一種高超聲速飛行器表面熱流辨識(shí)裝置及設(shè)計(jì)方法

申請(qǐng)人

北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

發(fā)明人

李宇 陳偉華 黃建棟 劉國(guó)仟 等

專利號(hào)

201711115268.X

公告日2019-12-20

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高超聲速飛行器表面熱流的辨識(shí)裝置及其設(shè)計(jì)方法，尤其適用于長(zhǎng)時(shí)間高熱流的密集測(cè)量，屬于高超聲速飛行器熱參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

權(quán)利要求書

一種高超聲速飛行器表面熱流辨識(shí)裝置，其特征在于：包括熱傳導(dǎo)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(dǎo)敏感元件為柱狀結(jié)構(gòu)，敏感元件隔熱套為帶通孔的柱狀結(jié)構(gòu)，熱傳導(dǎo)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(cè)與隔熱套外表面平齊，形成測(cè)量端面，另一側(cè)底部安裝有溫度傳感器，敏感元件壓板為一側(cè)帶有直槽的扁平板狀結(jié)構(gòu)，壓住熱傳導(dǎo)敏感元件裝有溫度傳感器的一側(cè)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(dǎo)導(dǎo)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(dǎo)敏感元件除測(cè)量端面以外的部分與外部環(huán)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(shí)裝置結(jié)構(gòu)剖視圖

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：針對(duì)目前傳統(tǒng)熱流傳感器對(duì)高超聲速飛行器長(zhǎng)時(shí)間高熱流測(cè)量的適應(yīng)性差，以及傳感器尺寸大導(dǎo)致難以進(jìn)行密集測(cè)量的問題，本發(fā)明提出了一種間接式測(cè)量高超聲速飛行器表面熱流的辨識(shí)方案及裝置，適用于長(zhǎng)時(shí)間高熱流的測(cè)量，并克服了傳統(tǒng)熱流傳感器尺寸大、質(zhì)量大、安裝受限大、難以實(shí)現(xiàn)密集測(cè)量等問題。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

（1）與傳統(tǒng)熱流傳感器相比，本發(fā)明提供的熱流辨識(shí)裝置的許用溫度較高，適合于長(zhǎng)時(shí)間高熱流測(cè)量。

（2）本發(fā)明提供的熱流辨識(shí)裝置具有測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)品尺寸較小、環(huán)境適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)。

（3）本發(fā)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(fā)明提供的熱流辨識(shí)裝置的尺寸是結(jié)合實(shí)際測(cè)量環(huán)境通過熱分析和仿真得到的，數(shù)據(jù)更具科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

（5）采用本發(fā)明所制造的熱流辨識(shí)裝置測(cè)量得到的溫度值，可以應(yīng)用到基于熱傳導(dǎo)反問題求解的熱流辨識(shí)方法中，通過對(duì)溫度信息進(jìn)行反演，得出被測(cè)位置表面的熱流。

（6）本發(fā)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(fù)雜數(shù)學(xué)方法對(duì)測(cè)量得到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行反演獲得表面熱流，只要傳感器不燒蝕、能測(cè)出溫度，就能反演出熱流，適用范圍較廣。

聯(lián)系方式

李宇010-68759705