[發(fā)明專利]一種適用于高焓氣流的水冷式壓力測量探頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811564631.0
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109799030B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉麗萍;王國林;張軍;羅杰;馬昊軍;趙長浩;肖學(xué)仁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01L19/06
• 分類號: G01L19/06
• 代理公司: 11609 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李亞東

本發(fā)明涉及一種適用于高焓氣流的水冷式壓力測量探頭，包括殼體、第一封閉件、第二封閉件、第一進氣管、第二進氣管、測試孔、支撐件和底板；殼體包括外殼和內(nèi)殼，外殼上設(shè)有第一進水口和第一出水口，外殼和內(nèi)殼之間設(shè)有后端封閉的中空夾層；中空夾層包括前區(qū)和后區(qū)，前區(qū)被沿殼體長度方向設(shè)置的兩個阻擋部分隔為上腔和下腔，上腔和后區(qū)連通，下腔和后區(qū)之間設(shè)有密封部進行封堵；第一進水口位于下腔下側(cè)，第一出水口位于后區(qū)下側(cè)；第一封閉件包括用于封閉外殼前端的外封閉件和用于封閉內(nèi)殼前端的內(nèi)封閉件，兩者之間具有連通上腔和下腔的前腔。該裝置可以滿足采用高焓設(shè)備開展防熱材料地面模擬試驗駐點壓力的測量需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地面防熱試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于高焓氣流的水冷式壓力測量探頭。

背景技術(shù)

高超聲速飛行器研制是我國航空航天領(lǐng)域未來長期的戰(zhàn)略目標，其在嚴酷的服役環(huán)境中受嚴重的氣動加熱作用，產(chǎn)生的高熱流密度和高溫嚴重威脅著飛行器和人員的安全，為此需對其熱防護材料開展地面模擬試驗。由于高溫邊界層內(nèi)流場參數(shù)和流動化學(xué)狀態(tài)控制著高超聲速飛行器表面的氣動熱載荷，在地面模擬試驗中，必須確保常規(guī)的壓力、熱流、焓值等“三參數(shù)”和飛行環(huán)境一致，因此開展地面高焓模擬設(shè)備來流的壓力測量就顯得尤為重要。

評估和鑒定熱防護系統(tǒng)的防、隔熱性能，需要能夠模擬飛行氣動熱環(huán)境的高焓設(shè)備中進行大量地面試驗。此類試驗大都在燃燒加熱設(shè)備、電弧加熱設(shè)備和高頻等離子體加熱設(shè)備上進行。這類設(shè)備來流氣體溫度一般在3000～10000K之間，因此需要設(shè)計一種用于高焓氣流中水冷式壓力測量探頭，滿足地面模擬試驗所需。

常規(guī)的防熱材料地面模擬設(shè)備產(chǎn)生的高焓、高溫氣流對傳統(tǒng)的壓力測量探頭測壓時帶來了極大的挑戰(zhàn)。若采用常規(guī)的壓力測量探頭測壓時，高焓、高溫氣流會燒損測壓探頭，使得壓力探頭內(nèi)的進氣溫度升高膨脹嚴重影響測試結(jié)果，因此需要設(shè)計一種用于高焓氣流中水冷式壓力測量探頭，保證壓力結(jié)果的準確性，滿足地面模擬試驗所需。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于高焓氣流的水冷式壓力測量探頭。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種適用于高焓氣流的水冷式壓力測量探頭，用于將高焓氣流傳輸至壓力傳感器進行測量，包括殼體、第一封閉件、第二封閉件、第一進氣管、第二進氣管、測試孔、支撐件和底板；

殼體包括外殼和內(nèi)殼，外殼上設(shè)有第一進水口和第一出水口，外殼和內(nèi)殼之間設(shè)有后端封閉的中空夾層；中空夾層包括前區(qū)和后區(qū)，前區(qū)被沿殼體長度方向設(shè)置的兩個阻擋部分隔為上腔和下腔，上腔和后區(qū)連通，下腔和后區(qū)之間設(shè)有密封部進行封堵；第一進水口位于下腔下側(cè)，第一出水口位于后區(qū)下側(cè)；

第一封閉件包括用于封閉外殼前端的外封閉件和用于封閉內(nèi)殼前端的內(nèi)封閉件，兩者之間具有連通上腔和下腔的前腔；外封閉件的前端面上設(shè)置有測試孔；第二封閉件用于封閉殼體后端；

支撐件為具有空腔的結(jié)構(gòu)，一端和第二封閉件連接，另一端和底板連接；支撐件空腔內(nèi)設(shè)置有第二進氣管，所述空腔形成冷卻水腔，用于對第二進氣管進行冷卻；

第一進氣管位于內(nèi)殼的空腔內(nèi)，前端穿過內(nèi)封閉件與測試孔連通，后端穿過第二封閉件與第二進氣管連接；

第二進氣管用于將第一進氣管輸送來的氣體輸送至壓力傳感器。

優(yōu)選地，所述測試孔的直徑為所述第一進氣管直徑的0.3～0.6倍。

優(yōu)選地，所述測試孔的直徑為2～5mm。

可選地，所述外封閉件具有與外殼相同的外徑，后端區(qū)域具有與外殼相同的內(nèi)徑，前端區(qū)域的內(nèi)徑縮小但大于內(nèi)殼的外徑；