一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置。平板模型顺气流安装在风洞试验段中，在风洞试验段一侧的观察窗外安装微波源、高速相机和红外热像仪；微波源发射的入射微波依次通过环形器和耦合器馈入至风洞试验段后辐照在平板模型的表面；平板模型的表面中心处嵌有透波玻璃，其他位置涂覆吸波材料；透波玻璃的背面安装有喇叭形状的开口波导，开口波导收口在定向耦合器上；在风洞试验段外的另一侧安装有衰减器、检波器和示波器，示波器与计算机相连；同时，在平板模型顺气流方向的前、后分别安装前反射微波吸收板阵列阵列、后反射微波吸收板阵列阵列。该装置结构简单，能够实时模拟真实流场情况下的吸波材料的微波温升效应和微波毁伤特性。

A kilowatt microwave damage test device for high speed wind tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置
本技术属于高速风洞试验
，具体涉及一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置。
技术介绍
高功率微波武器是隐形战机的克星，这主要是由隐形战机自身的设计特点造成的。首先，目前隐形战机普遍采用的隐形吸波材料包括特种石墨蜂窝材料和树脂聚合物材料，“隐形材料”的工作原理是将雷达波转化为热能散发出去来避免反射。同时，为进一步增强隐形效果，所有隐形战机上都喷涂有一层相当厚的雷达吸波材料，这种吸波材料的工作原理和“隐形材料”基本相同。由于大量使用吸波材料，因此美军隐形战机在雷达面前有很好的低可探测能力。但是，由于目前大部分军用雷达工作在微波波段，隐形战机能大量吸收雷达波也就会大量吸收微波，这就铸成其自身的致命弱点，自招“杀身之祸”。以F22等为代表的四代机主要采用隐形涂层的方式进行隐型，隐形涂层具有一些典型的特点，一是生存周期短，维护费用高；二是随温度升高吸波性能急剧下降；三是局部损坏后，全机整体隐形性能急剧下降，例如英国皇家空军前国防研究主任兰伯特(AndrewLambert)曾说过：洛马虽说已经将隐形涂层改良得更好，但是一次刮痕就即可让战斗机的雷达信号与747一样。也正是由于具有第二和第三两个特点，使高能微波武器在反隐形涂层方面具有显著的优势。当隐形战机被高能电磁波照射到时，涂层会由于过量吸收微波能量而产生高温，导致隐形性能下降，或者进一步造成涂层的皲裂、外形损坏等，使其隐形能力失效。随着固态高功率微波系统开发成功，攻击性微波武器成为可能，微波的功率急剧增加可以成为未来飞行器的极大威胁。当高功率微波作用在飞行器表面时，由于微波的反射、衍射等作用，在飞行器局部区域形成场增强效应，这种效应导致大量的能量沉积，与飞行器表面的吸波涂层相互作用，引起形变、进而改变其空气动力学特性。在微波毁伤效应的研究过程中，包含诸多影响因素，其中关键的三个参数为：敏感频率：由被作用目标自身特点决定，为其敏感的频率点或频率段。功率门限：低于特定功率，能量再大都不能发生毁伤效应。能量累积：超过功率门限还必须要有足够的能量才能使目标毁伤。在真实流场下，由于速度场与温度场的强耦合效应将引起热传导过程中对流换热系数的变化，进而导致毁伤目标功率门限和能量累积发生剧烈的变化，所以为了评估真实飞行器在高速飞行过程中的高能微波毁伤效应，必须在真实流场条件下开展微波毁伤的试验研究。现有的微波试验主要在开放环境或者微波暗室中开展，没有考虑真实气流带来的对流传热等影响。当前，亟需发展一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置，以模拟真实气流对微波毁伤的影响。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置。本技术的高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置，其特点是，平板模型沿风洞来流顺气流安装在高速风洞的风洞试验段中，在高速风洞的风洞试验段一侧的观察窗外安装有微波源，还安装有高速相机和红外热像仪；微波源发射的入射微波依次通过环形器和耦合器馈入至风洞试验段后辐照在平板模型的表面；平板模型的表面中心对应于入射微波的位置处嵌有透波玻璃，吸波材料避开透波玻璃涂覆在平板模型的表面上，透波玻璃的表面与吸波材料的表面位于同一平面上；透波玻璃的背面安装有喇叭形状的开口波导，透波玻璃与开口波导之间通过橡胶圈密封，开口波导收口在定向耦合器上；定向耦合器的线缆伸出风洞试验段与位于风洞试验段另一侧的衰减器、检波器、示波器和计算机顺序连接；所述的平板模型的边缘嵌入高温铠装热电偶，高温铠装热电偶与平板模型的表面距离为1mm～2mm；沿风洞来流，在高速风洞的风洞喉道的下方，平板模型的上方安装有前反射微波吸收板阵列，平板模型的下方安装有后反射微波吸收板阵列。所述的入射微波的入射面积大于等于平板模型的表面积。所述的平板模型的材料为铝或钢。所述的透波玻璃的形状为圆形或方形。所述的透波玻璃的材料为石英玻璃。所述的前反射微波吸收板阵列和后反射微波吸收板阵列中的反射微波吸收板的材料为碳化硅。所述的开口波导的开口直径大于入射微波的波长。本技术的高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置中的高速相机用于拍摄平板模型的吸波材料的形貌变化，红外热像仪用于测量平板模型的吸波材料的温升效应。本技术的高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置中的开口波导的开口直径大于入射微波的波长，能够准确测量入射微波的电场参数。