[发明专利]试验件和发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取方法

权利要求书

1.一种发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取方法，其特征在于，该方法用于发动机燃气对飞行器底部辐射热流的地面试验测量，该地面试验使用的试验件为耐高温的圆柱或方柱，外表面承受燃气辐射加热，试验件四周均包裹隔热层，从而构造试验件沿厚度方向的一维热传导环境，该方法包括以下步骤：

步骤1，初始时刻取t₀＝0，时间增量取Δt＝0.1秒，初始温度T₀取刚开始加热时距外表面2毫米处的敏感元件温度测量值；

步骤2，在t₀+Δt时刻，假定x＝0处的热流值Q_a＝10千瓦/平方米；

步骤3，将Q_a加载到x＝0处，按照一维非稳态热传导方程得到距外表面1.8毫米处的温度计算值，同时也计算得到了x＝0～L范围内的所有温度值，其中，t为时间，单位为秒；x为坐标，单位为米，以承受燃气辐射加热的外表面为原点；T为温度，单位为K，它与坐标x和时间t相关；T_x＝L为与距外表面距离为L处的温度值，L为试验件厚度，T_m,L为试验件内表面的温度测量值；ρ为材料密度，单位为千克/立方米，c为材料比热容，单位为焦/(千克·K)，λ为材料导热系数，单位为瓦/(米·K)；Q为燃气辐射加热的热流，T₀表示初始温度，取刚开始加热时试验件内表面的温度测量值；

步骤4，将x＝0.0018米处的温度计算值与测量值对比，如果二者相减的绝对值小于规定值，则得到t₀+Δt时刻的x＝0处的热流正确值Q＝Q_a；

步骤5，如果x＝0.0018米处的温度计算值与测量值的差大于规定值，则将Q_a减小1％，否则将Q_a增大1％，再重复第3～4步；

步骤6，由此得到t₀+Δt时刻的x＝0处的热流值，以及x＝0～L范围内的所有温度值；

步骤7，依此类推，重复第2～6步，得到对应不同时间的x＝0处的热流值，这个热流值就是试验件表面吸收的辐射热流测量值；

步骤8，将x＝0处的热流值除以试验件表面黑漆的表面发射率，获得燃气对试验件表面的辐射热流。

2.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，该试验件材料的密度、比热容、导热系数是各向同性并准确已知的。

3.根据权利要求2所述的获取方法，其特征在于，该试验件表面与喷管出口的相对位置关系由飞行器模型确定。

4.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，所述试验件表面喷涂黑漆，黑漆表面发射率已知且厚度均匀，小于0.05毫米。

5.根据权利要求4所述的获取方法，其特征在于，所述试验件接收辐射能量的表面尺寸不小于8厘米乘以8厘米，厚度不大于2毫米。

6.根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，隔断试验件与支撑部件之间的三维热传导效应。

7.根据权利要求6所述的获取方法，其特征在于，采用热电偶测量试验件内表面的温度，热电偶布置在试验件内表面，温度测点数量至少为5个，其中，1个测点位于试验件内表面中心，2个测点位于试验件内表面中心两侧各1厘米处，1个测点位于试验件内表面距离靠近喷管的试验件边缘1厘米，1个测点位于试验件内表面距离远离喷管的试验件边缘1厘米。