[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

说明书

本发明实施例公开的一种试验件和发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取方法，涉及发动机燃气对飞行器底部辐射热流测试技术，能够解决目前无法进行发动机燃气对飞行器底部辐射热流的地面试验测量问题。该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，主要用于发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取。

技术领域

本发明涉及发动机燃气对飞行器底部辐射热流测试技术领域，尤其涉及一种试验件和发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取方法。

背景技术

飞行器在发动机工作条件下长时间飞行时，发动机燃气含有水蒸气、二氧化碳等非对称型多原子气体，对飞行器底部、翼舵后缘存在一定的辐射加热作用。为了准确预测燃气的辐射加热作用，实现飞行器底部摄像头、电连器等装置及结构本身的热防护设计，非常有必要通过地面试验获取燃气对飞行器底部的辐射热流数据。

对于发动机工作时间在100秒以上的高超声速飞行器，目前国内缺少发动机燃气对飞行器底部辐射热流的飞行试验数据，这样就给燃气附近飞行器底部热防护设计增加了难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种试验件和发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取方法，能够解决目前无法进行发动机燃气对飞行器底部辐射热流的地面试验测量问题。

本发明的技术解决方案：

一方面，一种试验件，该试验件用于发动机燃气对飞行器底部辐射热流的地面试验测量，该试验件试验过程中承受燃气辐射加热，该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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，隔断试验件与支撑部件之间的三维热传导效应。

可选的，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。

另一方面、一种发动机燃气对飞行器底部辐射热流的获取方法，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，该实验使用权利要求1-7任一项所述的试验件，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