[发明专利]一种大气吸收波段内发动机喷焰特性试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种大气吸收波段内发动机喷焰特性试验装置，其特征在于包括：傅里叶光谱仪(1)、高温定标黑体(2)和红外热像仪(4)；

试验前，高温定标黑体(2)分别与傅里叶光谱仪(1)和红外热像仪(4)光学连接，完成对傅里叶光谱仪(1)和红外热像仪(4)的辐射定标；

被测发动机(3)固定安装在发动机试车台上，傅里叶光谱仪(1)、红外热像仪(4)和被测发动机(3)均位于发动机试车台平面内；

傅里叶光谱仪(1)和被测发动机(3)的机身位于被测发动机(3)喷口的同侧，红外热像仪(4)位于另一侧，其中傅里叶光谱仪(1)与被测发动机(3)喷口之间的距离为4～6m，红外热像仪(4)与被测发动机(3)喷口之间的距离大于40m；

傅里叶光谱仪(1)的光轴和红外热像仪(4)的光轴相交，且交点位于被测发动机(3)喷口轴线的延长线上。

2.根据权利要求1所述的一种大气吸收波段内发动机喷焰特性试验装置。其特征在于：所述傅里叶光谱仪(1)的光轴和红外热像仪(4)的光轴的交点与喷口末端的距离为0.5～1m。

3.一种基于权利要求1中试验装置的试验方法，其特征在于步骤如下：

(1)利用大气传输软件，计算被测环境大气透过率；

(2)根据傅里叶光谱仪(1)与被测发动机(3)的距离，选择傅里叶光谱仪(1)的镜头，并确定傅里叶光谱仪(1)和被测发动机(3)喷口之间的连线与被测发动机(3)机身轴线之间的夹角；

(3)根据红外热像仪(4)的视场范围以及试验场地尺寸，确定红外热像仪(4)的位置；

(4)根据预先给定的被测发动机(3)的温度范围，利用高温定标黑体(2)在预先给定的温度范围内对傅里叶光谱仪(1)进行多点辐射定标；所述被测发动机(3)的温度范围根据被测发动机(3)的推力大小不同预先给定；

(5)分别对傅里叶光谱仪(1)和红外热像仪(4)进行瞄准，使得被测发动机(3)的喷口轴线延长线上的预设点处于视场中心位置；

(6)统一傅里叶光谱仪(1)和红外热像仪(4)的时间标准，启动测试装置，被测发动机(3)点火开始进行大气吸收波段内发动机喷焰特性试验，傅里叶光谱仪(1)对被测发动机(3)的辐射能量数据进行采集，红外热像仪(4)对被测发动机(3)的红外图像数据进行采集；

(7)对步骤(6)中的数据采集完成，利用傅里叶光谱仪(1)采集的辐射能量数据、红外热像仪(4)采集的红外图像数据和步骤(1)的大气透过率进行大气校正处理，具体为：

从傅里叶光谱仪(1)采集到的辐射能量数据中提取被测发动机(3)辐射能量稳定的时段作为吸收波段的分析区间，选择辐射次峰4.145～4.176μm的积分能量作为判断依据，分析得出辐射变化小于预设阈值的时段，在该分析区间内求辐射能量平均值，经大气校正后，得到喷焰辐射亮度大小，根据红外热像仪(4)采集的红外图像数据提取尾焰面积，将辐射亮度乘以尾焰面积即可得到喷焰辐射强度平均大小。