本發(fā)明涉及一種排氣裝置，尤其是一種超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)在地面模擬超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行狀態(tài)時(shí)，通常先將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在高空模擬艙內(nèi)，使用抽氣設(shè)備對(duì)高空艙進(jìn)行抽氣使得高空模擬艙內(nèi)的壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)所處高度的環(huán)境壓力相同，再進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，進(jìn)行高空飛行模擬試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中要始終保持高空模擬艙內(nèi)的壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)所處高度的環(huán)境壓力相同，這就需要即時(shí)將超音速發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣體排出高空模擬艙，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用引射器或真空罐進(jìn)行抽氣，而高空模擬艙外的壓力通常為0.11MPa，而超音速發(fā)動(dòng)機(jī)飛行高度的環(huán)境壓力則僅為大氣壓力的0.1倍，甚至0.01倍，排氣系統(tǒng)的增壓比要達(dá)到10到100，對(duì)應(yīng)的排氣系統(tǒng)進(jìn)口的流量每秒則高達(dá)十幾千克甚至上百千克，這樣大的增壓比和被引射流量，僅靠引射器的增壓，必須三到四級(jí)串聯(lián)，如果采用真空罐，則真空罐的體積要高達(dá)上萬立方米，由此可見，無論單獨(dú)采用引射器或真空罐作為抽氣設(shè)備，均需要龐大的結(jié)構(gòu)，不僅效率低下，費(fèi)用也十分昂貴；其次，發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)通常需對(duì)多種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行高空飛行模擬，而不同的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)出口流量均不同，使用一套抽氣設(shè)備，無法滿足多種發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)要求；現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用引射器進(jìn)行抽氣，引射器是用較高壓引射氣流引射低壓(或無壓)的被引射氣流，完成引射氣流抽吸被引射氣流進(jìn)行摻混噴射或輸送的裝置，由于引射器無運(yùn)動(dòng)零件，使用可靠，廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)排氣系統(tǒng)；而對(duì)于提供引射氣流的引射部以及摻混引射的摻混部的幾何、位置關(guān)系是決定引射器性能的關(guān)鍵因素，而現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)排氣系統(tǒng)的引射器，并未形成成熟、合理的引射部和摻混部相互之間的幾何、位置關(guān)系，導(dǎo)致引射器的引射性能低下，降低了試驗(yàn)的效率，同時(shí)增加了試驗(yàn)成本；此外，高空飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的氣體為高溫氣體，其溫度通常在350℃以上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫氣體在金屬管道內(nèi)部流動(dòng)時(shí)，由于金屬熱脹冷縮的屬性，管道會(huì)發(fā)生軸向膨脹，當(dāng)高溫介質(zhì)流動(dòng)過后，隨著金屬管道恢復(fù)常溫，金屬管道會(huì)縮短為原有長(zhǎng)度，現(xiàn)有管道支架無法吸收金屬管道由于熱脹冷縮而引起的軸向長(zhǎng)度變化，進(jìn)而導(dǎo)致管道支架變形甚至斷裂，同時(shí)管道與高空模擬艙固定連接處也會(huì)發(fā)生變形甚至斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供了一種超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置以滿足不同超音速發(fā)動(dòng)機(jī)在地面模擬高空飛行狀態(tài)的試驗(yàn)要求。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置，按照發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排氣流動(dòng)方向，所述排氣裝置包括同軸依次固定連接的尾室和引射器；所述尾室包括固定大尾室和可更換小尾室，按照發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排氣流動(dòng)方向，所述固定大尾室包括同軸依次通過法蘭固定連接的尾室收斂段，尾室等直段和尾室擴(kuò)張段，所述可更換小尾室包括同軸固定連接的小尾室法蘭和小尾室筒體，所述小尾室筒體與所述尾室收斂段同軸的設(shè)置在所述尾室收斂段內(nèi)，所述小尾室法蘭和所述尾室收斂段入口的法蘭連接；所述固定大尾室與設(shè)置在高空模擬艙內(nèi)的尾室支架固定連接，所述尾室等直段出口法蘭與膨脹波紋管一端的法蘭連接，所述膨脹波紋管的另一端與高空模擬艙固定連接；所述尾室收斂段、尾室等直段、尾室擴(kuò)張段和可更換小尾室均為中空回轉(zhuǎn)體；具有發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的發(fā)動(dòng)機(jī)和所述尾室收斂段設(shè)置在高空模擬艙內(nèi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為超音速發(fā)動(dòng)機(jī)；所述尾室收斂段，尾室等直段和尾室擴(kuò)張段均設(shè)有循環(huán)冷卻水裝置和冷卻水噴水裝置；按照被引射氣流的流動(dòng)方向，所述引射器包括依次同軸固定連接的低壓室，過渡段，摻混收斂段，摻混等直段，摻混擴(kuò)張段，所述低壓室包括低壓室殼體和與低壓室殼體兩端固定連接的法蘭，所述低壓室內(nèi)按照被引射氣流的流動(dòng)方向依次同軸固定連接有圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置，引射氣流輸送管道，引射氣流收斂段，引射氣流擴(kuò)張段，所述圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置入口與引射氣流進(jìn)氣總管固定連接，出口與引射氣流輸送管道的入口固定連接，所述低壓室殼體，過渡段，摻混收斂段，摻混等直段，摻混擴(kuò)張段，引射氣流輸送管道，引射氣流收斂段，引射氣流擴(kuò)張段均為中空回轉(zhuǎn)體，所述引射氣流輸送管道的中心線與所述低壓室殼體的中心線重合，所述低壓室出口與所述引射氣流擴(kuò)張段的出口截面在同一豎直面，所述低壓室與引射器固定支架連接，所述摻混等直段與引射器活動(dòng)支架連接；所述尾室擴(kuò)張段的出口與低壓室的入口固定連接,所述摻混擴(kuò)張段設(shè)置在高空模擬艙外。