本技术的高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置结构简单，能够实时模拟真实流场情况下吸波材料的微波温升效应和微波毁伤特性，能够更加准确的获取测试吸波材料在真实流场环境下的功率门限和能量累计等参数，为科学研制和有效使用微波武器提供重要依据。附图说明图1为本技术的高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置的结构示意图。图中，1.微波源2.环形器3.高速相机4.红外热像仪5.观察窗6.风洞试验段7.风洞喉道8.耦合器9.前反射微波吸收板阵列10.平板模型11.透波玻璃12.吸波材料13.后反射微波吸收板阵列14.高温铠装热电偶15.开口波导16.定向耦合器17.衰减器18.检波器19.示波器。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本技术。实施例1如图1所示，本技术的高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置的平板模型10沿风洞来流顺气流安装在高速风洞的风洞试验段6中，在高速风洞的风洞试验段6一侧的观察窗5外安装有微波源1，还安装有高速相机3和红外热像仪4；微波源1发射的入射微波依次通过环形器2和耦合器8馈入至风洞试验段6后辐照在平板模型10的表面；平板模型10的表面中心对应于入射微波的位置处嵌有透波玻璃11，吸波材料12避开透波玻璃11涂覆在平板模型10的表面上，透波玻璃11的表面与吸波材料12的表面位于同一平面上；透波玻璃11的背面安装有喇叭形状的开口波导15，透波玻璃11与开口波导15之间通过橡胶圈密封，开口波导15收口在定向耦合器16上；定向耦合器16的线缆伸出风洞试验段6与位于风洞试验段6另一侧的衰减器17、检波器18、示波器19和计算机顺序连接；所述的平板模型10的边缘嵌入高温铠装热电偶14，高温铠装热电偶14与平板模型10的表面距离为1mm～2mm；沿风洞来流，在高速风洞的风洞喉道7的下方，平板模型10的上方安装有前反射微波吸收板阵列9，平板模型10的下方安装有后反射微波吸收板阵列13。所述的入射微波的入射面积大于等于平板模型10的表面积。所述的平板模型10的材料为铝或钢。所述的透波玻璃11的形状为圆形或方形。所述的透波玻璃11的材料为石英玻璃。所述的前反射微波吸收板阵列9和后反射微波吸收板阵列13中的反射微波吸收板的材料为碳化硅。所述的开口波导15的开口直径大于入射微波的波长。本技术不局限于上述具体实施方式，所属
的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置，其特征在于，平板模型(10)沿风洞来流顺气流安装在高速风洞的风洞试验段(6)中，在高速风洞的风洞试验段(6)一侧的观察窗(5)外安装有微波源(1)，还安装有高速相机(3)和红外热像仪(4)；微波源(1)发射的入射微波依次通过环形器(2)和耦合器(8)馈入至风洞试验段(6)后辐照在平板模型(10)的表面；平板模型(10)的表面中心对应于入射微波的位置处嵌有透波玻璃(11)，吸波材料(12)避开透波玻璃(11)涂覆在平板模型(10)的表面上，透波玻璃(11)的表面与吸波材料(12)的表面位于同一平面上；透波玻璃(11)的背面安装有喇叭形状的开口波导(15)，透波玻璃(11)与开口波导(15)之间通过橡胶圈密封，开口波导(15)收口在定向耦合器(16)上；定向耦合器(16)的线缆伸出风洞试验段(6)与位于风洞试验段(6)另一侧的衰减器(17)、检波器(18)、示波器(19)和计算机顺序连接；/n所述的平板模型(10)的边缘嵌入高温铠装热电偶(14)，高温铠装热电偶(14)与平板模型(10)的表面距离为1mm～2mm；/n沿风洞来流，在高速风洞的风洞喉道(7)的下方，平板模型(10)的上方安装有前反射微波吸收板阵列(9)，平板模型(10)的下方安装有后反射微波吸收板阵列(13)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高速风洞千瓦量级微波毁伤试验装置，其特征在于，平板模型(10)沿风洞来流顺气流安装在高速风洞的风洞试验段(6)中，在高速风洞的风洞试验段(6)一侧的观察窗(5)外安装有微波源(1)，还安装有高速相机(3)和红外热像仪(4)；微波源(1)发射的入射微波依次通过环形器(2)和耦合器(8)馈入至风洞试验段(6)后辐照在平板模型(10)的表面；平板模型(10)的表面中心对应于入射微波的位置处嵌有透波玻璃(11)，吸波材料(12)避开透波玻璃(11)涂覆在平板模型(10)的表面上，透波玻璃(11)的表面与吸波材料(12)的表面位于同一平面上；透波玻璃(11)的背面安装有喇叭形状的开口波导(15)，透波玻璃(11)与开口波导(15)之间通过橡胶圈密封，开口波导(15)收口在定向耦合器(16)上；定向耦合器(16)的线缆伸出风洞试验段(6)与位于风洞试验段(6)另一侧的衰减器(17)、检波器(18)、示波器(19)和计算机顺序连接；
所述的平板模型(10)的边缘嵌入高温铠装热电偶(14)，高温铠装热电偶(14)与平板模型(10)的表面距离为1mm～2mm；
沿风洞来流，在高速风洞的风洞喉道(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶洋，熊能，林俊，钱丰学，马上，王晓冰，杜钰锋，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51