氣體活塞式風洞

氣體活塞式風洞是利用高壓氣體形成的“活塞”來驅動高溫高壓實驗氣體產生高超音速實驗氣流的風洞。它基本上由 3個分別在馬赫數10、15和20下運行的支體組成。

典型實例是美國海軍海面武器中心(NSWC)的超高速風洞。它基本上由 3個分別在馬赫數10、15和20下運行的支體組成。每一支體均有單獨的加熱器、膜片段、噴管和擴壓器,但3個支體只公用一個實驗段。在上游有公用的高壓壓縮機和貯氣驅動器系統，在它們之間有一個壓力控制閥。所有擴壓器均連線到真空球上(圖2)。風洞以氮氣為實驗氣體，以吹-吸方式運行，實驗時間至少1秒鐘。風洞的運行方式是:向加熱器中充入實驗所需要的足夠的氮氣，然後在定容條件下加壓和加熱,以達到必要的供氣條件。同時,還用壓縮機向驅動器容器中壓入氮氣，達到一定壓力（必要時還可利用容器中的加熱器對氮氣作定容加熱，以得到更高的壓力）。氣體加熱器與噴管之間用一組膜片隔開，可預先將噴管、實驗段、擴壓器和真空球抽成真空。當系統中的所有部分都達到所需條件時,吹風實驗即可開始。其過程是:破開膜片，同時開啟壓力控制閥，使較高壓力的“貯存氣體”像一個“氣體活塞”那樣驅動實驗氣體，使其流出加熱器，並經噴管進入實驗段。這座風洞的噴管出口直徑為1.52米，以此直徑為參考長度的雷諾數，在馬赫數為10、15、20時，分別為46×106、30×106、6.5×106。