進(jìn)一步的，所述圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置一端固定連接有導(dǎo)流錐，所述導(dǎo)流錐的中心線與所述圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置的中心線重合，所述導(dǎo)流錐的頂點(diǎn)在所述低壓室入口截面上。

進(jìn)一步的，所述尾室收斂段包括尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)，尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)，尾室收斂段循環(huán)水環(huán)，尾室收斂段噴水環(huán)，尾室收斂段內(nèi)筒，尾室收斂段外筒；所述尾室收斂段內(nèi)筒和尾室收斂段外筒之間通過軸向設(shè)置的尾室收斂段鋼筋固定連接，所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)一端與尾室收斂段出口的法蘭固定連接，另一端與尾室收斂段外筒固定連接，所述尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)一端與尾室收斂段進(jìn)口的法蘭固定連接，另一端與尾室收斂段外筒固定連接，所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)和尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)之間設(shè)置有尾室收斂段循環(huán)水環(huán)和尾室收斂段噴水環(huán)，所述尾室收斂段循環(huán)水環(huán)和尾室收斂段噴水環(huán)在軸向上依次交替設(shè)置，所述尾室收斂段噴水環(huán)內(nèi)設(shè)置有噴嘴，所述噴嘴依次穿過尾室收斂段外筒和所述尾室收斂段內(nèi)筒，所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)和尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)所在的圓周上，尾室收斂段外筒分別設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水孔和循環(huán)水排水孔，循環(huán)水通過所述循環(huán)水進(jìn)水孔進(jìn)入所述尾室收斂段內(nèi)筒和尾室收斂段外筒之間的夾層并通過夾層在尾室收斂段循環(huán)水環(huán)流動(dòng)后進(jìn)入尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)并通過所述循環(huán)水排水孔排出；所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)，尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)上設(shè)置有循環(huán)水管接頭，所述尾室收斂段噴水環(huán)上設(shè)置有冷卻噴水管接頭。

所述尾室等直段包括尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)，尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)，尾室等直段循環(huán)水環(huán)，尾室等直段噴水環(huán)，尾室等直段內(nèi)筒，尾室等直段外筒；所述尾室等直段內(nèi)筒和尾室等直段外筒之間通過軸向設(shè)置的尾室等直段鋼筋固定連接，所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)一端與尾室等直段進(jìn)口的法蘭固定連接，另一端與尾室等直段外筒固定連接，所述尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)一端與尾室等直段出口的法蘭固定連接，另一端與尾室等直段外筒固定連接，所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)和尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)之間設(shè)置有尾室等直段循環(huán)水環(huán)和尾室等直段噴水環(huán)，所述尾室等直段循環(huán)水環(huán)和尾室等直段噴水環(huán)在軸向上依次交替設(shè)置，所述尾室等直段噴水環(huán)內(nèi)設(shè)置有噴嘴，所述噴嘴依次穿過尾室等直段外筒和所述尾室等直段內(nèi)筒，所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)和尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)所在的圓周上，尾室等直段外筒分別設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水孔和循環(huán)水排水孔，循環(huán)水通過所述循環(huán)水進(jìn)水孔進(jìn)入所述尾室等直段內(nèi)筒和尾室等直段外筒之間的夾層并通過夾層在尾室等直段循環(huán)水環(huán)流動(dòng)后進(jìn)入尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)并通過所述循環(huán)水排水孔排出；所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)，尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)上設(shè)置有循環(huán)水管接頭，所述尾室等直段噴水環(huán)上設(shè)置有冷卻噴水管接頭。

所述尾室擴(kuò)張段包括尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)，尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)，尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)，尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)，尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒，尾室擴(kuò)張段外筒；所述尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒和尾室擴(kuò)張段外筒之間通過軸向設(shè)置的尾室擴(kuò)張段鋼筋固定連接，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)一端與尾室擴(kuò)張段進(jìn)口的法蘭固定連接，另一端與尾室擴(kuò)張段外筒固定連接，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)一端與尾室擴(kuò)張段出口的法蘭固定連接，另一端與尾室擴(kuò)張段外筒固定連接，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)和尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)之間設(shè)置有尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)和尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)和尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)在軸向上依次交替設(shè)置，所述尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)內(nèi)設(shè)置有噴嘴，所述噴嘴依次穿過尾室擴(kuò)張段外筒和所述尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)和尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)所在的圓周上，尾室擴(kuò)張段外筒分別設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水孔和循環(huán)水排水孔，循環(huán)水通過所述循環(huán)水進(jìn)水孔進(jìn)入所述尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒和尾室擴(kuò)張段外筒之間的夾層并通過夾層在尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)流動(dòng)后進(jìn)入尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)并通過所述循環(huán)水排水孔排出；所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)，尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)上設(shè)置有循環(huán)水管接頭，所述尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)上設(shè)置有冷卻噴水管接頭。

