JF12高超声速激波风洞（4）

 如何增加激波风洞的试验时间？

 

如前所说，激波风洞是一种标准的高超声速地面实验装置，可以产生高焓高速实验气流。 但是，通常的激波风洞有一个“致命”的缺点，就是试验时间太短，一般在10毫秒量级。而对于高超声速飞行器研究而言，特别是对于高超声速推进技术的研究，需要具有长试验时间的地面模拟设备。JF12爆轰驱动高焓激波风洞的试验时间达到了100毫秒，它是如何实现这个目标的呢？

 

研究表明，决定激波风洞试验时间的长短，有三个涉及到激波动力学的关键问题：（1）要满足缝合条件，消除驱动气体与试验气体的交界面（即接触面）处的激波反射；（2）要消除激波管末端处的激波-边界层干扰；（3）要减少喷管起动激波对试验流场的干扰。图1中标示出在激波风洞运行过程中可用于稳态模型试验的时间。这里，坐标原点0位于驱动段（Driver）和被驱动段（Driven tube）交界处，图中示出了入射激波（Incident shock）、接触面（Interface）、反射激波（Reflected shock）、膨胀波波尾（Expansion tail）和反射膨胀波波头（Reflected expansion head）等运行波系。在研制JF12风洞的过程中，先后发展了界面缝合技术、激波边界层干扰控制技术和喷管起动激波干扰弱化技术等三项技术，从而实现了长试验时间（大于100毫秒）的目标。