[發明專利]高溫燃氣流環境下試驗艙內觀察窗防護裝置

有效

• 申請號: 202011196542.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112432756B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 費一塵;韓夢陽;曹知紅;田寧;張凱;趙玲;李彥良;李文浩;姜一通;朱連波;岳暉;李紅亮;夏吝時;畢琛;張春偉;王彪
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明提供了一種高溫燃氣流環境下試驗艙內觀察窗防護裝置，所述防護裝置包括氣幕發生單元和阻隔單元，其中，所述氣幕發生單元伸入艙壁內筒中，包括中空的噴氣環和進氣管，噴氣環靠近觀察窗玻璃，其徑向內側均勻開設有噴氣孔；所述阻隔單元固定在艙壁內筒的入口，包括錐形阻隔檐、阻隔檐導流槽和阻隔檐套筒，錐形阻隔檐位于艙壁內筒外部，阻隔檐套筒全部或部分伸入艙壁內筒中，阻隔檐導流槽連接錐形阻隔檐的小端和阻隔檐套筒，位于艙壁內筒外側，用于匯聚艙壁上因重力作用流下的冷凝水。該防護裝置在長程試驗中實現了觀察窗玻璃的污染隔絕、高溫防護，保證了在試驗過程中測試測量設備的正常使用及精確測量，減少了試驗設備無用數據的產生。

技術領域

本發明屬于地面防隔熱試驗技術領域，特別涉及一種高溫燃氣流環境下試驗艙內觀察窗防護裝置。

背景技術

高溫燃氣流風洞是模擬材料和飛行器在高溫氣流中熱性能的重要地面試驗設備，其中試驗艙為風洞試驗試驗系統主要組成部分，試驗艙主要用于安裝試驗模型及其測試測量裝置，位于試驗艙艙壁上的觀察窗口更是觀察試驗過程中艙內模型情況、精密儀器(點溫儀、紅外熱像儀等)在艙外測量試驗模型相關參數不可缺少的試驗設備組成。在風洞試驗設備運行期間，發現試驗艙觀察窗在高溫燃氣流環境下存在污染問題，嚴重影響試驗測量設備的正常觀測，故發明一種高溫燃氣流環境下艙內觀察窗防護裝置。

對于觀察窗玻璃，試驗艙內主要存在兩種污染源：其一，由于航空煤油燃燒不完全造成的積碳污染，隨著燃氣回流掃過觀察窗附著在玻璃上，使得觀察窗在短時間內便會被積碳完全覆蓋；其二，艙壁冷凝水由于重力向下流經觀察窗洞口時，隨氣流附著在玻璃上。此外，由于觀察窗玻璃持續受到燃氣流的沖刷，溫度會急劇升高，使得觀察窗及其他觀察裝置(如試驗艙內的攝像頭)玻璃出現裂紋，甚至爆裂，嚴重影響試驗設備的穩定性。

現階段艙倉壁上觀察窗防護裝置大多以被動式鍍膜方案，形成自潔玻璃，使得灰塵或污濁液體(如水，含油液體等)較為容易清潔或被水沖洗掉，但由于膜耐溫性能受限等因素，不適用于高溫燃氣流環境。而大多采用氣幕保護方式的觀察窗玻璃防護裝置(如氣壓差孔板裝置、錫槽邊封裝置等)均不可保證試驗艙的密封性，無法使試驗艙達到負壓狀態，影響試驗的正常進行。故亟需發明可隔絕污染物、高溫防護且可保證試驗艙氣密性的防護裝置，解決艙內觀察窗被污染所造成的觀測結果不佳問題。

發明內容

本發明的目的在于解決高溫燃氣流環境下，由于航空煤油燃燒不完全所產生的炭黑污染、由于水蒸氣遇水冷壁冷凝后隨來流進入觀察窗內筒造成的冷凝水污染、燃氣流環境高溫侵害的問題，保障燃氣流風洞試驗過程中，觀察窗的潔凈及其安全穩定，使各觀測設備可正常運行。

為了克服現有技術中的不足，本發明人進行了銳意研究，提供了一種高溫燃氣流環境下試驗艙內觀察窗防護裝置，在長程試驗中，實現了觀察窗玻璃的污染隔絕、高溫防護，保證了在試驗過程中測試測量設備的正常使用及精確測量，減少了試驗設備無用數據的產生，從而完成本發明。

本發明提供的技術方案如下：

一種高溫燃氣流環境下試驗艙內觀察窗防護裝置，所述觀察窗嵌入試驗艙艙壁內，包括艙壁內筒和艙壁內筒末端安裝的觀察窗玻璃，所述防護裝置包括氣幕發生單元和阻隔單元，其中，所述氣幕發生單元伸入艙壁內筒中，包括中空的噴氣環和進氣管，噴氣環靠近觀察窗玻璃，其徑向內側均勻開設有噴氣孔；

所述阻隔單元固定在艙壁內筒的入口，包括錐形阻隔檐、阻隔檐導流槽和阻隔檐套筒，錐形阻隔檐位于艙壁內筒外部，阻隔檐套筒全部或部分伸入艙壁內筒中，阻隔檐導流槽連接錐形阻隔檐的小端和阻隔檐套筒，位于艙壁內筒外側，用于匯聚艙壁上因重力作用流下的冷凝水。

進一步地，觀察窗嵌入試驗艙艙壁內，僅有觀察窗玻璃而無艙壁內筒時，噴氣環固定于阻隔檐套筒中。

根據本發明提供的一種高溫燃氣流環境下試驗艙內觀察窗防護裝置，具有以下有益效果：