【技术实现步骤摘要】
一种平装探针高温动态等离子体诊断精度的评估方法
[0001]本申请涉及平装探针评估的
,特别是一种用于评估在高温等离子体测试使用的平装探针诊断精度的试验和分析方法,主要包括试验条件确定、模型设计和结果分析。
技术介绍
[0002]高速飞行器与大气作用产生的等离子体鞘套是造成通信中断的根本原因。全面、客观、准确地认知等离子体鞘套特性,是研究等离子体鞘套下测控通信问题、准确预示黑障中断区间、探索克服黑障新方法的前提。
[0003]静电探针(朗缪尔探针)是最早被用来测定等离子体特性的一种诊断工具,具有结构简单,容易搭建,分辨率高的特点,但是在高超声速流场环境下会影响气动,不能抵抗烧蚀,因此限制了其在飞行试验中的应用。平装探针是一种新的可用于高超声速飞行试验的等离子体测试手段,采用电极嵌入式结构,有效的解决了探针易被烧蚀和对流场干扰的难题其,可以长时间存活复杂等离子环境,但其应用于高温流动环境下的理论模型尚未建立;根据探针测量理论,探针测量不确定性来源主要包括碰撞、动态流场,碰撞和流场会导致探针德拜球内收集电子数受到影响,因此在数据处理时需要对碰撞导致的鞘层扩张效应、流动效应进行修正,而目前尚无法通过理论计算对上述效应的影响进行准确评估。因此将平装探针应用于高超声速飞行试验的等离子体流场诊断前,需要在地面高焓风洞流场中通过试验和理论计算结合的方法,对平装探针的诊断精度进行评估分析,为后续的飞行试验测试结果分析提供支撑。
技术实现思路
[0004]本申请提出了提出一种用于分析平装探针高温流场动态等 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种平装探针高温动态等离子体诊断精度的评估方法,其特征在于:包括:S1:确定实验模型,实验模型包括平板,平装探针和静电探针连接于平板同一侧,平装探针的测量端与平板表面齐平、静电探针的探针轴线平行于平板表面;S2:确定风洞流场的电子数密度、实验模型表面的表面压力、流速的目标调节范围;S3:风洞流场调试:调试风洞运行参数和模型放置姿态角,使风洞流场的电子数密度、实验模型表面的表面压力、流速在目标调节范围内,记录确定的风洞运行参数和模型放置姿态角;S4:风洞试验:将实验模型按照模型放置姿态角放入风洞流场,记录平装探针测得的电子数密度Ne
平测
、静电探针测得的电子密度数Ne
静测
;S5:根据风洞运行参数,采用求解热化学非平衡NS的CFD方法对风洞试验进行等离子体流场计算获得来流总温T0、平装探针位置、壁面法向的等离子体流场参数曲线,流场参数曲线包括Y
‑
电子数密度、Y
‑
压力、等离子体德拜长度λ
D1
,Y为距离壁面的高度;S6:Y相同条件下,从步骤S5的Y
‑
压力参数曲线得到的压力与S3中风洞流场的表面压力之间偏差小于20%,进行S7;偏差大于20%,则调整步骤S2中计算风洞流场的电子数密度、实验模型表面的表面压力、流速的方式,重复S2
‑
S5;S7:重复步骤S5
‑
S6,测得多组不同风洞流场条件下的电子数密度;S8:根据S7中静电探针测得的电子数密度,修正S5中的Y
‑
电子数密度参数曲线,得到修正后电子数密度曲线,从修正后电子数密度曲线提取距离壁面为等离子体德拜长度λ
D1
的电子数密度Ne
标准
;S9:根据电子数密度Ne
标准
与S4中平装探针测得的电子数密度Ne
平测
,评估偏差。2.根据权利要求1所述的一种平装探针高温动态等离子体诊断精度的评估方法,其特征在于:所述静电探针包括支座和连接于支座的探针,连接于支座的探针的轴线平行于平板,过平装探针的两个电极轴线的截面为定位截面,支座与第一探针的分界位置与定位截面共平面。3.根据权利要求2所述的一种平装探针高温动态等离子体诊断精度的评估方法,其特征在于:所述静电探针的轴线与平装探针的轴线之间的距离为D1,0.4L>D1>3...
【专利技术属性】
技术研发人员:聂春生,檀妹静,杨光,高扬,周禹,李瑾,袁延荣,陈敏,尘军,于明星,陈燕扬,张烨琛,苏二龙,陈轩,孟举,李潞宁,杨凌霄,
申请(专利权)人:北京临近空间飞行器系统工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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