[发明专利]一种针对3-4mm缝隙内舵轴热流测量装置

说明书

一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，涉及航天气动热烧蚀试验领域；包括舵体、热流测量环、舵基板、底套、螺帽和连杆；其中，舵基板为水平放置的矩形板状结构；舵基板中部设置有通孔；舵体竖直安装在舵基板的上表面；连杆轴向竖直固定安装在舵体的底部；连杆从上至下竖直穿过舵基板；热流测量环套装在连杆的外壁；热流测量环固定安装在舵基板的上表面，且热流测量环设置在舵体于舵基板的连接处；底套安装在舵基板的下表面，且底套套装在连杆的外壁；螺帽套装在连杆的下部；本发明解决了舵轴气动热烧蚀试验中针对3～4mm缝隙内舵轴冷壁热流的测量问题。

技术领域

本发明涉及一种航天气动热烧蚀试验领域，特别是一种针对3-4mm缝隙内舵轴热流测量装置。

背景技术

导弹在大气层中高速飞行时，经受严重气动加热，作为弹体上的重要局部件，舵同样要承受剧烈的气动加热，尤其是舵轴部分，因此，舵轴部分的气动热环境的测量至关重要。为了对导弹飞行方向的有效控制，舵经常会处于摆动状态，舵底面与基板之间要留有一定量的缝隙，然而，如果缝隙过大，其缝隙内舵的下底面和与其对应的舵基板会产生较大的热辐射现象，因此，为了解决上述问题，结合工程上的经验，通常舵轴处的缝隙厚度为3～4mm。在电弧风洞中进行气动热试验时，由于舵轴处缝隙较小，仅能使用塞式量热计测量舵轴上的冷壁热流，考虑到舵轴处热流较高，对塞式量热计直径和高度均有要求。结合塞式量热计测量原理，最小可使用直径为φ3mm、高为5mm的塞块，同时塞块要放在四周厚为1mm、底部厚为1.5mm的圆柱隔热槽内，这样塞式量热计最小直径为φ5mm，高度为6.5mm。而舵轴缝隙仅仅3～4mm，如果在此缝隙内直接加工上述安装塞式量热计的孔势必会破坏缝隙内的外部形状；目前没有相关技术能够解决电弧风洞中对缝隙内舵轴冷壁热流测试难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，解决了舵轴气动热烧蚀试验中针对3～4mm缝隙内舵轴冷壁热流的测量问题。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，包括舵体、热流测量环、舵基板、底套、螺帽和连杆；其中，舵基板为水平放置的矩形板状结构；舵基板中部设置有通孔；舵体竖直安装在舵基板的上表面；连杆轴向竖直固定安装在舵体的底部；连杆从上至下竖直穿过舵基板；热流测量环套装在连杆的外壁；热流测量环固定安装在舵基板的上表面，且热流测量环设置在舵体于舵基板的连接处；底套安装在舵基板的下表面，且底套套装在连杆的外壁；螺帽套装在连杆的下部。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述舵体为截面为三角形或矩形或梯形的板状结构。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述舵基板与连杆为间隙配合。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述热流测量环为环状结构，热流测量环的半环侧壁均匀安装n个热流传感器；n为正整数，且 10≤n≤15。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，螺帽与连杆为螺纹配合，通过旋转螺帽，实现对舵体与舵基板之间的间距调整；舵体与舵基板的间距为3-4mm；n个热流传感器水平环向位于舵体与舵基板的间距之间。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述热流测量环轴向厚度为5-5.2mm；热流测量环的径向壁厚为6.5-6.7mm。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述热流传感器为塞式量热计；热流传感器内部的竖直放置有量热块；量热块采用紫铜材料；量热块为圆柱体结构；量热块直径为3mm；量热块轴向长度为5mm。

在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，量热块外部套装有隔热套，隔热套轴向长度为6.5mm；隔热套壁厚为2mm；量热块轴向底端与K 型热电偶连通；K型热电偶量程为0-1300℃。