進(jìn)一步的，所述尾室支架包括尾室支架固定架，尾室支架托架，尾室支架導(dǎo)向座，尾室支架底板，尾室支架上滾輪導(dǎo)向板，尾室支架下滾輪導(dǎo)向板，尾室支架滾輪組件，尾室支架固定支架；所述尾室支架固定架與所述尾室支架托架固定連接，所述尾室支架固定架設(shè)置有與所述尾室等直段入口的法蘭孔相對(duì)應(yīng)的通孔；所述固定連接的尾室支架固定架和尾室支架托架下端與尾室支架底板固定連接，所述尾室支架底板上表面固定設(shè)置有尾室支架導(dǎo)向座，所述尾室支架導(dǎo)向座為2個(gè)，每個(gè)所述尾室支架導(dǎo)向座上設(shè)置有銷孔，定位銷分別穿過2個(gè)所述尾室支架導(dǎo)向座上的銷孔將2個(gè)所述尾室支架導(dǎo)向座連接；所述尾室支架底板下表面設(shè)置有尾室支架上滾輪導(dǎo)向板，所述尾室支架固定支架下部固定設(shè)置在高空模擬艙內(nèi)，所述尾室支架固定支架上表面與所述尾室支架下滾輪導(dǎo)向板下表面固定連接；所述尾室支架滾輪組件設(shè)置在所述尾室支架上滾輪導(dǎo)向板和所述尾室支架下滾輪導(dǎo)向板之間，所述尾室支架滾輪組件包括尾室支架滾輪和尾室支架框架，所述尾室支架滾輪設(shè)置在尾室支架框架內(nèi)，所述固定連接的尾室支架固定架和尾室支架托架與所述尾室支架底板之間設(shè)置有尾室支架加強(qiáng)筋。

所述引射器活動(dòng)支架包括引射器活動(dòng)支架上支架，引射器活動(dòng)支架底板，引射器活動(dòng)支架上滾輪導(dǎo)向板，引射器活動(dòng)支架下滾輪導(dǎo)向板，引射器活動(dòng)支架滾輪組件，引射器活動(dòng)支架下支架；所述引射器活動(dòng)支架上支架與摻混等直段固定連接，所述引射器活動(dòng)支架底板上表面與引射器活動(dòng)支架上支架固定連接；所述引射器活動(dòng)支架底板下表面設(shè)置有引射器活動(dòng)支架上滾輪導(dǎo)向板，所述引射器活動(dòng)支架固定支架上表面與所述引射器活動(dòng)支架下滾輪導(dǎo)向板下表面固定連接；所述引射器活動(dòng)支架滾輪組件設(shè)置在所述引射器活動(dòng)支架上滾輪導(dǎo)向板和所述引射器活動(dòng)支架下滾輪導(dǎo)向板之間，所述引射器活動(dòng)支架底板和引射器活動(dòng)支架下支架之間通過拉緊螺栓固定連接；所述引射器活動(dòng)支架滾輪組件包括引射器活動(dòng)支架滾輪和引射器活動(dòng)支架框架，所述引射器活動(dòng)支架滾輪設(shè)置在引射器活動(dòng)支架框架內(nèi)；所述引射器活動(dòng)支架上支架與所述引射器活動(dòng)支架底板之間設(shè)置有加強(qiáng)筋；所述引射器活動(dòng)支架固定支架下部通過地腳螺栓與地面固定。

進(jìn)一步的，所述尾室收斂段入口的直徑為D_w，收斂角為α_wr；所述尾室等直段的直徑D_wkp，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_wkp；所述尾室擴(kuò)張段出口的直徑為D_wc，擴(kuò)張角為α_wc；所述D_w，D_wkp，L_wkp滿足下列方程組：

L_wkp＝4D_wkp (7)；

上述方程組中：M_w：尾室收斂段入口馬赫數(shù)；k：比熱比；π(M_w)：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與總壓比值；P_w：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓，單位為pa；P_t5：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，單位為pa；D_w：尾室收斂段入口的直徑，單位為mm；d_4kp：發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑，單位為mm；尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后與正激波前的總壓比；q(M_w)：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的速度系數(shù)；D_wkp：尾室等直段的直徑，單位為mm；L_wkp：尾室等直段的長(zhǎng)度，單位為mm；

其中，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力相同，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓相同，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)大于1，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力，比熱比以及發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑為超音速發(fā)動(dòng)機(jī)固有的已知參數(shù)，上述方程組中的參數(shù)：M_w，k，π(M_w)，P_w，P_t5，W_w，d_4kp，q(M_w)，D_wkp，L_wkp均為發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

所述收斂角滿足：0＜α_wr≤12°；所述擴(kuò)張角滿足0＜α_wc≤12°。

進(jìn)一步的，所述可更換小尾室的直徑為D_wx，所述D_wx滿足下列方程組：

上述方程組中：M_wx：可更換小尾室入口馬赫數(shù)；π(M_wx)：可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與總壓比值；P_wx：可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓，單位為pa；P_t5x：可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，單位為pa；D_wx：可更換小尾室入口直徑，單位為mm；d_4kpx：發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，除發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)以外的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑，單位為mm；

其中，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力相同，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓相同，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)大于1，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力，比熱比以及發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，除發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)以外的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑為超音速發(fā)動(dòng)機(jī)固有的已知參數(shù)，上述方程組中的參數(shù)：M_wx，π(M_wx)，P_wx，P_t5x，D_wx，d_4kpx，均為發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，除發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)以外的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

進(jìn)一步的，引射氣流的喉道直徑為D_akp1，所述引射氣流擴(kuò)張段的直徑為D_a2，所述D_akp1和D_a2滿足下列方程組：

P_am1＝P_tb1 (16)

