超聲速空氣動力學激波發生器——激波管

超聲速空氣動力學激波發生器——激波管

一.激波管用於表現激波所形成的迅速壓力階躍

當氣體發生超聲速流動時↟☁·，在特定的條件下會發生特定的氣動現象——激波✘╃·₪。激波是超聲速流動時特有的現象↟☁·，是壓力驟變的一個間斷面✘╃·₪。激波兩邊的壓力階躍陡升↟☁·，整個時間只有幾個納秒✘╃·₪。當鈍頭物體在氣體中超聲速運動時↟☁·，其前端會頂著一個強烈的激波↟☁·，激波與物體之間所形成的高壓區嚴重阻礙著物體的執行✘╃·₪。當一個超聲速飛行的飛機低空略過建築物時↟☁·，飛機所形成的激波後高壓會瞬間壓碎所有的建築物玻璃↟☁·，甚至摧毀建築↟☁·，這個可怕的激波可以用激波管來再現✘╃·₪。

激波管機械結構的主體為高壓段和低壓段兩段管體✘╃·₪。用退火鋁膜製成的膜片將管體分為高低壓兩段✘╃·₪。激波管的高壓氣源來自於空氣壓縮機或者高壓氣瓶✘╃·₪。當高壓段壓力逐步上升時↟☁·，膜片受到壓力的作用逐步變形直至破裂✘╃·₪。膜片破裂後↟☁·，高壓氣體推動低壓段氣體向前運動↟☁·，運動氣體的前鋒形成一個乾淨的間斷面↟☁·，在空氣動力學裡被稱為激波✘╃·₪。當激波到達位於激波管端面的壓力感測器表面時↟☁·，施加在感測器表面一個短暫持續的壓力階躍✘╃·₪。這個壓力階躍是激波前後的壓力階躍↟☁·，變化時間只有2-10ns↟☁·，極其迅速✘╃·₪。透過這個這個壓力感測器的輸出訊號可以對激波壓力的迅速變化有個直觀的瞭解✘╃·₪。

實際上這個壓力階躍的爬升時間比壓力感測器的跟隨時間快得多↟☁·，所以可用來標定壓力感測器的動態特性✘╃·₪。

二.壓力感測器動態標定激波管系統配置

標定激波管機械結構的主體為高壓段和低壓段兩段管體✘╃·₪。用退火鋁膜製成的膜片將管體分為高低壓兩段✘╃·₪。標定激波管的高壓氣源來自於空氣壓縮機或者高壓氣瓶✘╃·₪。當高壓段壓力逐步上升時↟☁·，膜片受到壓力的作用逐步變形直至破裂✘╃·₪。膜片破裂後↟☁·，高壓氣體推動低壓段氣體向前運動↟☁·，運動氣體的前鋒形成一個乾淨的間斷面↟☁·，在空氣動力學裡被稱為激波✘╃·₪。當激波到達待標定壓力感測器表面時↟☁·，施加在感測器表面一個短暫持續的壓力階躍✘╃·₪。

主要技術指標

1.根據不同需要↟☁·，高壓段可充氣至3MPa↟☁·，低壓段可保持常壓↟☁·，也可充氣或抽真空✘╃·₪。一般情況下↟☁·，高壓段充壓至0.3-0.4MPa↟☁·，低壓段保持常壓↟☁·，產生激波馬赫數為1.3-1.4的激波壓力；

2.超聲速空氣動力學激波發生器——激波管是一臺產生階躍壓力的裝置↟☁·，可以標定壓電壓力感測器↟☁·，也可標定其他型別的壓力感測器✘╃·₪。