[发明专利]防隔热材料热响应电弧风洞试验装置及方法

说明书

本发明涉及电弧风洞试验技术领域，尤其涉及一种防隔热材料热响应电弧风洞试验装置及方法。该防隔热材料热响应电弧风洞试验装置包括风洞、转动连接件、水冷工装和旋转驱动机构，旋转驱动机构的动力输出轴与转动连接件相连，水冷工装安装在转动连接件上，水冷工装与风洞的出口相对应。本发明提供的防隔热材料热响应电弧风洞试验装置及方法，能够改变平板试验模型的测量表面与风洞的出口内侧壁下表面之间的夹角，实现连续改变加载到平板试验模型的测量表面热流的目的，进而实现在长时间条件下对防隔热材料热响应的精细化、连续化操作，极大地提高了电弧风洞试验中防隔热材料热响应的真实性，为长时间飞行条件下飞行器防隔热设计提供有效支撑。

技术领域

本发明涉及电弧风洞试验技术领域，尤其涉及一种防隔热材料热响应电弧风洞试验装置及方法。

背景技术

目前电弧风洞试验中，基本设计有限个台阶，设计状态覆盖飞行器沿飞行剖面飞行热流变化状态，无法实现沿飞行剖面加载热流。现阶段广泛使用的电弧风洞热响应方法虽能满足飞行器设计要求，但随着飞行器设计追求更快、更高、更远的目标，对防隔热设计要求更加精准，防隔热设计余量越来越小，因此通过电弧风洞试验准确考核防隔热设计势在必行。

防隔热材料热响应是一个随时间持续积累的过程，其当前时刻的热响应状态与所有之前加载的热流历程都有关联。同时，材料表面烧蚀碳化形态对隔热性能考核也有一定影响。然而，现有的电弧风洞试验难以实现在长时间加热条件下对防隔热材料热响应的精细化操作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种防隔热材料热响应电弧风洞试验装置及方法，解决现有的电弧风洞试验难以实现在长时间加热条件下对防隔热材料热响应的精细化操作的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防隔热材料热响应电弧风洞试验装置，包括风洞、转动连接件、水冷工装和旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的动力输出轴与所述转动连接件相连，所述水冷工装安装在所述转动连接件上，所述水冷工装与所述风洞的出口相对应。

进一步地，所述水冷工装设有用于安装平板试验模型的安装腔。

进一步地，还包括驱动机构安装座，所述旋转驱动机构安装于所述驱动机构安装座上。

进一步地，还包括两个支架，所述水冷工装位于两个所述支架之间；各所述支架均包括支撑部以及与所述支撑部连接的安装部，所述安装部设有供所述转动连接件穿过的通孔，所述转动连接件穿过所述通孔，所述转动连接件与所述安装部转动配合。

具体地，所述转动连接件包括第一转动连接件和第二转动连接件，所述第一转动连接件的一端与所述旋转驱动机构的动力输出轴固定连接，所述第一转动连接件的另一端穿过其中一个所述安装部与所述水冷工装的一端转动连接；所述第二转动连接件的一端与所述水冷工装的另一端转动连接，所述第二转动连接件的另一端穿过另一个所述安装部。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种防隔热材料热响应电弧风洞精细化试验方法，包括如下步骤：

建立转动时序，根据所述转动时序设置试验装置的控制时序，所述试验装置采用上述的防隔热材料热响应电弧风洞试验装置；

将平板试验模型安装在所述试验装置上，所述平板试验模型上安装有第一热流传感器；

调整所述试验装置至初始状态，使所述平板试验模型的测量表面与风洞的出口内侧壁下表面平齐，开启所述风洞，通过所述第一热流传感器采集初始数据；

开启旋转驱动机构，使所述旋转驱动机构按照所述控制时序运行，通过所述第一热流传感器采集测量数据；

关闭风洞，对采集的初始数据和测量数据进行处理。