CARDC2_4m引射式跨声速风洞设计与运行调试_董谊信

第15卷　第3期2001年09月

流　体　力　学　实　验　与　测　量

Experiments and Measurements in Fluid Mechanics

V ol .15N o .3Sep .,2001

收稿日期:2001-04-27

作者简介:董谊信(1939-),男,福建福州市人,中国空气动力研究与发展中心研究员.

文章编号:1007-3124(2001)03-0054-08

CARDC 2.4m 引射式跨声速风洞

设计与运行调试

董谊信,陈章云,周　平,罗宇轩,王维新

(中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳621000)

摘要:中国空气动力研究与发展中心研制了可更换喷嘴的中压气体引射器,利用现有中压气源驱动,建成一座增压回流引射式跨声速风洞。试验段截面尺寸2.4m ×2.4m ,M =0.3～1.2。稳定段最高工作压力为0.45M P a ,最高模型试验雷诺数Re c =15×106(M =0.90,C =0.24m ),稳定吹风时间≥15s 。风洞气动回路上分别配置有多喷管引射器、栅指扩散段、跨声速试验段驻室抽气系统及特殊的主排气系统等装置。采用智能自适应解耦控制技术,实现总压和M 数独立、快速、精确地控制。该气动布局与部段配置及其功能设计,在国内跨声速风洞中均是首次采用。

关　键　词:引射式跨声速风洞;风洞设计与研究;测控系统;风洞调试;增压试验中图分类号:V 211.74+1 文献标识码:A

CARDC 2.4m injector powered transonic wind tunnel design and operation

DONG Yi -xin ,CHEN Zhang -yun ,ZHOU Ping ,LUO Yu -xuan ,WANG Wei -xin (China Aerody namics Research &Development Center ,M iany ang 621000,China )A bstract :This paper provides a technical overview of CARDC 2.4m ×2.4m injector pow -ered transonic w ind tunnel .2.4m wind tunnel is successful in operation debugging tests in december ,1998.It can operate over a Mach number range of 0.3～1.2,the maximum pres -sure of flow is 0.45M Pa ,the maximum Re c available is 15×106(M =0.9,c =0.24m ).The simulating capability of model testing Rey nolds number is advanced and superior than the fo reig n conventional pressurized transonic w ind tunnel .The overall perfo rmance and technologies are in leading place in domestic and can be compared to foreign advanced w ind tunnel .The successful development of 2.4m w ind tunnel fills in the gaps in the area of large -size transonic wind tunnels and relative technologies .The history of lacking wo rld -class tran -sonic wind tunnel in China comes to an end .

Key words :injecto r powered transonic wind tunnel ;wind tunnel desig n and research ;mea -surement and control system ;tunnel debug ;pressurized test

0　引　言

早在60年代,根据钱学森、郭永怀两位科学家的构想,国家风洞建设规划项目中就列有一座2.4m 连续式跨声速风洞。中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所于1988年9月开始了更改2.4m 风洞建设方案的技术论证工作。充分借鉴国外引射式风洞技术新发展,结合国情,本着立足国内技术力量、不降低主要技术性能指标、充分利用现有试验基地丰富的气源条件、大幅度节省建设资金以及缩短建设周期等原则,提出了2.4m 引射式跨声速风洞建设方案。该风洞于1998年12月起投入使用。

1　风洞设备简介

1.1　风洞设备组成

图1为风洞气动轮廓图。风洞主洞体由消声段、稳定段、喷管段、驻室抽气试验段

、图1　2.4m ×2.4m 引射式跨声速风洞气动轮廓图

Fig .1　Aerodyn amic lines of CARDC 2.4m injector

powered transonic wind tunnel 栅指段、主排气段、主引射器段以及构成风洞空气回路的三个扩散段和四个拐角段等14个主要部段组成。风洞回路水平布置,中心轴线尺寸66.5m ×33m ,中心轴线标高6m 。风洞回路支座可承受洞体回路整体水压试验时的13000t 载荷。目前,风洞配置声速喷管和跨声速试验段(半模试验段正在加工中),可以承担全机模型气动力试验。喷管和试验段通过位于驻室一侧的驻室大门(10.5m ×7.0m )出入风洞主回路。工作人

员通过位于第一扩散段入口处的驻室小门

进入试验段。风洞由位于第二拐角下游的多喷管中压气体引射器驱动。

在跨声速试验段外围为直径Υ10m 的驻室,由驻室流量阀节流控制驻室抽气量,实现对试验段M 数控制。位于支架段下游是正方形截面通道的栅指段,在其两侧壁分别设置有由六个对称截尾翼型指状物构成的栅指,通过栅指垂直于主气流通道的伸缩量调节,控制试验段M 数。主排气段位于第一、二拐角段之间,主排气段外围的排气驻室与风洞主排气系统相通。通过主排气阀开度调节,实施对风洞稳定段压力控制。位于风洞回路一侧有排气吸声道和排气消声器。风洞内气体经排气消声塔排入大气。增压试验状态,排气噪声为81.2dB (A )。1.2　风洞测控系统组成

风洞测控系统包括风洞控制系统、测量系统及控制与测量系统之间信息通讯网络。采用总线型以太网结构。由一个H UB 联接各接口,构成一个局域网。网上分别配置有一个ALPHA 服务器、七台586工作站和两个GE 公司PLC (可编程控制器)等设备。

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第3期 董谊信等:CA RDC 2.4m 引射式跨声速风洞设计与运行调试