘2安裝在金屬框架3之上即可。

如圖2所示，在另一個(gè)實(shí)施方式中，金屬框架3之內(nèi)包含有兩個(gè)腔體，兩個(gè)腔體沿電弧加熱設(shè)備的噴管軸線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置，第一平板模型4和第二平板模型13分別安裝于兩個(gè)腔體中，使得一次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)模型的試驗(yàn)考核。