一种用于考核材料高超声速抗烧蚀性能的试验系统及方法技术方案

一种用于考核材料高超声速环境下抗烧蚀性能的试验系统及方法，系统包括激波发生器、激光发生器、高超声速气流产生装置、同步装置、采集装置；所述的高超声速气流产生装置上设置用于激光束通过的窗口以及便于采集装置采集的窗口；将待考核材料安装在激波发生器表面，连同激波发生器一起放置在高超声速气流产生装置中，高超声速气流产生装置产生的高超声速气流在待考核材料表面形成激波；同步装置按照设定的试验时序控制激光发生器和采集装置工作，并使二者时间同步；激光发生器发射预定功率的激光束在所述待考核材料表面形成光斑，采集装置采集待考核材料的烧蚀图像、背面温度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于考核材料高超声速抗烧蚀性能的试验系统及方法
本专利技术涉及飞行器制造材料的性能评估，应用于飞行器材料的抗激光烧蚀材料的考核，主要制造一个高超声速气流和强激光耦合场，材料在耦合场里发生热化学反应和物性变化，通过光学设备和测热传感器对化学反应和物性变化过程进行观察和测量。属于航天材料试验

技术介绍
在飞行器设计和制造过程中，外表面蒙皮通常设计为轻质材料。另外，为了提高飞行器的气动性能或是隐身性能等，也会在材料外部喷涂一些涂层作为辅助，因为担心飞行器质量增加影响性能，这些涂层通常也比较薄，而且性能单一。这也同时暴露出了飞行器的生存能力的弱点。随着激光武器的产生，飞行器材料的选择尤为重要，为了考核材料的抗激光烧蚀性能，需要模拟这样一个飞行器飞行相适应的试验环境，其中最严酷的环境就是耦合了强激光和高超声速流场的环境。这种材料烧蚀环境有别于传统材料烧蚀风洞产生的试验环境(电弧风洞)不能采用传统的电弧加热气流进行试验。。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于考核材料高超声速抗烧蚀性能的试验系统及方法。本专利技术的技术解决方案是：一种用于考核材料高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于考核材料高超声速环境下抗烧蚀性能的试验系统，其特征在于：包括激波发生器、激光发生器、高超声速气流产生装置、同步装置、采集装置；所述的高超声速气流产生装置上设置用于激光束通过的窗口以及便于采集装置采集的窗口；将待考核材料安装在激波发生器表面，连同激波发生器一起放置在高超声速气流产生装置中，高超声速气流产生装置产生的高超声速气流在待考核材料表面形成激波；同步装置按照设定的试验时序控制激光发生器和采集装置工作，并使二者时间同步；激光发生器发射预定功率的激光束在所述待考核材料表面形成光斑，采集装置采集待考核材料的烧蚀图像、背面温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于考核材料高超声速环境下抗烧蚀性能的试验系统，其特征在于：包括激波发生器、激光发生器、高超声速气流产生装置、同步装置、采集装置；所述的高超声速气流产生装置上设置用于激光束通过的窗口以及便于采集装置采集的窗口；将待考核材料安装在激波发生器表面，连同激波发生器一起放置在高超声速气流产生装置中，高超声速气流产生装置产生的高超声速气流在待考核材料表面形成激波；同步装置按照设定的试验时序控制激光发生器和采集装置工作，并使二者时间同步；激光发生器发射预定功率的激光束在所述待考核材料表面形成光斑，采集装置采集待考核材料的烧蚀图像、背面温度。2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述待考核材料通过材料支架安装在激波发生器上，待考核材料置于激波发生器中心线靠近来流方向，试验过程中待考核材料在激波边界层内部。3.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于：所述的待考核材料与支架之间安装一种导热系数低于0.35W/(m·K)的非金属材料；通过采集装置采集待考核材料下游的非金属材料表面温度图像，获得待考核材料下游流场变化信息。4.根据权利要求1或3所述的试验系统，其特征在于：所述的高超声速气流产生装置能够产生马赫数大于等于5的高超声速气流，高超声速气流产生装置前室总温条件大于190摄氏度，总压条件大于2兆帕。5.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述的激光发生器通过一套光学系统实现在待考核材料表面形成光斑；所诉的光学系统包括三个透镜，前两个透镜组合负责将点光源发散、均匀化，并进行第一次聚焦，第三个透镜用于激光斑大小和聚焦距离的控制。6.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于：所述的激光发生器工...

【专利技术属性】
技术研发人员：林键，卢洪波，李海燕，文帅，
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