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申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所

摘要：本发明属于风洞试验技术领域，公开了一种高超声速风洞模型自由飞试验的电磁分离装置及分离方法。电磁分离装置的二级模型分离装置包括固定在二级模型后端面的环形的电磁隔离件Ⅱ，其中心固定电磁衔铁，后端面分布左右对称的锥柱和弹簧；一级模型分离装置包括固定在一级模型前端面上、与电磁隔离件Ⅱ相对应的电磁隔离件Ⅰ，中心固定与电磁衔铁匹配的电磁铁，电磁铁前端面设置有与锥柱和弹簧对应的凹坑，后端面固定电池和开关控制器。电磁分离方法包括安装试验模型；断开电磁铁回路；进行高超声速风洞动态分离试验；调整试验模型姿态；分析高超声速风洞模型自由飞试验数据。实现了试验模拟，为高超声速风洞模型自由飞试验提供了技术支撑。

主权项：1.高超声速风洞模型自由飞试验的电磁分离方法，其用于高超声速风洞模型自由飞试验的电磁分离装置，其特征在于，高超声速风洞模型自由飞试验的试验模型包括从前至后顺序连接的二级模型（6）和一级模型（1），所述的电磁分离装置包括安装在二级模型（6）上的二级模型分离装置和与安装在一级模型（1）上的一级模型分离装置；二级模型分离装置安装在二级模型（6）的后段，包括固定在二级模型（6）后端面的环形的电磁隔离件Ⅱ（7），电磁隔离件Ⅱ（7）的中心固定电磁衔铁（8），电磁隔离件Ⅱ（7）的后端面分布左右对称的锥柱（9）和弹簧（10）；一级模型分离装置安装在一级模型（1）的前端，包括固定在一级模型（1）前端面上、与环形的电磁隔离件Ⅱ（7）相对应的环形的电磁隔离件Ⅰ（2），电磁隔离件Ⅰ（2）的中心固定与电磁衔铁（8）匹配的电磁铁（3），电磁隔离件Ⅰ（2）的前端面设置有与锥柱（9）对应的凹坑，一级模型（1）的内部安装电池（4）和开关控制器（5）；电磁铁（3）、电池（4）和开关控制器（5）组成电磁铁回路；开关控制器（5）设置有延时连通时间；电磁铁（3）为永磁式电磁铁，通电时产生与永磁体磁场方向相反的磁场，从而抵消永磁铁的磁性实现消磁；所述的高超声速风洞模型自由飞试验的电磁分离方法，包括以下步骤：S10.安装试验模型；将二级模型（6）和一级模型（1）按照预先设定的模型攻角，安装在高超声速风洞试验段的投放装置上；安装完成后，锥柱（9）和弹簧（10）插入对应的凹坑；S20.断开电磁铁回路；关闭开关控制器（5），断开电磁铁（3）、电池（4）和开关控制器（5）组成的电磁铁回路；电磁衔铁（8）和电磁铁（3）之间具有磁力；调整二级模型（6）和一级模型（1）的位置，直至二级模型（6）和一级模型（1）的接触端面无缝隙，二级模型（6）和一级模型（1）的外表面平滑过渡；S30.进行高超声速风洞动态分离试验；启动高超声速风洞，当高超声速风洞达到预先设置的试验参数时，启动高超声速风洞动态分离试验整体投放装置，试验模型被整体投放，同时，打开开关控制器（5），经过延时连通时间后，连通电磁铁（3）、电池（4）和开关控制器（5）组成的电磁铁回路，电磁衔铁（8）和电磁铁（3）之间的磁力消失，一级模型（1）在空气动力和弹簧（10）的弹力作用下离开二级模型（6），实现一级模型（1）和二级模型（6）分离；采用高速摄像方法实时记录下二级模型（6）和一级模型（1）随时间变化的图像序列；当次高超声速风洞模型自由飞试验完成后，关闭高超声速风洞；S40.调整试验模型姿态；根据试验计划表，改变试验模型攻角；返回S20，直至完成所有试验模型姿态的高超声速风洞动态分离试验；S50.分析高超声速风洞模型自由飞试验数据；对各试验模型姿态获得的图像序列进行判读，获得试验模型姿态和位置随时间变化的数据，即运动轨迹，进而根据试验模型的质量特性参数和运动轨迹数据，反算出试验模型的气动力，从而定性分析模型分离后运动趋势和分离安全性，研究试验模型后段和试验模型前段在流场中的气动特性参数。

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