大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆关键技术 |
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引用本文: | 谌君谋,陈星,易翔宇,孙日明,纪锋,毕志献.大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆关键技术[J].空气动力学学报,2023(10):30-41. |
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作者姓名: | 谌君谋 陈星 易翔宇 孙日明 纪锋 毕志献 |
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作者单位: | 中国航天空气动力技术研究院 |
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基金项目: | 国家重点研发计划(2019YFA0405204); |
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摘 要: | 高焓激波风洞的驱动技术决定了风洞总焓和总压试验能力。重活塞压缩加热技术具有驱动性能强和运行灵活性高等特点,是高焓激波风洞关键驱动技术。针对重活塞发射效能、重活塞与壁面摩擦、膜片破膜等情况带来的大尺寸重活塞难以安全软着陆问题,通过理论分析、动网格数值模拟和试验验证相互结合的手段,分析了重活塞实际运动过程的影响因素,建立了重活塞调谐运行方法,获得了稳定的驱动压力,可为不同的模拟需求提供对应的试验状态。研究了质量为205 kg、275 kg的重活塞在压缩管中运行最高速度分别超过350 m/s、450 m/s的软着陆过程,获得了压缩管末端总压15 MPa、总温3 450 K和总压45 MPa、总温4 845 K的定压试验状态。本研究解决了大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆难题,保障了世界最大尺寸自由活塞驱动的FD-21高焓激波风洞中、质量为数百千克的重活塞、在长度为75 m的压缩管中的运行安全。
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关 键 词: | 高焓激波风洞 驱动技术 重活塞 软着陆 调谐运行 |
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