A high power ultra high enthalpy arc heater is used to increase high power ultra high enthalpy air flow. The heater comprises a cathode, and the compression section is fixedly connected with the cathode arc attached to the cathode end; the compression section, the upstream and the cathode is fixedly connected; straight section, the upper is fixedly connected with the compression section; diffusion section, its upstream and straight section is fixedly connected; the anode component, its upstream and diffusion segment fixation connection comprises a plurality of diffusion anode arc anode attachment in diffusion anode. The invention can be applied to simulate the upper air thermal environment of a spacecraft during the return of deep space exploration, and provide a heating environment for the screening test of the spacecraft thermal protection material.
【技术实现步骤摘要】
一种大功率超高焓电弧加热器
本专利技术属于气动热地面模拟实验
,特别涉及一种大功率超高焓电弧加热器。
技术介绍
航天飞行器在再入大气层时其表面将经受严重的气动加热及辐射加热,这一特点要求飞行器装载防热系统。防热系统的防热材料需要在地面进行气动热实验以考核其防热性能,气动热实验一般在等离子电弧风洞中进行,加热器作为加热设备被广泛应用。随着气动热地面模拟技术的发展,各种类型的电弧加热器被研制出来并应用于气动热地面模拟实验。由于结构和运行方式的限制,各类电弧加热器均有其模拟范围。例如,管状电弧加热器用来模拟高压、低焓环境,片式和段式电弧加热器用于模拟中高压、中低焓环境,高频感应电弧加热器用于模拟低压、高焓环境。在现代气动热地面模拟技术中越来越需要创造极端高温来履行多种功能。其中一项功能就是模拟地球大气层或者其他行星大气层中的太空飞行或者超音速飞行条件,考核防热材料的防热性能。例如,飞船进入金星大气层时,其表面将经受严重的气动加热及辐射加热,周围环境气流总焓将达到100MJ/kg,进行地面模拟试验时,需要功率超过1MW的电弧加热器提供总焓超过100MJ/kg的气流。开发研制大功率超高焓电弧加热器是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:克服现有技术的不足,提供一种大功率超高焓电弧加热器,用于提供大功率超高焓气流。本专利技术提供如下技术方案:一种大功率超高焓电弧加热器,包括:阴极、压缩段、等直段、扩散段和阳极组件;阴极与压缩段的一端固定连接,阴极端头在电压作用下发射电子,将工作气体电离,形成电弧,电弧正极附着在阴极端头上;压缩段的另一端与等直段固定连接, ...
【技术保护点】
一种大功率超高焓电弧加热器,其特征在于,包括:阴极(1)、压缩段(2)、等直段(3)、扩散段(4)和阳极组件(5);阴极(1)与压缩段(2)的一端固定连接,阴极端头在电压作用下发射电子,将工作气体电离,形成电弧,电弧正极附着在阴极端头上;压缩段(2)的另一端与等直段(3)固定连接,阴极(1)、压缩段(2)和等直段(3)形成一个气流通道;等直段(3)之后连接扩散段(4),形成一个扩张喷管,对电弧进行扩张加速和电磁场加速;阳极组件(5)固定在扩散段(4)的出口端,包含若干个扩散阳极,用于接收阴极发射的电子,电弧负极附着在扩散阳极上。
【技术特征摘要】
1.一种大功率超高焓电弧加热器,其特征在于,包括:阴极(1)、压缩段(2)、等直段(3)、扩散段(4)和阳极组件(5);阴极(1)与压缩段(2)的一端固定连接,阴极端头在电压作用下发射电子,将工作气体电离,形成电弧,电弧正极附着在阴极端头上;压缩段(2)的另一端与等直段(3)固定连接,阴极(1)、压缩段(2)和等直段(3)形成一个气流通道;等直段(3)之后连接扩散段(4),形成一个扩张喷管,对电弧进行扩张加速和电磁场加速;阳极组件(5)固定在扩散段(4)的出口端,包含若干个扩散阳极,用于接收阴极发射的电子,电弧负极附着在扩散阳极上。2.根据权利要求1所述的一种大功率超高焓电弧加热器,其特征在于:所述阴极(1)、压缩段(2)和等直段(3)形成的气流通道内壁上喷涂有隔热材料。3.根据权利要求1或2所述的一种大功率超高焓电弧加...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁国伍,陈连忠,陈海群,付建壮,杨汝森,高贺,陈智铭,
申请(专利权)人:中国航天空气动力技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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