低温风洞绝热结构设计与性能分析
2021-11-19宋远佳廖达雄陈万华
宋远佳,廖达雄,陈万华,*,赖 欢,侯 予
1.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,四川 绵阳 621000 2.西安交通大学 能源与动力工程学院,西安 710049
0 引言
为追求大型客机、大型运输机、远程作战飞机和先进战斗机等更高的经济性和安全性,需遵循一系列相似准则开展风洞模拟试验[1]。然而,由于风洞试验段尺寸的限制,加之飞行器结构几何参数越来越大,利用现有常规风洞开展模拟试验的雷诺数偏低,使得基于常规风洞试验结果的飞行器气动设计和性能预测出现偏差,可能导致设计方案更改,延误研制周期,造成经济损失。
为解决常规风洞模拟雷诺数偏低的问题,最实用的方法是采用液氮降低风洞内部温度[2-4]。目前,国际上共建成20 多座低温风洞,特别是美国兰利中心的国家跨声速风洞(National Transonic Facility,NTF)[5-7]、德国宇航中心的低温低速风洞(Kryo-Kanal Koeln,KKK)[8]以及欧洲跨声速风洞(European Transonic Wind Tunnel,ETW)[9-12]等2 m 以上口径的大型低温风洞,为欧美国家的大型客机和运输机研发提供了可靠的试验研究平台,极大地促进了欧美航空业的发展。目前,国内最大的低温风洞为0.3 m 口径[13-14],无法满足我国大型航空航天飞行器的风洞模拟高雷诺数试验需求,亟需开展大口径生产型低温风洞的关键技术研究。
文献[15]指出:具有高效保冷性能的绝热结构作为低温风洞的关键结构之一,是确保风洞可靠运行、降低风洞运行液氮消耗的重要保证。在此基础上,文献[16]综合分析了NTF(试验段尺寸2.50 m×2.50 m×7.62 m,总压1×105~9×105Pa,总温78~338 K,马赫数0.2~1.2)和ETW(试……
