[發明專利]風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法

有效

• 申請號: 202110258800.3
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113029493B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 吳洋;鄧浩川;韋笑;楊景軒
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/06
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

1.一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：

采用風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量系統實現，所述測量系統包括收發子系統、點火子系統、風洞爆轟子系統、觸發子系統；其中，

所述收發子系統用于發射測量信號和接收回波信號；

所述風洞爆轟子系統用于提供真空環境以及利用充入的測量氣體產生爆轟測量環境；

所述點火子系統連接所述風洞爆轟子系統，用于觸發所述風洞爆轟子系統點火；

所述觸發子系統與所述收發子系統、所述點火子系統、所述風洞爆轟子系統信號連接，用于實現所述收發子系統、所述點火子系統、所述風洞爆轟子系統之間的信號同步；

測量方法包括如下步驟：

S1、搭建所述測量系統；

S2、在所述風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標；

S3、根據預估氣流速度設置所述收發子系統的參數；

S4、開啟所述風洞爆轟子系統，將風洞內抽真空；

S5、利用所述收發子系統測量并獲取目標在真空環境下的靜態回波數據；

S6、在風洞注入測量氣體以及助推用爆轟氣體；

S7、通過所述點火子系統點火在風洞內形成爆轟測量環境，利用所述收發子系統測量并獲取目標在爆轟測量環境下的測量狀態回波數據；

S8、根據得到的靜態回波數據和測量狀態回波數據分析目標等離子鞘套多普勒效應，建立回波數據頻譜移動與風洞內氣流速度之間的關系；

其中，所述收發子系統包括信號源、頻譜儀、放大器、收發天線、硬質支撐架和天線罩；所述信號源與所述收發天線連接，用于發射測量信號，所述收發天線通過所述放大器與所述頻譜儀連接，用于接收回波信號；

所述步驟S2中，在所述風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標時，將所述目標通過所述硬質支撐架設置在風洞內部的目標區中，并將所述收發天線設置在所述目標內部，在所述目標朝向來流方向的前部設置透波的所述天線罩，所述收發天線通過測量電纜連接風洞外的所述信號源和所述頻譜儀；

所述步驟S3中，根據預估氣流速度設置所述收發子系統的參數時，設置所述信號源發射測量信號為點頻信號，根據預估氣流速度設置所述頻譜儀的接收中心頻率，并設置所述頻譜儀的接收帶寬至少為50MHz。

2.根據權利要求1所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：

所述風洞爆轟子系統包括風洞、爆轟氣體混合室、測量氣體段、火花塞、氣流監測設備、氣壓監測設備；

所述爆轟氣體混合室通過所述測量氣體段連通至所述風洞，所述火花塞設置在所述爆轟氣體混合室的火花塞安裝位上，所述氣流監測設備、所述氣壓監測設備設置在所述測量氣體段與所述風洞連接段，所述氣流監測設備用于對所述測量氣體的流速進行監測，所述氣壓監測設備用于對所述測量氣體的氣壓進行監測。

3.根據權利要求2所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：

所述點火子系統包括點火器，所述點火器與所述火花塞連接，用于產生點火信號以觸發所述火花塞完成點火。

4.根據權利要求3所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：

所述觸發子系統包括脈沖延時發生器、數字示波器；

所述脈沖延時發生器與所述數字示波器、所述頻譜儀、所述信號源、所述點火器連接，用于給出氣流觸發信號和延時觸發信號；所述數字示波器與所述頻譜儀、所述信號源、所述氣壓監測設備、所述氣流監測設備連接，用于記錄觸發時間、發射測量信號和接收回波信號。

5.根據權利要求4所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：

所述步驟S6中，在風洞的測量氣體段注入測量氣體，在爆轟氣體混合室注入助推用爆轟氣體，在風洞內抽真空后，由所述脈沖延時發生器生成觸發信號，并同步發送至所述氣流監測設備和所述數字示波器，所述氣流監測設備開始測量氣流流速，所述數字示波器記錄氣流的觸發時間。