[发明专利]基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试系统，所述高超声速炮风洞包括依次连接的高压段(1)、膜腔(7)、低压段(2)、喷管(6)及实验舱(9)，其特征在于，

包括用于检测所述膜腔(7)内压力的压力传感器(17)；

所述压力传感器(17)经放大器(15)连接有同步控制器(14)，所述同步控制器(14)根据经所述放大器(15)放大后的压力信号生成触发信号，所述触发信号用于控制设于所述实验舱(9)内气膜冷却模型(100)表面生成气膜冷却喷流的时机；

所述气膜冷却模型(100)表面设有热流传感器(11)，所述热流传感器(11)的输出端经数字信号采集器(12)连接计算机(16)；

所述数字信号采集器(12)的控制端连接至所述同步控制器(14)，所述数字信号采集器(12)根据所述同步控制器(14)的工作时序采集来自所述热流传感器(11)的数据；

所述计算机(16)用于控制所述同步控制器(14)的工作时序及存储所述数字信号采集器(12)采集的热流数据。

2.根据权利要求1所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试系统，其特征在于，

所述同步控制器(14)的输出端连接有放大所述触发信号的固态继电器(13)，所述固态继电器(13)连接有用于开启或者关闭气膜冷却喷流的电磁阀。

3.根据权利要求1所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试系统，其特征在于，

所述热流传感器(11)包括恒压源电路及设于所述恒压源电路两端用于输出电压值的电桥电路，所述电桥电路的至少一个桥臂上设有薄膜热敏电阻。

4.根据权利要求3所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试系统，其特征在于，

所述热流传感器(11)为多个，在所述气膜冷却模型(100)表面形成热流传感器阵列。

5.一种基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

开启高超声速炮风洞；

检测高超声速炮风洞的膜腔(7)内的压力值；

当所述膜腔(7)内的压力值瞬间升高时，开启气膜冷却喷流以使得位于实验舱(9)内的气膜冷却模型(100)表面形成的冷却气膜不晚于高超声速炮风洞的建立；

测量所述气膜冷却模型(100)表面的热流数据。

6.根据权利要求5所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试方法，其特征在于，

所述热流数据为经热流传感器(11)测量并存储至计算机(16)内。

7.根据权利要求6所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试方法，其特征在于，

所述热流传感器(11)在执行所述开启高超声速炮风洞的步骤之前已处于工作状态。

8.根据权利要求6所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试方法，其特征在于，

所述热流传感器(11)包括恒压源电路及设于所述恒压源电路两端用于输出电压值的电桥电路，所述电桥电路的至少一个桥臂上设有薄膜热敏电阻。

9.根据权利要求6所述的基于高超声速炮风洞的气膜冷却瞬态热流测试方法，其特征在于，

所述热流传感器(11)为多个，在所述气膜冷却模型(100)表面形成热流传感器阵列，用于测量同一时刻所述气膜冷却模型(100)表面多个位置的热流数据。