上述方程組中：D_akp1：引射氣流的喉道直徑，單位為mm；S_akp1：引射氣流的喉道的面積，單位為mm²；G_a1：引射氣流的流量，單位為kg/s；T_ta1：引射氣流的溫度，單位為K；P_takp1：引射氣流喉道內(nèi)的總壓，單位為Mpa；P_tam1：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，單位為Mpa；δ₁：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段的總壓恢復(fù)系數(shù)；P_am1：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓，單位為Mpa；M_a1：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)；π(M_a1)：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與總壓比；k：比熱比；P_tb1：被引射氣流總壓，單位為Mpa；G_b1：被引射氣流的流量，單位為kg/s；n₁：引射系數(shù)；D_a2：引射氣流擴(kuò)張段的直徑，單位為mm；S_a2：引射氣流擴(kuò)張段的面積，單位為mm²；q(M_a1)：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的速度系數(shù)；其中，引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)大于1，所述引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)由已知的被引射氣流總壓和被引射氣流的流量確定，所述引射系數(shù)由引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)和已知的引射氣流的總溫和被引射氣流的總溫確定。

進(jìn)一步的，所述摻混等直段的直徑為D_ckp1，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_ckp1；摻混收斂段的直徑為D_c11，收斂角為α₁，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_c11；所述摻混擴(kuò)張段的直徑為D_a2，擴(kuò)張角為α₂，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_c12；所述D_ckp1，L_ckp1，D_c11，α₁₁，L_c11，D_c12，α₁₂，L_c12滿足下列方程組：

S_ckp1＝S_akp1×f_ackp1 (22)

L_ckp1＝4×D_ckp1 (23)

S_c11＝1.95×S_ckp1 (25)

D_c11＝D_c12 (26)

上述方程組中：D_ckp1：摻混等直段的直徑，單位為mm；S_ckp1：摻混等直段的面積，單位為mm²；f_ackp1：摻混等直段與引射氣流的喉道的面積比；L_ckp1：摻混等直段的長(zhǎng)度，單位為mm；D_c11：摻混收斂段的直徑，單位為mm；S_c11：摻混收斂段的面積，單位為mm²；D_c12：摻混擴(kuò)張段的直徑，單位為mm；L_c11：摻混收斂段的長(zhǎng)度，單位為mm；α₁₁：摻混收斂段的收斂角，單位為°L_c12：摻混擴(kuò)張段的長(zhǎng)度，單位為mm；α₁₂：摻混擴(kuò)張段的擴(kuò)張角，單位為°；其中，摻混等直段與引射氣流引射氣流等直段的面積比由引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)確定。

進(jìn)一步的，所述摻混收斂段的收斂角滿足：4°≤α₁₁≤5°，所述摻混擴(kuò)張段的擴(kuò)張角滿足：4°≤α₁₂≤5°。

進(jìn)一步的，所述低壓室殼體的直徑為D₁，所述低壓室殼體的直徑滿足方程：D₁＝1.05×D_c11，其中，D₁的單位為mm；所述過渡段的長(zhǎng)度為S₁，所述過渡段的長(zhǎng)度滿足方程：S₁＝D₁-D_c11，其中，S₁的單位為mm。

設(shè)置本發(fā)明所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)排氣系統(tǒng)的尾室后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出口流量最大的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排出的超音速氣流進(jìn)入到尾室收斂段，通過拉瓦爾噴管形裝的尾室結(jié)構(gòu)，通過一系列的激波作用，最終降為亞音速，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后的總壓P_tw，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的高空模擬艙的靜壓P_W以及尾室的增壓比滿足公式(29)-(31)；

當(dāng)除發(fā)動(dòng)機(jī)出口流量最大的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)以外的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排出的超音速氣流進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的可更換小尾室中，通過類拉瓦爾噴管形狀的尾室結(jié)構(gòu)，通過一系列的激波作用，最終降為亞音速可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后的總壓P_twx，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的高空模擬艙的靜壓P_Wx以及尾室的增壓比滿足公式(32)-(35)；

其中，為可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后與正激波前的總壓比。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置具有以下有益技術(shù)效果：

(1)通過類拉瓦爾噴管形狀的尾室模擬技術(shù)，在系列激波作用下，將發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的動(dòng)能有效地滯止下來，大于1的增壓比提高后續(xù)抽氣設(shè)備被動(dòng)流進(jìn)口靜壓，降低后續(xù)抽氣設(shè)備所需增壓比，進(jìn)而減少了后續(xù)抽氣設(shè)備的引射器級(jí)數(shù)或真空罐的體積，降低了成本；

(2)設(shè)置可更換小尾室結(jié)構(gòu)，一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管尺寸的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)一種更換小尾室，滿足了多種尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的需求；

(3)通過在固定大尾室采用循環(huán)冷卻和噴水冷卻相結(jié)合的方式，提高了冷卻效率；

(4)本發(fā)明所述的排氣裝置中的引射器，通過設(shè)置過渡段，并將低壓室的出口截面與引射氣流擴(kuò)張段的出口截面在同一豎直面，同時(shí)明確了引射氣流等直段的直徑，引射氣流擴(kuò)張段直徑，摻混等直段直徑，長(zhǎng)度；摻混收斂段直徑，收斂角，長(zhǎng)度；摻混擴(kuò)張段直徑，擴(kuò)張角，長(zhǎng)度；引射氣流擴(kuò)張段直徑，低壓室直徑，過渡段長(zhǎng)度之間的幾何關(guān)系和/或數(shù)值，提高了引射器的引射性能；

