[实用新型]一种电弧风洞流场剖面焓测量试验装置

说明书

本实用新型提供了一种电弧风洞流场剖面焓测量试验装置，包括：气体加热组件、温度测量组件、冷却装置和移动组件；所述气体加热组件的出口设置在真空系统中，所述温度测量组件布置在所述气体加热组件的下游，并且也位于真空系统中；所述温度测量组件通过所述冷却装置固定在所述移动组件上；所述冷却装置也设置在所述真空系统中。本实用新型可以快速测量得到流场总焓分布，相比目前地面防热试验中采用的平衡声速法工程评估算法，更为准确直接。

技术领域

本实用新型涉及飞行器地面气动热试验研究技术领域，尤其是涉及一种电弧风洞流场剖面焓测量试验装置。

背景技术

飞行器在大气中以高超声速飞行时，会面临剧烈的气动加热作用，热防护系统设计是高超声速飞行器关键技术之一。由于飞行试验成本过高，高超声速飞行器热防护材料的筛选及考核通常在地面高焓设备中进行，电弧风洞通过电弧加热器产生高温高压气流，可以实现长时间稳定运行，是防热材料地面烧蚀考核的主力设备。在电弧风洞中模拟飞行器高温气流环境时，气流总焓是关键模拟参数之一，气流总焓是指单位质量的常温气体在加热后获得的总能量，对防热材料的烧蚀性能具有重要影响作用，需要进行准确有效的测量。

而且，在电弧风洞长时间地面防热试验考核中，为了避免喷管被高温气流烧损，通常需要对喷管进行水冷设计。高温气流在水冷喷管内部流动时，由于高温气流和水冷壁面存在较大的温度差异，在热传导及辐射作用下，喷管水冷壁会带走高温气体的部分能量，致使到达喷管出口模型表面的气流恢复焓出现一定程度的损失，即焓降效应，同时，也会造成喷管出口中心区域与壁面附近流场总焓分布不够均匀，影响防热材料模型考核的效果。因此，研制一种电弧风洞喷管出口流场剖面焓测量试验装置十分必要，可以对流场剖面总焓分布进行有效准确的测量。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电弧风洞流场剖面焓测量试验装置，可以对流场的总焓分布进行测量，满足了电弧风洞中流场总焓测量技术方面的要求。

本实用新型提供一种电弧风洞流场剖面焓测量试验装置，包括：气体加热组件、温度测量组件、冷却装置和移动组件；所述气体加热组件的出口设置在真空系统中，所述温度测量组件布置在所述气体加热组件的下游，并且也位于真空系统中；所述温度测量组件通过所述冷却装置固定在所述移动组件上；所述冷却装置也设置在所述真空系统中。

优选地，所述气体加热组件包括：电弧加热器和喷管，所述喷管设置在所述电弧加热器出口，且所述喷管位于真空系统内。

优选地，所述温度测量组件包括：总温探针和温度传感器，所述总温探针布置在所述喷管出口的试验气流下游位置，所述温度传感器安装在所述总温探针的内部。

优选地，所述总温探针进气口直径为4mm-8mm，出气口直径为1mm-4mm。

优选地，所述温度传感器为K型热电偶，温度测量范围为1～1200℃。

优选地，所述冷却装置包括水冷模型支架，采用水冷设计，水冷压力为1～3Mpa。

优选地，所述移动组件包括：电动平移台、运动控制器和计算机；所述计算机连接所述运动控制器远程控制所述电动平移台在导轨上移动；所述水冷模型支架固定在所述电动平移台上。

优选地，所述电动平移台使用支撑型精密线性轴承导轨，平移行程1～1000mm，最大平移速度400mm/s，中心负载为50kg。

优选地，所述运动控制器最高输出频率为4MHz，所述计算机通过所述运动控制器对所述电动平移台进行控制，调整其平移速度及距离。