[实用新型]高速巡航导弹翼面600℃高温热振耦合试验固有频率测取装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高速巡航导弹翼面600℃高温热振耦合试验固有频率测取装置，特别是在进行巡航导弹超音速飞行气动热试验环境模拟时，该试验装置能测取高至600℃高温条件下导弹翼面结构剧烈振动时其固有频率的变化规律，为巡航导弹翼面结构在高速、高温热振耦合环境下的安全设计提供可靠依据。

背景技术

巡航导弹是一种用途广泛，制造成本相对低廉，作战效能高的先进武器。它具有射程远、攻击突然性大、命中精度高、摧毁能力强等特点。因而世界上许多国家都对巡航导弹的研制与发展极为重视。早期的巡航导弹由于飞行速度低，滞空时间长，极容易遭受到地面常规武器的拦截。如美国早期在伊战中使用的“战斧”巡航导弹，飞行速度为0.7马赫(音速的0.7倍)，地面高炮或高射机枪即可能将其摧毁。为了实现远程、高速、高精确性打击，巡航导弹的设计速度在大幅度提高。当巡航导弹的速度提高到4-5马赫时，导弹翼面温度会达到400-600℃，并且巡航导弹高速飞行时还常常伴随有激烈的振动。气动加热产生的高温会改变材料的弹性模量、强度极限等力学性能参数，同时在发射初期和做快速机动飞行时，弹头，翼舵等部件表面会产生高速率的温度变化，使结构内部形成比较大的温度梯度，并产生附加热应力，这会引起结构刚度发生变化，从而改变导弹结构的固有振动特性，进而对高速飞行器的颤振特性、控制特性产生影响。因此，对高速巡航导弹的弹翼等结构进行热-振联合试验，模拟飞行过程中的高温热环境与振动环境，在力热耦合条件下对弹翼结构的振动特性进行试验测试，获得部件固有频率等参数随温度的不同发生变化的规律，对高速巡航导弹的可靠性设计和安全飞行具有重要的意义。

测量导弹翼面结构固有频率时，需要在导弹翼面多个截面处安装加速度传感器，通过测取到的动态振动信号得到导弹翼各阶固有频率的变化规律。在高温下测量导弹翼面结构的固有频率时，最直接的方法是，使用专用的耐高温加速度传感器安装在翼面结构上的测量点处。这种安装方式的优点是安装方便，可直接取得测量点处的振动信号。但专用的耐高温加速度传感器的价格非常昂贵，而且加速度传感器在高温热环境下还需要进行温度特性参数的非线性修正，其测量精度受温度环境因素的影响非常大。对于象导弹翼面这样的高速变化的动态热环境，在高速升温过程中，每一时刻的温度都不相同，且温度变化梯度很大，传感器参数的动态修正比较复杂且困难。象高温合金钢，钛合金等制作导弹翼面的金属材料，其温度高于600℃时即可观察到明显的红化现象。制作加速度传感器的金属材料在600℃时也会出现发红软化现象，其热膨胀量、泊松比和弹性模量等材料参数随高温环境的改变发生很大变化，现在耐高温加速度传感器不能在很高的动态高温热环境中正常使用。

为了增加攻击的突然性以及反拦截的需要，现巡航导弹的设计速度大幅度提高，超音速巡航导弹翼面温度会达到600℃，而在600℃高温与振动复合环境下对翼面结构固有频率的的直接测量非常困难，导弹设计部门极为希望导弹高温气动热振耦合试验中能够在600℃高温环境下对翼面的固有频率等振动特性进行实测，为高速飞行的超音速巡航导弹的研制与安全设计提供必要的试验依据。

发明内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种高速巡航导弹翼面600℃高温热振耦合试验固有频率测取装置，该装置能够在巡航导弹超音速飞行的气动热模拟试验环境时，当导弹翼面产生剧烈振动时，测取到高至600℃的高温热振耦合条件下翼面固有频率的动态变化规律，为巡航导弹翼面结构在高速、高温热振动环境下的安全设计提供可靠依据。