[发明专利]一种用于飞行试验热流测量的同轴热电偶安装装置及安装方法

说明书

本发明公开了一种用于飞行试验热流测量的同轴热电偶安装装置，具体包括绝缘密封箍和紧固件，绝缘密封箍和紧固件通过卡接安装方式和同轴热电偶安装固定；绝缘密封箍贯穿中轴线设置有一个通孔a，绝缘密封箍的前端设置为筒体a，绝缘密封箍的后端设置为梯形结构；紧固件贯穿中轴线设置有一个通孔b，紧固件的顶端设置为六角结构，紧固件的中部设置为筒体b，筒体b的外壁设置有螺纹，紧固件的底端设置为倾斜斜壁。安装后的同轴热电偶与飞行器之间的密封性较好，同轴热电偶端面同飞行器外表面齐平，因此能准确测出飞行器表面热流分布；热电偶安装结构稳定性高；同轴热电偶同飞行器机体之间的绝缘性较高，避免了信号干扰。

技术领域

本发明属于高超声速飞行设备技术领域，具体涉及一种用于飞行试验热流测量的同轴热电偶安装装置及安装方法。

背景技术

高超声速飞行中，飞行器表面受到的气动加热载荷会引起机体材料烧蚀，防热问题十分突出。气动热环境的准确预测，可以有效降低防热材料的余量，增加有效载荷，提高飞行器结构效率。目前，地面风洞试验是预测气动热环境的主要手段，但是其结果与真实飞行状态存在不同程度的“偏离”。高超声速飞行试验所获取的实际环境载荷数据更加准确可靠，近些年国内开展飞行试验的次数越来越多，通过在飞行器表面安装传感器进行表面热流测试，从而获得宝贵的飞行试验数据。

快速响应同轴热电偶是基于表面温度测量热传导理论研制的热流传感器，通过测定温度变化历程反算得到热流。其尺寸小，响应快，抗冲刷能力强，特别适用于苛刻环境下的高精度物面温度与热流测量，已被广泛应用于激波风洞气动热测量、爆炸热流测量、发动机试验平台瞬态温度测量，因此其也被用于飞行试验温度和热流测量。快速响应同轴热电偶实物的端头敏感器件为直径2mm的圆柱体，长度为15mm，尾端直径为3.6mm，长度为11mm。

飞行试验中，对同轴热电偶的安装需求较高。首先，安装后的同轴热电偶与飞行器之间要密封，同轴热电偶端面同飞行器外表面齐平，这样才能准确测出飞行器表面热流分布；其次，飞行试验中飞行器振动较大，同时气动加热会造成模型机体温度升高，热效应和振动效应相互耦合，要求保证热电偶安装结构不会失效；最后，由于飞行试验中所有控制单元及采集单元无参考地，会对热电偶测量带来信号干扰，要求安装后的同轴热电偶同飞行器机体之间能够绝缘。然而现有技术中，目前没有提出飞行试验对同轴热电偶的安装要求，因此，也没有人针对上述飞行试验对同轴热电偶的安装要求，提出了相应的同轴热电偶安装方法。因此，如何研发一种用于飞行试验热流测量的同轴热电偶安装方法，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于飞行试验热流测量的同轴热电偶安装装置及安装方法。

本发明采取的技术方案为：

一种用于飞行试验热流测量的同轴热电偶安装装置，具体包括绝缘密封箍和紧固件，绝缘密封箍和紧固件通过卡接安装方式和同轴热电偶安装固定，所述绝缘密封箍贯穿中轴线设置有一个通孔a，绝缘密封箍的前端设置为筒体a，绝缘密封箍的后端设置为梯形结构；

所述紧固件贯穿中轴线设置有一个通孔b，紧固件的顶端设置为六角结构，紧固件的中部设置为筒体b，筒体b的外壁设置有螺纹，紧固件的底端设置为倾斜斜壁。

进一步的，所述绝缘密封箍的梯形结构上斜面与飞行器壁面相互卡接；绝缘密封箍的梯形结构下斜面与紧固件的倾斜斜壁相互卡接。

进一步的，所述绝缘密封箍的梯形结构上斜面夹角设置为90°；梯形结构下斜面夹角设置为60°。

进一步的，所述紧固件的倾斜斜壁夹角设置为60°。

进一步的，所述绝缘密封箍的通孔a和紧固件的通孔b内径接近，且与同轴热电偶前端的圆柱部分外径相互适配。

进一步的，所述绝缘密封箍和紧固件都采用耐高温的有机合成材料制备而成，更为具体的是PEEK、PBI或PI材料中的任意一种，其耐温温度在350℃左右。