46技术硬,93不要命!
JF-22超高速风洞(爆轰驱动超高速高焓激波风洞)由中国科学院力学研讨所自主研制,总长170米,于2022年正式建成,大多数都用在六合往复飞翔器、高明声速飞翔器研讨和高温气体动力学的前沿探究。
该风洞完成了四个性能指标:纯洁空气;高总温,可达3000~10000 K;高总压力,可达5~50 MPa;2~40 ms的试验时刻。风洞选用激波反射型正向爆轰驱动,装备了三个直径2.5米的喷管,可以按激波反射和激波胀大两个形式运转,气流速度可达3-10公里/秒,气流总温达3000-10000度,可以复现40到90公里高空、约30倍声速的飞翔条件。
这儿补偿一点,按风洞试验段气流速度巨细,一般可将风洞分为低速风洞(Ma≤0.4)、高速风洞(Ma=0.4~4.5)和高明声速风洞(Ma≥5.0)。在高声速风洞中,一般把 Ma数为0.4~0.8称为“亚声速风洞”,Ma数为0.4~1.4称为“跨声速风洞” ,把Ma=0.4~4.5称为“超声速风洞”,1Ma=0.3403km/s。
JF-22超高速风洞与JF-12复现风洞构成可以掩盖悉数高明声速飞翔走廊的、具有世界领先水平的地上气动试验渠道,将逐渐增强我国在高明声速飞翔器研讨范畴的技能实力,为我国航空航天重大任务供给要害支撑。
高强度正向爆轰驱动技能包含了爆轰波型重构技能、两级反射载荷减控技能和差动式双起爆技能。这三项技能不只重构了Taylor胀大波型,一起也下降了风洞的极限载荷,处理了正向爆轰撕裂膜片的问题,能保证风洞的安全运转。
超高速流场优化技能包含正向爆轰驱动界面匹配技能,超高速喷管规划技能和激波胀大增焓技能。其间超高速喷管规划技能考虑了高温气体效应关于喷管流场开展的影响,激波胀大增焓技能下降了激波反射型风洞的静温,提高了试验气流焓值。
极点环境高精度丈量技能是针对JF-22超高速风洞的高总温、高总压和短试验时刻特色研制的,并在大尺度模型激波风洞测力天平缓高总温测暖流传感器技能两个方面取得了突破性发展。
咱们知道,飞翔马赫数越高,试验气流的总温文总压就越高,被驱动段内的入射激波就越强,爆轰驱动器需求发生的压力就越大。
而反向爆轰驱动技能发生的驱动压力与起爆前可燃气的初始压力成正比,那么初始压力越大,驱动压力就越强,在相同的可燃气初始压力条件下,正向爆轰具有高于反向爆轰五倍的驱动才能。但爆轰压力受到了驱动段结构和资料的约束,并且在使用正向爆轰驱动时,入射激波衰减严峻,未处理这个问题,俞鸿儒先生提出使用氢/氧混合气替代高压轻气体,凭借爆轰发生一个气体活塞,逐渐下降了辅佐驱动段的初始压力。
后来,又提出一种使用激波反射原理的正向爆轰驱动器(FDC驱动器),它大致上可以分为三个部分:爆轰驱动段、激波反射腔和辅爆轰段。
FDC驱动器的根底原理是使用一个激波反射腔,使得爆轰波在反射腔的结尾发生环状反射,生成恰当强度的上行激波,补偿因为稀少波引起的驱动气流的压力下降,然后改善驱动气流的平稳性。
FDC驱动器的空腔可以截流适当一部分爆轰能量,可以补偿爆轰波后气流的压力下降,然后重构出入射激波的平稳压力波形。