[发明专利]高速飞行器空间外压测试装置

说明书

本发明涉及超高速飞行器深空探测装置压力测试领域，具体是一种高温、高压恶劣环境下压力参数的测试装置。解决了目前由于在高温环境的冲击下，传感器材料弹性性能特性退化和引线传热导致的温度性能限制，降低数据采集传输系统可靠性和传感器的压力敏感性甚至使传感器失效，压力参数获取困难的问题；本发明所述高温环境下高速飞行器空间外压测试装置结构合理，通过一种HTCC高温压力传感器精准采集高温环境下的压力信号，通过发送天线透过无屏蔽信号传输层将压力信号给高温一体防护模体内部的接收天线，进而传输给采编器，实现数据的采集、编帧以及存储。另外本发明采用高温防护网以及高温防护膜，保证整个测试装置的准确性、可靠性、稳定性。

技术领域

本发明属于超高速飞行器深空探测装置压力测试的技术领域，具体是一种高速飞行器空间外压测试装置。

背景技术

快速、精确的打击敌方与避免被打击是现代战争的主题。发展飞行速度快、突防能力强、威力大、制导精度高的武器装备是其中的关键。然而宇宙飞船、远程超高速导弹、喷气发动机、火箭、导弹、卫星等载入大气层时，由于高速剧烈摩擦，飞行器体表温度可高达1000^oC（甚至2000^oC）以上，高速运动时气动力学环境与飞行器飞行姿态控制密切相关，实现飞行器表面高温环境下的压力参量动态实时监测对现有测试技术提出严峻考验；喷气式发动机喷口处的喷流压力同样是发动机控制的重要参数，由于环境温度过高，通常仅能在远距离温度相对较低的条件下进行流场压力监测，这无疑增加了系统的复杂性，大大降低了系统控制的响应时间。超音速飞行器表面根据飞行速度和安装位置的不同需要在200～500^oC环境中进行表面气动压力监测。先进的发动机内部进排气歧管压力监测需要在200～300^oC环境下进行监测。再如涡喷发动机是超音速飞机的核心，在不同的位置对涡喷发动机尾喷压力进行监测，需要在300～1000℃环境下完成测试。这些环境下压力参数的实时准确获取，对精确控制系统性能和保证其运行安全都具有重要意义。

发明内容

本发明为了解决由于在高温环境的冲击下，传感器材料弹性性能特性退化和引线传热导致的温度性能限制，降低数据采集传输系统可靠性和传感器的压力敏感性甚至使传感器失效，压力参数获取困难的问题，提供了一种高速飞行器空间外压测试装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种高速飞行器空间外压测试装置，其特征在于包括高温一体防护模体、无屏蔽信号传输层以及信号采集单元；

高温一体防护模体为真空密封结构，其对应于信号采集单元的一侧设置无屏蔽信号传输层，其余部分外表面涂覆有高温防护膜，高温一体防护模体内部设置有采编器、数据预处理存储系统以及接收天线；接收天线、采编器与数据预处理存储系统依次连接；

所述信号采集单元包括基于非接触无源信号传输的HTCC高温压力传感器、耐高温防护网以及发送天线；HTCC高温压力传感器与发送天线连接并设置于耐高温防护网内，HTCC高温压力传感器前端放置于高温环境；

高温防护膜由碳/碳复合材料制备而成；

无屏蔽信号传输层采用碳纤维/环氧面板蜂窝夹层结构制备。

所述的采编器为板卡式，包括信号输入板和采集控制板，设置有信号输入电路、采集电路、中心逻辑控制电路、存储器接口电路及长线传输模块电路，信号输入板和采集控制板之间通过三通电连接器进行连接；数据预处理存储系统采用固态存储器，包括 FPGA 主控模块、FLASH 存储芯片、电压转换模块、与采编器接口电路和备用接口电路，FPGA 主控模块包括FIFO 模块和FLASH 控制模块，接收天线为可接受发送天线信号的耦合线圈。

HTCC高温压力传感器为氧化锆生瓷片制备的压敏LC结构，其内部包含一个压力相关的可变电容和电感线圈形成LC回路，发送天线为耦合线圈。