[發明專利]基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置及方法

在審

• 申請號: 202110911036.5
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113640542A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 朱家健;馮戎;田軼夫;蔡尊;孫永超;王成龍;汪洪波;孫明波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01P5/18
• 分類號: G01P5/18
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 周達

1.基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：包括滑動弧等離子體測速裝置，所述滑動弧等離子體測速裝置安裝在燃燒室的內壁面上；

所述滑動弧等離子體測速裝置包括圓柱形絕緣體、第一電極、第二電極和電源；第一電極和第二電極對稱設置在圓柱形絕緣體的頂面上，第一電極和第二電極均為條形電極，第一電極和第二電極傾斜相對設置，第一電極作為高壓電極，第一電極通過導線連接電源；第二電極作為接地電極，第二電極通過導線連接大地；

開啟電源，第一電極和第二電極間產生隨燃燒室內氣流的方向滑移的滑動弧等離子體，滑動弧等離子體作為氣流速度的標示物，通過測量設定時間間隔內滑動弧等離子體的移動距離，確定滑動弧等離子體的滑移速度，進而根據滑動弧等離子體的滑移速度測得燃燒室內氣流的速度。

2.根據權利要求1所述的基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：所述燃燒室的側壁上開設有可視窗，可視窗正對燃燒室內的滑動弧等離子體測速裝置；高速相機設置在可視窗的外側，用于對滑動弧等離子體測速裝置工作時產生的滑動弧等離子體進行拍攝；根據高速相機拍攝到的兩幅連續圖像獲得拍攝時間間隔內滑動弧等離子體的移動距離，確定滑動弧等離子體的滑移速度，進而根據滑動弧等離子體的滑移速度測得燃燒室內氣流的速度。

3.根據權利要求1所述的基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：所述燃燒室的下金屬壁面上設置有用于安裝滑動弧等離子體測速裝置的安裝孔或者安裝槽，滑動弧等離子體測速裝置安裝在燃燒室的下金屬壁面上，圓柱形絕緣體的頂面與燃燒室的下金屬壁面齊平。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：所述圓柱形絕緣體外套裝有筒狀的金屬外殼，金屬外殼通過導線與大地連接。

5.根據權利要求4所述的基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：第一電極和第二電極對稱分布在圓柱形絕緣體的頂面上。

6.根據權利要求5所述的基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：第一電極的第一端和第二電極的第一端相對，且第一電極的第一端和第二電極的第一端之間的間距為第一電極和第二電極間的最短間距；第一電極的第二端和第二電極的第二端相對，且第一電極的第二端和第二電極的第二端之間的間距為第一電極和第二電極間的最長間距；

第一電極和第二電極間的對稱軸線與燃燒室主流的流動方向平行，第一電極和第二電極間的最短間距處靠近燃燒室入口，第一電極和第二電極間的最長間距處遠離燃燒室入口。

7.根據權利要求1所述的基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置，其特征在于：第一電極和第二電極均為條形鎢電極。

8.一種滑動弧等離子體測速裝置，其特征在于：包括圓柱形絕緣體、第一電極、第二電極和電源；第一電極和第二電極對稱設置在圓柱形絕緣體的頂面上，第一電極和第二電極均為條形電極，第一電極和第二電極傾斜相對設置，第一電極作為高壓電極，第一電極通過導線連接電源；第二電極作為接地電極，第二電極通過導線連接大地；

將滑動弧等離子體測速裝置安裝在有測速需求的流場中，開啟電源，第一電極和第二電極間產生隨流場內氣流的方向滑移的滑動弧等離子體，滑動弧等離子體作為氣流速度的標示物，通過測量設定時間間隔內滑動弧等離子體的移動距離，確定滑動弧等離子體的滑移速度，進而根據滑動弧等離子體的滑移速度測得流場內氣流的速度。

9.根據權利要求8所述的滑動弧等離子體測速裝置，其特征在于：利用高速相機對滑動弧等離子體測速裝置工作時產生的滑動弧等離子體進行拍攝；根據高速相機拍攝到的兩幅連續圖像獲得拍攝時間間隔內滑動弧等離子體的移動距離，確定滑動弧等離子體的滑移速度，進而根據滑動弧等離子體的滑移速度測得流場中氣流的速度。

10.利用權利要求1、2、3、5、6或7所述基于滑動弧放電的超燃沖壓發動機燃燒室測速裝置的測速方法，其特征在于：開啟滑動弧等離子體測速裝置，產生隨燃燒室內氣流的方向滑移的滑動弧等離子體；設定高速相機的拍攝時間間隔，利用高速相機按照設定的拍攝時間間隔對滑動弧等離子體進行拍攝，得到連續圖像；根據兩張連續圖像得到拍攝時間間隔內滑動弧等離子體的移動距離，獲得滑動弧等離子體的滑移速度，進而根據滑動弧等離子體的滑移速度測得燃燒室內氣流的速度。