(5)通過設(shè)置具有滾輪組件的尾室活動(dòng)支架、引射器活動(dòng)支架以及膨脹波紋管，吸收金屬管道由于熱脹冷縮而引起的軸向長(zhǎng)度變化。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的示意圖。

圖2為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2中沿A-A的剖視圖。

圖5為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室收斂段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中A部的放大視圖。

圖7為圖5中B部的放大視圖。

圖8為圖5中沿B-B的剖視圖。

圖9為圖8中C部的放大視圖。

圖10為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室等直段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為圖10中D部的放大視圖。

圖12為圖10中E部的放大視圖。

圖13為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室擴(kuò)張段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為圖13中F部的放大視圖。

圖15為圖13中G部的放大視圖。

圖16為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的可更換小尾室的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室活動(dòng)支架的主視圖。

圖18為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室活動(dòng)支架的左視圖。

圖19為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的尾室活動(dòng)支架的尾室滾輪組件示意圖。

圖20為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的引射器的示意圖。

圖21為圖20中沿C-C的剖視圖。

圖22為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的低壓室的示意圖。

圖23為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的引射器活動(dòng)支架的主視圖。

圖24為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的引射器活動(dòng)支架的左視圖。

圖25為本發(fā)明超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的引射器活動(dòng)支架滾輪組件的示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1-25，一種超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置，按照發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管3出口排氣流動(dòng)方向，所述排氣裝置包括同軸依次固定連接的尾室和引射器100，所述尾室包括固定大尾室和可更換小尾室50，按照發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管3出口排氣流動(dòng)方向，所述固定大尾室包括同軸依次通過法蘭固定連接的尾室收斂段20，尾室等直段30和尾室擴(kuò)張段40，所述可更換小尾室50包括同軸固定連接的小尾室法蘭52和小尾室筒體51，所述小尾室筒體51與所述尾室收斂段20同軸的設(shè)置在所述尾室收斂段20內(nèi)，所述小尾室法蘭52和所述尾室收斂段20入口的法蘭連接；所述固定大尾室與設(shè)置在高空模擬艙1內(nèi)的尾室支架70固定連接，所述尾室等直段30出口法蘭與膨脹波紋管4一端的法蘭連接，所述膨脹波紋管4的另一端與高空模擬艙1固定連接；所述尾室收斂段20、尾室等直段30、尾室擴(kuò)張段40和可更換小尾室50均為中空回轉(zhuǎn)體；具有發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管3的發(fā)動(dòng)機(jī)2和所述尾室收斂段20設(shè)置在高空模擬艙1內(nèi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)2為超音速發(fā)動(dòng)機(jī)；所述尾室收斂段20，尾室等直段30和尾室擴(kuò)張段40均設(shè)有循環(huán)冷卻水裝置和冷卻水噴水裝置；按照被引射氣流的流動(dòng)方向，所述引射器100包括依次同軸固定連接的低壓室110，過渡段120，摻混收斂段130，摻混等直段140，摻混擴(kuò)張段150，所述低壓室110包括低壓室殼體112和與低壓室殼體112兩端固定連接的法蘭，所述低壓室110內(nèi)按照被引射氣流的流動(dòng)方向依次同軸固定連接有圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置113，引射氣流輸送管道117，引射氣流收斂段114，引射氣流擴(kuò)張段115，所述圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置113入口與引射氣流進(jìn)氣總管111固定連接，出口與引射氣流輸送管道117的入口固定連接，所述低壓室殼體112，過渡段120，摻混收斂段130，摻混等直段140，摻混擴(kuò)張段150，引射氣流輸送管道117，引射氣流收斂段114，引射氣流擴(kuò)張段115均為中空回轉(zhuǎn)體，所述引射氣流輸送管道117的中心線與所述低壓室殼體112的中心線重合，所述低壓室110出口截面與所述引射氣流擴(kuò)張段115的出口截面在同一豎直面，所述低壓室110與引射器固定支架160連接，所述摻混等直段140與引射器活動(dòng)支架170連接；所述尾室擴(kuò)張段40的出口與低壓室110的入口固定連接,所述摻混擴(kuò)張段150設(shè)置在高空模擬艙1外，。

優(yōu)選的，所述圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置113一端固定連接有導(dǎo)流錐116，所述導(dǎo)流錐116的中心線與所述圓環(huán)分流導(dǎo)流裝置113的中心線重合，所述導(dǎo)流錐116的頂點(diǎn)在所述低壓室110入口截面上。

優(yōu)選的，所述尾室收斂段20包括尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)21，尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)22，尾室收斂段循環(huán)水環(huán)23，尾室收斂段噴水環(huán)24，尾室收斂段內(nèi)筒25，尾室收斂段外筒26；所述尾室收斂段內(nèi)筒25和尾室收斂段外筒26之間通過軸向設(shè)置的尾室收斂段鋼筋27固定連接，所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)21一端與尾室收斂段20出口的法蘭固定連接，另一端與尾室收斂段外筒26固定連接，所述尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)22一端與尾室收斂段20進(jìn)口的法蘭固定連接，另一端與尾室收斂段外筒26固定連接，所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)21和尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)22之間設(shè)置有尾室收斂段循環(huán)水環(huán)23和尾室收斂段噴水環(huán)24，所述尾室收斂段循環(huán)水環(huán)23和尾室收斂段噴水環(huán)24在軸向上依次交替設(shè)置，所述尾室收斂段噴水環(huán)24內(nèi)設(shè)置有噴嘴60，所述噴嘴60依次穿過尾室收斂段外筒26和所述尾室收斂段內(nèi)筒25，所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)21和尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)22所在的圓周上，尾室收斂段外筒26分別設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水孔和循環(huán)水排水孔，循環(huán)水通過所述循環(huán)水進(jìn)水孔進(jìn)入所述尾室收斂段內(nèi)筒25和尾室收斂段外筒26之間的夾層并通過夾層在尾室收斂段循環(huán)水環(huán)23流動(dòng)后進(jìn)入尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)22并通過所述循環(huán)水排水孔排出；所述尾室收斂段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)21，尾室收斂段循環(huán)水排水環(huán)22上設(shè)置有循環(huán)水管接頭5，所述尾室收斂段噴水環(huán)24上設(shè)置有冷卻噴水管接頭6；

