一種高超聲速飛行器表面熱流辨識裝置及設計方法

申請人

北京臨近空間飛行器系統工程研究所，中國運載火箭技術研究院

發明人

李宇 陳偉華 黃建棟 劉國仟 等

專利號

201711115268.X

公告日2019-12-20

技術領域

本發明涉及一種高超聲速飛行器表面熱流的辨識裝置及其設計方法，尤其適用于長時間高熱流的密集測量，屬于高超聲速飛行器熱參數測量技術領域。

權利要求書

一種高超聲速飛行器表面熱流辨識裝置，其特征在于：包括熱傳導敏感元件、敏感元件隔熱套、敏感元件壓板、溫度傳感器，熱傳導敏感元件為柱狀結構，敏感元件隔熱套為帶通孔的柱狀結構，熱傳導敏感元件位于敏感元件隔熱套通孔中，與敏感元件隔熱套間隙配合，敏感元件一側與隔熱套外表面平齊，形成測量端面，另一側底部安裝有溫度傳感器，敏感元件壓板為一側帶有直槽的扁平板狀結構，壓住熱傳導敏感元件裝有溫度傳感器的一側端面，與敏感元件隔熱套間隙配合合安安裝裝，，敏敏感感元元件件隔隔熱熱套套、、熱熱傳傳導導敏敏感感元件與敏感元件隔熱套之間的間隙，以及敏感元件壓板共同阻隔熱傳導敏感元件除測量端面以外的部分與外部環境之間熱量交換，溫度傳感器正好落入敏感元件壓板直槽中，并在直槽中走線。

▲熱流辨識裝置結構剖視圖

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對目前傳統熱流傳感器對高超聲速飛行器長時間高熱流測量的適應性差，以及傳感器尺寸大導致難以進行密集測量的問題，本發明提出了一種間接式測量高超聲速飛行器表面熱流的辨識方案及裝置，適用于長時間高熱流的測量，并克服了傳統熱流傳感器尺寸大、質量大、安裝受限大、難以實現密集測量等問題。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

（1）與傳統熱流傳感器相比，本發明提供的熱流辨識裝置的許用溫度較高，適合于長時間高熱流測量。

（2）本發明提供的熱流辨識裝置具有測量結構簡單、產品尺寸較小、環境適應性好的優點。

（3）本發明敏感元件壓板軸線方向與其材料模壓層間方向垂直；敏感元件隔熱套加工完成后其軸線方向與其材料模壓層間方向平行，保證均勻隔熱。

（4）本發明提供的熱流辨識裝置的尺寸是結合實際測量環境通過熱分析和仿真得到的，數據更具科學性與準確性。

（5）采用本發明所制造的熱流辨識裝置測量得到的溫度值，可以應用到基于熱傳導反問題求解的熱流辨識方法中，通過對溫度信息進行反演，得出被測位置表面的熱流。

（6）本發明所述裝置適用于高超聲速滑翔飛行器和再入飛行器，通過復雜數學方法對測量得到的溫度數據進行反演獲得表面熱流，只要傳感器不燒蝕、能測出溫度，就能反演出熱流，適用范圍較廣。

聯系方式

李宇010-68759705