[发明专利]一种模拟材料气动热烧蚀的实验方法与装置

摘要

本发明属于航空航天技术领域，涉及到一种模拟材料气动热烧蚀的实验方法和装置。该装置利用燃烧反应来生成高温、高压的气体，主要参数可调，使测试段的气流能够模拟指定飞行条件时的气动热和剪切力对材料的作用。其特征是采用燃料和空气在燃烧室中燃烧来生成高温高压气体，并在燃烧室中采取补充空气的方式来调节气流总温，使之与飞行条件一致，最终使用矩形拉瓦尔喷管使模拟气体加速，达到指定的剪切力；测试件安装在喷管下游的测试段侧壁面上。本发明的效果和益处是可提供冷壁热流、壁面剪切力可调的气流，具有准确模拟不同飞行条件下材料气动热烧蚀环境的能力，为超声速飞行器壳体材料气动热烧蚀提供实验条件。

主权项

1.一种模拟材料气动热烧蚀的实验装置，其特征在于，所述的实验装置分为燃烧室(3)、喷管(7)和实验段(8)三部分；所述的燃烧室(3)主体为矩形截面燃烧室，包括主燃烧室(4)和混合段(6)，两者相通，燃烧室(3)外部设有冷却水管路；主燃烧室(4)的前端设有空气喷注器(1)和燃料喷注器(2)，空气喷注器(1)和燃料喷注器(2)分别连接外部的空气管路和燃料管路，通过调节空气管路和燃料管路的进气流量，控制主燃烧室(4)前端的燃料与空气的混合比例，以化学当量比混合，保证可靠燃烧并达到理论最高燃烧温度；混合段(6)和主燃烧室(4)之间设有补充空气入口(5)，在燃烧过程中喷入空气，达到与高温燃气混合降温的目的，同时避免影响上游的燃烧；所述的喷管(7)与混合段(6)相通，喷管出口为矩形，喷管逐渐向出口端收缩，收敛角为45°，且出口为起整流作用的平直段，使喷管喷出的燃气方向一致；所述的实验段(8)设有与喷管(7)相通的管道，从喷管(7)出来的燃气，直接作用于待测材料(9)的表面，待测材料(9)通过可拆卸的安装台承载；实验段(8)上开设用于安放耐高温玻璃(10)的槽口，其位置与待测材料(9)对应，便于利用非接触式温度传感器测量待测材料表面温度。