[发明专利]一种滑动弧检测调节方法及系统

说明书

本发明提供了一种滑动弧检测调节方法及系统，涉及航天领域，获取点火区域内滑动弧的当前状态；通过监控滑动弧的当前状态，判断所述滑动弧的所述当前状态是否满足充分燃烧条件；当所述滑动弧的所述当前状态不满足充分燃烧条件，根据所述当前状态与充分燃烧条件的差异度调节航天点火装置中执行机构的运行参数，使得滑动弧处于动态变化中，自适应周围环境，抗干扰能力较强，直至当前状态满足充分燃烧条件，以使滑动弧一直处于稳定运行状态，让有限的燃料充分发挥作用，保证航天发动机的工作持久性；航天点火装置优选点线式点火装置，结构简单，适用于航天领域的点火设备中，等离子体有一个逐渐扩散再聚集的过程，其等离子体利用效率更高。

技术领域

本发明涉及航天点火技术领域，具体而言，涉及一种滑动弧检测调节方法及系统。

背景技术

滑动弧放电是一种典型的等离子体产生方式，滑动弧等离子体是一种介于热等离子体和冷等离子体之间的温等离子体，电弧被气流驱动而产生滑动，在气流作用下不断拉伸并最终断裂，新的电弧又在电极间距最短处产生，形成周期性运动。

滑动弧放电等离子体的电子温度较低但电子数密度较高，具有典型的非平衡等离子体特征。研究表明，非平衡等离子体产生过程中释放的大量活性粒子、自由基等，促进化学反应的进行，提高化学反应效率，进而有效提高燃烧效率，加速燃烧反应。航天发动机点火，就是燃料流从非反应状态到强烈放热反应状态的过渡过程，是发动机工作最基本的前提条件。

多数航天发动机均为内燃机，因此推进剂在燃烧室内能否充分燃烧直接影响发动机的效率。将上述滑动弧式点火作为航天发动机的点火方式，这种点火方式直接高效，但也容易产生推进剂局部燃烧或燃烧不充分的情况，另外随着点火区域气流的扰动和外界环境的变化，滑动弧的稳定性会受到干扰，产生波动，也不利于燃料的充分燃烧。

发明内容

本发明所要解决的问题是如何监控调节滑动弧的生成状态，保证燃料稳定充分燃烧。

为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种滑动弧检测调节方法包括：

获取点火区域内滑动弧的当前状态；所述当前状态包括滑动弧亮度、滑动弧区域的温度、所述滑动弧区域的面积、滑动弧移动速度以及滑动弧密度中的至少一项；

判断所述滑动弧的所述当前状态是否满足充分燃烧条件；

当所述滑动弧的所述当前状态不满足充分燃烧条件，根据所述当前状态与充分燃烧条件的差异度调节航天点火装置中执行机构的运行参数；

监控所述当前状态直至满足充分燃烧条件，控制所述执行机构的运行参数停止变动，其中，所述执行机构包括激励电源和气源。

可选地，所述获取点火区域内滑动弧的当前状态包括：

获得温度测量设备上传的多点处的温度值；

根据多点处的所述温度值分析得到所述滑动弧覆盖区域的平均温度和最高温度；

获取点火区域内所述滑动弧的运行图像；

分析得到所述运行图像中所述滑动弧覆盖区域的平均亮度值和所述滑动弧起始位置的亮度值；

识别所述运行图像中所述滑动弧覆盖的区域的范围，得到所述滑动弧区域的面积；

在所述滑动弧覆盖的区域内任选一点，识别所述滑动弧在单位时间内的更替次数，将所述更替次数记为所述滑动弧移动速度；

识别所述运行图像中分布的波纹曲线之间的相邻距离；

根据识别出的多个所述相邻距离计算得到平均距离，将所述平均距离记为所述滑动弧密度。

可选地，所述判断所述滑动弧的所述当前状态是否满足充分燃烧条件包括：

判断所述最高温度是否大于第一温度阈值；