[发明专利]基于温度平衡的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法

权利要求书

1.一种基于温度平衡的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，所述高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法包括：

步骤一，根据飞行器的表面热流分布，确定测温元件在飞行器壳体内的安装位置；

步骤二，在所述步骤一中确定的测温元件的安装位置处安装测温元件，将所述测温元件与飞行器外部的温度测量系统连接以形成温度测量回路；

步骤三，根据所述步骤二中形成的所述温度测量回路，结合飞行器弹道参数变化，在所述飞行器弹道参数变化缓慢的情况下，当所述温度测量回路测得设定时刻飞行器的温度发生突变，则判定所述设定时刻即为飞行器的转捩位置，根据所述步骤一中的安装位置处的测温元件与所述温度测量系统完成所述高速飞行器转捩位置测量传感器的设计；

其中，所述步骤一包括：

根据飞行器飞行条件的实际需求，确定飞行器的自由来流状态；

(1.2) 根据所述飞行器的自由来流状态，计算获取所述飞行器的表面热流分布；

(1.3) 根据所述飞行器的表面热流分布，确定测温元件在飞行器壳体内的安装位置；

所述步骤(1.3)具体包括：根据所述飞行器的表面热流分布，采用一维传热计算方法计算飞行器壳体表面距离壳体内部不同距离厚度处的内壁温度，将所述飞行器壳体表面距离壳体内部不同距离厚度处的内壁温度与飞行器壳体外部的辐射平衡温度对比，当所述飞行器壳体表面距离壳体内部的设定距离厚度处的内壁温度与所述辐射平衡温度之间的差值处于设定温度阈值范围内时，将所述飞行器壳体表面距离壳体内部的设定距离厚度处的位置设定为测温元件的安装位置。

2.根据权利要求1所述的基于温度平衡的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，在所述步骤(1.1)中，所述飞行器的自由来流状态包括来流马赫数、来流攻角和来流高度。

3.根据权利要求2所述的基于温度平衡的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，所述步骤(1.2)具体包括：对所述飞行器进行建模，对所述飞行器的模型进行网格划分，在网格划分后的飞行器模型的基础上，根据所述飞行器的自由来流状态，采用K-wSST湍流模型计算获取所述飞行器的表面热流分布。

4.根据权利要求1所述的基于温度平衡的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，所述差值小于等于1℃。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于温度平衡的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述测温元件包括两个热电偶丝，两个所述热电偶丝相连接，两个所述热电偶丝的连接点设置在所述步骤一中确定的测温元件的安装位置处，将两个所述热电偶丝从所述安装位置处引出并分别与飞行器外部的温度测量系统连接以形成温度测量回路。

6.根据权利要求5所述的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，所述热电偶丝的长度大于或等于10mm。

7.根据权利要求5所述的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：根据所述步骤二中形成的所述温度测量回路，结合飞行器弹道参数变化，在来流马赫数、来流攻角以及来流高度缓慢变化的情况下，当所述温度测量回路测得设定时刻飞行器的温度发生突变，则判定所述设定时刻即为飞行器的转捩位置。

8.根据权利要求7所述的高速飞行器转捩位置测量传感器设计方法，其特征在于，所述来流马赫数、来流攻角以及来流高度缓慢变化时，所述来流马赫数、来流攻角以及来流变化的变化率均小于或等于20％；所述飞行器的温度发生突变时，所述飞行器的温度的一阶导数出现间断。