[发明专利]一种模拟Ma8环境的超高温纯净空气发生系统及方法

说明书

本发明涉及高马赫数试验领域，公开了一种模拟Ma8环境的超高温纯净空气发生系统及方法，所述系统包括N₂加热器、NO加热器、掺混室，所述N₂加热器、NO加热器分别与掺混室连接，所述N₂加热器的顶部设置N₂出口，底部设置N₂入口；所述NO加热器的顶部设置NO出口，底部设置NO入口；所述N₂加热器与掺混室之间设置第一背压调节器，所述NO加热器与掺混室之间设置第二背压调节器；所述掺混室出口与整流段入口连接，所述整流段出口与喷管连接。本发明有效解决了现有技术中常规材料和方法难以模拟马赫数为8.0时的环境条件的问题。

技术领域

本发明属于高马赫数试验领域，更具体地涉及一种模拟Ma8环境的超高温纯净空气发生系统及方法。

背景技术

高马赫数飞行器由于其突出的战略地位，正成为国内外研究的热点。研究高马赫数飞行器的方式中，包括数值计算、地面试验和飞行试验三大类。其中，地面高马赫数试验设备通过模拟高空环境，并利用天地一致性进行转换，可以达到在研制阶段就了解飞行器气动性能的目的。地面试验可以得到数值计算不能精确模拟的气动现象与数据，更具有真实性，并且与飞行试验相比，能节省更多的研制成本。

在模拟高马赫数环境时，对其总温的模拟至关重要。在马赫数5以上时总温模拟要求在1250K以上，这对设备提出了很高的能量添加需求。目前高马赫数地面设备中已使用的加热器包括蓄热式加热器、激波管式加热器、燃烧型空气加热器等。

一般的方法生成的含污染组分的试验气体导致的“污染效应”会对气动特性的评估产生显著影响，给地面试验数据外推应用到飞行条件带来诸多不确定因素。面对复杂的、存在许多不确定因素的“污染效应”，除了开展深入细致的研究外，发展高温纯净空气风洞设备可以使获得的地面试验数据更为真实、可靠。选择纯净的发生系统是高温纯净空气风洞设备的关键。

蓄热式加热器通过与高温蓄热材料单元的对流换热来加热气流，原理上没有引入污染组分、杂质，理论上可以供应完全满足物理化学特性的高温空气。且能维持的试验时间较长，具有一定的优越性，但其对于高总温的模拟技术仍不成熟，常规材料和方法难以模拟马赫数为8.0时的条件。

发明内容

为解决现有技术中常规材料和方法难以模拟马赫数为8.0时的环境条件的问题，本发明提供一种模拟Ma8环境的超高温纯净空气发生系统及方法。

本发明采用的具体方案为：一种模拟Ma8环境的超高温纯净空气发生系统，所述系统包括N₂加热器、NO加热器、掺混室，所述N₂加热器、NO加热器分别与掺混室连接，所述N₂加热器的顶部设置N₂出口，底部设置N₂入口；所述NO加热器的顶部设置NO出口，底部设置NO入口；所述N₂加热器与掺混室之间设置第一背压调节器，所述NO加热器与掺混室之间设置第二背压调节器；所述掺混室出口与整流段入口连接，所述整流段出口与喷管连接。

所述N₂加热器通过管道与掺混室的上方入口连接。

所述NO加热器通过管道与掺混室的下方入口连接。

所述N₂入口、NO入口处设置节流阀。

所述N₂加热器内部设置温度传感器。

所述掺混室出口处设置温度传感器。

另一方面，本发明公开了一种模拟Ma8环境的超高温纯净空气发生方法，包括如下步骤：

（1）在N₂加热器中，将N₂加热至3000-3500K，得到高温N₂；