核动力高超声速风洞.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110411701A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910543498.9(22)申请日2019.06.21(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410008湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人魏子茗邓珞俊熊静炜曾烨昊郭至清邹迦睿何刚赵玉新(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人郑小粤(51)Int.Cl.G01M9/02(2006.01)G01M9/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称核动力高超声速风洞(57)摘要本发明公开了一种核动力高超声速风洞，包括核动力装置、做功组件、空气压缩组件及风洞主体，做功组件包括汽轮机及工质，核动力装置用于加热工质，使工质汽化，汽轮机用于接收汽化后的工质，汽轮机与空气压缩组件传动配合，空气压缩组件用于将空气压缩并输入风洞主体内。上述核动力高超声速风洞，可通过核动力装置对工质的加热使工质汽化并进入汽轮机内膨胀做功，将热能转变为汽轮机转子旋转的机械能，同时汽轮机与空气压缩组件传动配合，空气压缩组件可将空气压缩，产生高温高压气体排入风洞内，在风洞内形成高速气流，上述核动力高超声速风洞相比于传统的风洞，通过高压气缸持续释放高速气流，因此上述核动力高超声速风洞可有效延长实验时间。CN110411701ACN110411701A权利要求书1/1页1.一种核动力高超声速风洞，其特征在于，包括核动力装置、做功组件、空气压缩组件及风洞主体，所述做功组件包括汽轮机及工质，所述核动力装置用于加热所述工质，使所述工质汽化，所述汽轮机用于接收汽化后的所述工质，所述汽轮机与所述空气压缩组件传动配合，所述空气压缩组件用于将空气压缩并输入所述风洞主体内。2.根据权利要求1所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述做功组件还包括第一循环管路，所述第一循环管路内设有所述工质，所述汽轮机设于所述第一循环管路上，所述核动力装置包括核反应堆、蒸汽发生器及第二循环管路，所述第二循环管路内设有用于冷却所述核反应堆的冷却剂，所述第一循环管路、所述第二循环管路分别与所述蒸汽发生器连接。3.根据权利要求2所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，还包括发电机，所述空气压缩组件包括涡轮压气机及高压气缸，所述涡轮压气机、所述发电机分别与所述汽轮机传动配合，所述涡轮压气机用于将空气压缩并输入至所述高压气缸内，所述高压气缸的排气口与所述风洞主体连通。4.根据权利要求3所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述做功组件还包括冷凝器及加热器，所述冷凝器与所述加热器均设于所述第一循环管路上，所述汽轮机、所述冷凝器、所述加热器沿所述工质的输送方向依次设置，所述发电机与所述加热器电性连接。5.根据权利要求4所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述冷凝器内设有冷凝管路，所述冷凝管路内设有冷凝剂，所述冷凝管路用于与所述工质换热。6.根据权利要求1所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述风洞主体包括依次设有稳定段、收缩段、喷管段及实验段，所述高压气缸的排气口与所述稳定段连通，所述收缩段的内径沿远离所述高压气缸的方向逐渐减小，所述喷管段的内径沿远离所述高压气缸的方向逐渐增大。7.根据权利要求6所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述稳定段的外侧设有冷却装置，所述冷却装置用于对所述稳定段降温。8.根据权利要求6所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述实验段远离所述喷管段的一侧还设有空气引射器。9.根据权利要求1-8任一项所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，所述高压气缸为至少两个。10.根据权利要求1-8任一项所述的核动力高超声速风洞，其特征在于，还包括变速箱，所述汽轮机通过所述变速箱与所述涡轮压气机传动配合。2CN110411701A说明书1/5页核动力高超声速风洞技术领域[0001]本发明涉及空气动力测试技术领域，特别是涉及一种核动力高超声速风洞。背景技术[0002]风洞，是能人工产生和控制气流以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种实验设备。风洞是进行空气动力实验最常用、最有效的工具，风洞实验能力直接决定了一个国家的航空航天水平。[0003]马赫数大于5的高超声速风洞，主要用于导弹、人造卫星、航天飞机的模型实验。实验项目通常有气动力、压力、传热测量和流场显示，还有动稳定性、低熔点模型烧蚀、质量引射和粒子侵蚀测量等。目前高超声速风洞多为暂冲型常规高超声速风洞，一般采用电加热，电弧加热，燃烧加热等不同的加热方式所产生的热能来为风洞系统供能，进而产生高温高压的气体，经整流加速，在扩张部分达到超声速，对模型进行模拟实验。当风洞的马赫数越来越大时，所需的