所述尾室等直段30包括尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)31，尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)32，尾室等直段循環(huán)水環(huán)33，尾室等直段噴水環(huán)34，尾室等直段內(nèi)筒35，尾室等直段外筒36；所述尾室等直段內(nèi)筒35和尾室等直段外筒36之間通過軸向設(shè)置的尾室等直段鋼筋37固定連接，所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)31一端與尾室等直段30進(jìn)口的法蘭固定連接，另一端與尾室等直段外筒36固定連接，所述尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)32一端與尾室等直段30出口的法蘭固定連接，另一端與尾室等直段外筒36固定連接，所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)31和尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)32之間設(shè)置有尾室等直段循環(huán)水環(huán)33和尾室等直段噴水環(huán)34，所述尾室等直段循環(huán)水環(huán)33和尾室等直段噴水環(huán)34在軸向上依次交替設(shè)置，所述尾室等直段噴水環(huán)34內(nèi)設(shè)置有噴嘴60，所述噴嘴60依次穿過尾室等直段外筒36和所述尾室等直段內(nèi)筒35，所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)31和尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)32所在的圓周上，尾室等直段外筒36分別設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水孔和循環(huán)水排水孔，循環(huán)水通過所述循環(huán)水進(jìn)水孔進(jìn)入所述尾室等直段內(nèi)筒35和尾室等直段外筒36之間的夾層并通過夾層在尾室等直段循環(huán)水環(huán)33流動(dòng)后進(jìn)入尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)32并通過所述循環(huán)水排水孔排出；所述尾室等直段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)31，尾室等直段循環(huán)水排水環(huán)32上設(shè)置有循環(huán)水管接頭5，所述尾室等直段噴水環(huán)34上設(shè)置有冷卻噴水管接頭6；

所述尾室擴(kuò)張段40包括尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)41，尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)42，尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)43，尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)44，尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒45，尾室擴(kuò)張段外筒46；所述尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒45和尾室擴(kuò)張段外筒46之間通過軸向設(shè)置的尾室擴(kuò)張段鋼筋47固定連接，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)41一端與尾室擴(kuò)張段40進(jìn)口的法蘭固定連接，另一端與尾室擴(kuò)張段外筒46固定連接，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)42一端與尾室擴(kuò)張段40出口的法蘭固定連接，另一端與尾室擴(kuò)張段外筒46固定連接，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)41和尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)42之間設(shè)置有尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)43和尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)44，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)43和尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)44在軸向上依次交替設(shè)置，所述尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)44內(nèi)設(shè)置有噴嘴60，所述噴嘴60依次穿過尾室擴(kuò)張段外筒46和所述尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒45，所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)41和尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)42所在的圓周上，尾室擴(kuò)張段外筒46分別設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)水孔和循環(huán)水排水孔，循環(huán)水通過所述循環(huán)水進(jìn)水孔進(jìn)入所述尾室擴(kuò)張段內(nèi)筒45和尾室擴(kuò)張段外筒46之間的夾層并通過夾層在尾室擴(kuò)張段循環(huán)水環(huán)43流動(dòng)后進(jìn)入尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)42并通過所述循環(huán)水排水孔排出；所述尾室擴(kuò)張段循環(huán)水進(jìn)水環(huán)41，尾室擴(kuò)張段循環(huán)水排水環(huán)42上設(shè)置有循環(huán)水管接頭5，所述尾室擴(kuò)張段噴水環(huán)44上設(shè)置有冷卻噴水管接頭6。

優(yōu)選的，所述尾室支架70包括尾室支架固定架71，尾室支架托架72，尾室支架導(dǎo)向座73，尾室支架底板76，尾室支架上滾輪導(dǎo)向板77，尾室支架下滾輪導(dǎo)向板78，尾室支架滾輪組件79，尾室支架固定支架80；所述尾室支架固定架71與所述尾室支架托架72固定連接，所述尾室支架固定架71設(shè)置有與所述尾室等直段30入口的法蘭孔相對(duì)應(yīng)的通孔；所述固定連接的尾室支架固定架71和尾室支架托架72下端與尾室支架底板76固定連接，所述尾室支架底板76上表面固定設(shè)置有尾室支架導(dǎo)向座73，所述尾室支架導(dǎo)向座73為2個(gè)，每個(gè)所述尾室支架導(dǎo)向座73上設(shè)置有銷孔74，定位銷75分別穿過2個(gè)所述尾室支架導(dǎo)向座73上的銷孔74將2個(gè)所述尾室支架導(dǎo)向座73連接；所述尾室支架底板76下表面設(shè)置有尾室支架上滾輪導(dǎo)向板77，所述尾室支架固定支架80下部固定設(shè)置在高空模擬艙1內(nèi)，所述尾室支架固定支架80上表面與所述尾室支架下滾輪導(dǎo)向板78下表面固定連接；所述尾室支架滾輪組件79設(shè)置在所述尾室支架上滾輪導(dǎo)向板77和所述尾室支架下滾輪導(dǎo)向板78之間，所述尾室支架滾輪組件79包括尾室支架滾輪81和尾室支架框架82，所述尾室支架滾輪81設(shè)置在尾室支架框架82內(nèi)，所述固定連接的尾室支架固定架71和尾室支架托架72與所述尾室支架底板76之間設(shè)置有尾室支架加強(qiáng)筋83；

