聂少军 汪运鹏,2) 薛晓鹏 姜宗林

*(中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京 100190)

†(中国科学院大学工程科学学院,北京 100049)

**(中南大学航空航天学院,长沙 410083)

引言

激波管是实验室中能够产生可控激波并且利用激波压缩试验气体的常用试验装置,用来模拟实际工作条件,它能瞬间将试验气体升温、加速和增压[1].激波风洞由一个激波管以及连于其后的喷管、实验段等风洞主要部件组成,包含相连的驱动段和被驱动段,驱动段贮存高压、高能量的工作气体,被驱动段贮存低压试验气体,试验前两者通常被膜片隔开.试验时,上游的驱动段气体经过爆轰驱动[2]或者其他驱动方法[3-4]产生脉冲高压,巨大的压差会导致膜片破裂,继而在下游产生所需的运动激波.在进行激波风洞试验时,膜片不仅需要承受驱动段的初始充气压力并且不发生破裂,而且还需要保证在点火驱动时完全打开而且不发生脱落.膜片能够瞬间打开并且完全打开是形成激波的关键前提条件,同时也是激波风洞试验中普遍存在的难题.

国外一些激波管专家学者针对膜片破裂特性进行了相关研究.在20 世纪50 年代,一些学者通过激波管试验对膜片破裂的规律进行研究,发现膜片破裂打开是一个非瞬态过程[5-6].随后,有学者从理论上建立了简单的膜片破裂的理论模型,通过实验研究了有效破膜时间与膜片材料的关系,但是理论模型与实验获得的破膜……