[发明专利]一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法

权利要求书

1.一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.制作试验模型，试验模型包括平板和翼舵，平板通过舵轴与翼舵连接，翼舵底部的材质为微晶云母陶瓷，平板和翼舵对应处材质为有机玻璃；

S2.将温敏材料喷涂在翼舵底部微晶云母陶瓷外侧，形成温敏涂层，将试验模型放置于风洞试验段的内部进行风洞试验，风洞试验段的侧面设有风洞观察窗，风洞观察窗外设有紫外激发光源和高速相机；

S3.紫外激发光源发射的紫外线通过风洞观察窗和有机玻璃，照射到温敏涂层上激发温敏涂层发射荧光，高速气流通过平板和翼舵之间的缝隙使温敏涂层产生温升，并用高速相机记录温敏涂层表面光强变化，将每幅荧光图像的表面光强分布与初始平均光强分布进行对比，获得表面光强分布变化率，将多幅荧光图像的表面光强分布变化率与标定曲线对比，获取表面温度随时间的变化数据，进而计算出微晶云母陶瓷外侧的表面热流；

S4.将温敏材料喷涂在有机玻璃上表面，形成温敏涂层，重复步骤S3获得有机玻璃上表面的表面热流；

S5.将一体式热电偶分布在舵轴区域，获得舵轴处的温度，计算出舵轴处的表面热流。

2.根据权利要求1所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：步骤S2和步骤S4中，所述温敏材料由磷光粉和黏合剂组成，所述磷光粉与所述黏合剂的质量比为1:4.8-5.2，所述黏合剂由四乙烯五胺和异丙醇组成，所述异丙醇与所述四乙烯五胺的质量比为1:2.8-3.2。

3.根据权利要求1所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：步骤S2和步骤S4中，所述喷涂通过喷涂笔喷涂，所述喷涂笔口径为0.25mm，喷涂次数为5-6次，单次喷涂厚度为4-5μm，所述温敏涂层的厚度为20-30μm。

4.根据权利要求1所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：步骤S3中，所述紫外线的波长为365nm，所述初始平均光强分布为试验前试验装置在风洞试验段内部荧光图像的平均光强分布，所述荧光图像为20张，所述标定曲线为温敏涂层表面光强分布变化率随温度变化的曲线，所述温敏涂层表面光强分布变化率与所述温度的关系式为：

其中，T为温度，I为温敏涂层加热后的表面光强分布，I₀是温敏涂层初始时的表面光强分布。

5.根据权利要求1所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：所述试验模型的微晶云母陶瓷和有机玻璃均满足一维半无限大假设。

6.根据权利要求5所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：步骤S3中和步骤S4中，所述微晶云母陶瓷外侧和所述有机玻璃上表面的表面热流计算公式为：

其中，q(t)为表面热流率，k为基底材料的热传导系数，ρ为基底材料的密度，c为基底材料的比热，t为有效试验时间，T_W为温敏涂层在有效试验时间的温升，基底材料为微晶云母陶瓷或有机玻璃。

7.根据权利要求1所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：步骤S5中，所述舵轴的材质为镍铬合金，所述舵轴迎风处设有凹槽，所述一体式热电偶粘接在所述凹槽内，所述一体式热电偶为E型热电偶，所述E型热电偶的正极为舵轴，所述E型热电偶的负极为康铜合金，，所述E型热电偶的测点直径为0.2mm，测点间距为1mm。

8.根据权利要求1所述的一种翼舵缝隙内部及舵轴热流测量方法，其特征在于：步骤S5中，所述舵轴处温度的计算公式如下：

T(K)＝Ae+Be²+Ce³+De⁴

其中，T(K)为温度，e为热电势，A、B、C、D为热电偶常数。