所述引射器活動(dòng)支架170包括引射器活動(dòng)支架上支架171，引射器活動(dòng)支架底板172，引射器活動(dòng)支架上滾輪導(dǎo)向板173，引射器活動(dòng)支架下滾輪導(dǎo)向板174，引射器活動(dòng)支架滾輪組件175，引射器活動(dòng)支架下支架177；所述引射器活動(dòng)支架上支架171與摻混等直段140固定連接，所述引射器活動(dòng)支架底板172上表面與引射器活動(dòng)支架上支架171固定連接；所述引射器活動(dòng)支架底板172下表面設(shè)置有引射器活動(dòng)支架上滾輪導(dǎo)向板173，所述引射器活動(dòng)支架固定支架177上表面與所述引射器活動(dòng)支架下滾輪導(dǎo)向板174下表面固定連接；所述引射器活動(dòng)支架滾輪組件175設(shè)置在所述引射器活動(dòng)支架上滾輪導(dǎo)向板173和所述引射器活動(dòng)支架下滾輪導(dǎo)向板174之間，所述引射器活動(dòng)支架底板172和引射器活動(dòng)支架下支架177之間通過拉緊螺栓176固定連接；所述引射器活動(dòng)支架滾輪組件175包括引射器活動(dòng)支架滾輪178和引射器活動(dòng)支架框架179，所述引射器活動(dòng)支架滾輪178設(shè)置在引射器活動(dòng)支架框架179內(nèi)；所述引射器活動(dòng)支架上支架171與所述引射器活動(dòng)支架底板172之間設(shè)置有加強(qiáng)筋180；所述引射器活動(dòng)支架固定支架177下部通過地腳螺栓與地面固定。

優(yōu)選的，所述尾室收斂段20入口的直徑為D_w，收斂角為α_wr；所述尾室等直段30的直徑D_wkp，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_wkp；所述尾室擴(kuò)張段40出口的直徑為D_wc，擴(kuò)張角為α_wc；所述D_w，D_wkp，L_wkp滿足下列方程組：

L_wkp＝4D_wkp (7)；

上述方程組中：M_w：尾室收斂段入口馬赫數(shù)；k：比熱比；π(M_w)：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與總壓比值；P_w：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓，單位為pa；P_t5：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，單位為pa；D_w：尾室收斂段入口的直徑，單位為mm；d_4kp：發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑，單位為mm；尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后與正激波前的總壓比；q(M_w)：尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的速度系數(shù)；D_wkp：尾室等直段的直徑，單位為mm；L_wkp：尾室等直段的長(zhǎng)度，單位為mm；

其中，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力相同，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓相同，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)大于1，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力，比熱比以及發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑為超音速發(fā)動(dòng)機(jī)固有的已知參數(shù)，上述方程組中的參數(shù)：M_w，k，π(M_w)，P_w，P_t5，W_w，d_4kp，q(M_w)，D_wkp，L_wkp均為發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)；

所述收斂角滿足：0＜α_wr≤12°；所述擴(kuò)張角滿足0＜α_wc≤12°。

優(yōu)選的，所述可更換小尾室50的直徑為D_wx，所述D_wx滿足下列方程組：

上述方程組中：M_wx：可更換小尾室入口馬赫數(shù)；π(M_wx)：可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與總壓比值；P_wx：可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓，單位為pa；P_t5x：可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，單位為pa；D_wx：可更換小尾室入口直徑，單位為mm；d_4kpx：發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，除發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)以外的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑，單位為mm；

其中，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力相同，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓與超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓相同，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)大于1，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)真實(shí)的環(huán)境壓力，比熱比以及發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，除發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)以外的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)喉道直徑為超音速發(fā)動(dòng)機(jī)固有的已知參數(shù)，上述方程組中的參數(shù)：M_wx，π(M_wx)，P_wx，P_t5x，D_wx，d_4kpx，均為發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)中所有試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，除發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口流量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)以外的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

優(yōu)選的，引射氣流的喉道直徑為D_akp1，所述引射氣流擴(kuò)張段115的直徑為D_a2，所述D_akp1和D_a2滿足下列方程組：

P_am1＝P_tb1 (16)

上述方程組中：D_akp1：引射氣流的喉道直徑，單位為mm；S_akp1：引射氣流的喉道的面積，單位為mm²；G_a1：引射氣流的流量，單位為kg/s；T_ta1：引射氣流的溫度，單位為K；P_takp1：引射氣流喉道內(nèi)的總壓，單位為Mpa；P_tam1：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的總壓，單位為Mpa；δ₁：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段的總壓恢復(fù)系數(shù)；P_am1：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓，單位為Mpa；M_a1：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)；π(M_a1)：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的靜壓與總壓比；k：比熱比；P_tb1：被引射氣流總壓，單位為Mpa；G_b1：被引射氣流的流量，單位為kg/s；n₁：引射系數(shù)；D_a2：引射氣流擴(kuò)張段的直徑，單位為mm；S_a2：引射氣流擴(kuò)張段的面積，單位為mm²；q(M_a1)：引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的速度系數(shù)；其中，引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)大于1，所述引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)由已知的被引射氣流總壓和被引射氣流的流量確定，所述引射系數(shù)由引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)和已知的引射氣流的總溫和被引射氣流的總溫確定。

