一座大型脉冲风洞的气动及结构设计研究.doc

一座大型脉冲风洞的气动及结构设计研究 分类号 学号 03010009 UDC 密级 公开 工学硕士学位论文 一座大型脉冲风洞的气动及结构设计研究 硕士生姓名 学科专业 研究方向 指导教师 国防科学技术大学研究生院 二oo五年十一月 国防科学技术大学研究生院学位论文 摘要 本文设计了一座具有多种运行方式的高超声速大型脉冲风洞，该风洞可以采用炮风 风洞采用三种驱动方式：空气驱动空气 炮风洞 、氢气加氮气驱动空气 激波风洞， M 6．0 和氨气加空气驱动空气 激波风洞，M 8．O 。

该风洞可以完成气动力、气动热、 压力分布的测量，以及流动显示与测量 本文对该脉冲风洞的气动参数、总体设计和结构分析进行了研究采用理想的平衡 活塞运行理论和完全气体模型，该风洞可以产生高马赫数、一定焓值和Re数、实验时 间较长的均匀流动，满足超燃、亚燃现象的研究在分析和比拟国内外同类设备的根底 上，确定了大型脉冲风洞的根本结构及相关尺寸针对此脉冲风洞的根本结构，本文对 风洞进行了强度校核，验证了风洞结构的平安性 关键词：高超声速，脉冲风洞，气动参数，总体设计，结构设计，强度校核 第1页 国防科学技术大学研究生院学位论文 Abstract tunnelis inthis has modes A running designed multiple hypersonicpulse paper,which tube Machnumberis and based011 tunnelandshocktheory．Itsdesign 4，5，6，7，89，The gun altitudeis and is20．0MPa,simulated15，20 Ma 4，6 drivingpressure 25Km matching nozzleofthetunnelhastwo and and8 Ma 4．0，5．06．o respectively ．The calibers：2．0m for is and and and diamelerand ofthetestmodels1m 9．o ．The length 2．5m forMa 7．0，8．0 4―5m．Thewhole ofthetunnelis1 10m．wim22mdriversectionand38mdriven length are ifinerdiameterofthedriversectionandthedrivensectioniS0．6m．There section．The threedrivemodesinthistunnel：airtoair gun and toair shock tunnel ，hydrogennitrogen to andair tunnel，Ma 6．0 ，helium tunnel，Ma 8．o ．Aerodynamic air shock parameters Canberealizedinthistunnel． measurementandflowvisualization The andstructure oftunnelare aerodynamicparameters,systematicdesign analysis inthis balanceable and modelareusedas researched paper．The pistontheoryperfectgas blockto the tunnelCan uniform Can tunnel，and flow,which building design resulting generate timewith Mach and high number,given Reynolds providelongexperimental enthalpy aircraftbestudiedin the and Can this number,thus．the tunnel．Compared、Ⅳitll scramjetramjet of structureandsize tothe counterpart facilities．thebasic foreign is andthe ofstructureisvalidated． structureofthis checked tunnel，thestrength security Key Tunnel，AerodynamicParameter,SystematicDesign， words：Hypersonic,Pulse Structure Check Analysis，Strength 第1I页 国防科学技术大学研究生院学位论文 表目录 表卜1 国际上几座大型脉冲风洞……．．．．…………．……．…．．．…．3 表2―1空气驱动空气计算结果 上下压段长22／38m …．…．………．．．19 表2―2 表2-3 表3―1风洞模拟指标………．……．……．…．……．．…．………25 表3―2 表3―3风洞运行参数 热空气或混合气体驱动 …………………．…29 表3―4 表3―5 表3-6 表3―7 表5―1风洞运行方式和参数．．………．．．………．………．………67 第iii页 国防科学技术大学研究生院学位论文 图目录 图卜1 Lens2结构示意图…………………．．．．．．．．……………．．4 图卜2JF-IO爆轰激波风洞结构简图．．……………………．．．．．…．．5 图卜3JF_10氢氧爆轰驱动激波风洞………．．…………………．．．．5 图l_4JF一10激波风洞实验段…．．．………………．．……………．6 图卜5FD一20炮风洞．．．．………………．．………．．．．．…．，．．…．．6 图卜6FD一14激波风洞结构示意图．……………．…．……………．．7 图2―1激波管流动图案………………．．……………．．………．．9 图3―1 自由活塞运行……．．．．…………．．．………………．．…．23 图3―2激波风洞运行………．……．．．……………．………．…．23 图3。