優(yōu)選的，所述摻混等直段140的直徑為D_ckp1，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_ckp1；摻混收斂段130的直徑為D_c11，收斂角為α₁，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_c11；所述摻混擴(kuò)張段150的直徑為D_a2，擴(kuò)張角為α₂，長(zhǎng)度為L(zhǎng)_c12；所述D_ckp1，L_ckp1，D_c11，α₁₁，L_c11，D_c12，α₁₂，L_c12滿足下列方程組：

S_ckp1＝S_akp1×f_ackp1 (22)

L_ckp1＝4×D_ckp1 (23)

S_c11＝1.95×S_ckp1 (25)

D_c11＝D_c12 (26)

上述方程組中：D_ckp1：摻混等直段的直徑，單位為mm；S_ckp1：摻混等直段的面積，單位為mm²；f_ackp1：摻混等直段與引射氣流的喉道的面積比；L_ckp1：摻混等直段的長(zhǎng)度，單位為mm；D_c11：摻混收斂段的直徑，單位為mm；S_c11：摻混收斂段的面積，單位為mm²；D_c12：摻混擴(kuò)張段的直徑，單位為mm；L_c11：摻混收斂段的長(zhǎng)度，單位為mm；α₁₁：摻混收斂段的收斂角，單位為°L_c12：摻混擴(kuò)張段的長(zhǎng)度，單位為mm；α₁₂：摻混擴(kuò)張段的擴(kuò)張角，單位為°；其中，摻混等直段與引射氣流引射氣流等直段的面積比由引射氣流在引射氣流擴(kuò)張段出口截面馬赫數(shù)確定。

優(yōu)選的，所述摻混收斂段的收斂角滿足：4°≤α₁₁≤5°，所述摻混擴(kuò)張段的擴(kuò)張角滿足：4°≤α₁₂≤5°；優(yōu)選的，所述摻混收斂段的收斂角和摻混擴(kuò)張段的擴(kuò)張角均為4.4°。

優(yōu)選的，所述低壓室殼體112的直徑為D₁，所述低壓室殼體112的直徑滿足方程：D₁＝1.05×D_c11，其中，D₁的單位為mm；所述過渡段120的長(zhǎng)度為S₁，所述過渡段120的長(zhǎng)度滿足方程：S₁＝D₁-D_c11，其中，S₁的單位為mm。

設(shè)置本發(fā)明所述的用于發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)排氣系統(tǒng)的尾室后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出口流量最大的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排出的超音速氣流進(jìn)入到尾室收斂段，通過拉瓦爾噴管形裝的尾室結(jié)構(gòu)，通過一系列的激波作用，最終降為亞音速，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后的總壓P_tw，尾室收斂段入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的高空模擬艙的靜壓P_W以及尾室的增壓比滿足公式(29)-(31)；

當(dāng)除發(fā)動(dòng)機(jī)出口流量最大的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)以外的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排出的超音速氣流進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的可更換小尾室中，通過類拉瓦爾噴管形狀的尾室結(jié)構(gòu)，通過一系列的激波作用，最終降為亞音速，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后的總壓P_twx，可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的高空艙的靜壓P_Wx以及尾室的增壓比滿足公式(32)-(35)；

其中，為可更換小尾室入口馬赫數(shù)對(duì)應(yīng)的正激波后與正激波前的總壓比。

本發(fā)明所述超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排氣模擬試驗(yàn)的排氣裝置的工作原理為：首先，高壓氣源內(nèi)的高壓氣體通過引射氣流輸送管道進(jìn)入引射氣流輸入段，通過高壓氣源內(nèi)的高壓氣體將高空模擬艙內(nèi)的氣體引射到模擬高空艙外，使得模擬高空艙內(nèi)的壓力達(dá)到超音速發(fā)動(dòng)機(jī)飛行高度的真實(shí)環(huán)境壓力；然后，開啟設(shè)置在固定大尾室上用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出口排氣的噴水冷卻裝置，同時(shí)將超音速發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管排出的氣體依次經(jīng)過尾室和引射器從而排出高空模擬艙，大于1的增壓比提高了引射器入口被動(dòng)流進(jìn)口靜壓，降低了引射器的增壓比，進(jìn)而減少了引射器的數(shù)量；高壓氣源內(nèi)的高壓氣體通過引射氣流輸送管道進(jìn)入引射氣流輸入段，所述高壓氣體經(jīng)過類拉瓦爾噴管形狀的引射氣流收斂段，引射氣流等直段，引射氣流擴(kuò)張段后形成超音速高壓氣流，進(jìn)而引射沿導(dǎo)流錐從低壓室入口進(jìn)入的低壓的被引射氣流，高壓的超音速引射氣流和低壓的被引射氣流在類拉瓦爾噴管形狀的摻混收斂段，摻混等直段，摻混擴(kuò)張段充分混合，提高了被引射氣流的靜壓從而將模擬高空艙內(nèi)的大氣排入消音設(shè)備、消毒設(shè)備或直接排放到大氣中。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改和等同替代，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。