一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构制造技术

本发明专利技术提供了一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，通过光纤螺旋式穿越铺层材料的结构设计，实现了铺层工艺复合材料厚度方向密集温度

【技术实现步骤摘要】
一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构


[0001]本专利技术属于无人机设计领域，具体涉及一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构
。

技术介绍

[0002]高速飞行器承受严酷的气动加热环境，酚醛树脂类材料作为飞行器的防隔热层，其在线温度
、
烧蚀数据的准确获取有利于充分发挥该材料体系的防隔热性能，实现飞行器最佳的飞行姿态和飞行航程
。
[0003]现有技术中，温度
、
烧蚀测试技术存在如下问题：
[0004]第一
、
温度数据采集沿防热层厚度方向的测点数量有限，通常只有两三个测点，不足以在线实时判断飞行器防热层的力热性能
。
[0005]第二
、
烧蚀量数据采集的精度较差，目前沿防热层厚度方向烧蚀测量精度大概
5mm
，该测量精度无法满足飞行过程的在线烧蚀数据判断，难以提前对飞行器的实时可靠性做出判断
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，通过光纤螺旋式穿越铺层工艺复合材料各层的结构设计，以实现铺层工艺复合材料厚度方向密集温度
、
烧蚀测点的布置，解决复合材料厚度方向温度
、
烧蚀高精度测量的难题
。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，构成测试结构，包括：
[0008]光纤，所述光纤螺旋式嵌于铺层工艺复合材料中；
[0009]光栅，所述光栅刻录在所述光纤上
。
[0010]进一步地，在所述铺层工艺复合材料厚度方向的截面中，仅包括一块光纤截面
。
[0011]进一步地，所述测试结构，还包括：软管接头，所述软管接头嵌于所述铺层工艺复合材料中，所述光纤从所述软管接头中穿出
。
[0012]进一步地，所述软管接头采用橡胶材料
。
[0013]进一步地，光纤螺旋转弯半径不小于
10mm
，保证光纤不处于紧绷状态
。
[0014]进一步地，所述软管接头嵌于所述铺层工艺复合材料的长度不小于
10mm。
[0015]进一步地，在所述铺层工艺复合材料厚度方向，所述光栅位于所述铺层工艺复合材料的相邻两层材料之间
。
[0016]进一步地，所述测试结构通过如下固定于所述铺层工艺复合材料中：所述光纤螺旋式穿过所述所述铺层工艺复合材料的各层材料；采用加温
、
加压使得各层材料与光纤固化成所述铺层工艺复合材料
。
[0017]进一步地，采用光源测试所述测试结构的光纤是否通路
。
[0018]根据本专利技术的另一个方面，提供一种铺层工艺复合材料，所述铺层工艺复合材料，
包括上述温度与烧蚀测试结构
。
[0019]本专利技术的有益效果如下：
[0020]1、
本专利技术通过光纤螺旋立体式穿过石英纤维布层结构设计，实现了铺层工艺复合材料厚度方向密集温度
、
烧蚀测点的布置，沿厚度方向温度测点和烧蚀测点最小间距可达到
0.5mm
，解决了复合材料厚度方向温度
、
烧蚀高精度测量的难题
。
[0021]2、
本专利技术通过防热层厚度方向高精度的在线温度
、
烧蚀测量，可实时判断飞行器防热层的可靠性，为高速飞行器防热精细化设计奠定了技术基础
。
[0022]3、
本专利技术整体结构紧凑，适用于多种工作环境，且具有较高的可靠性，在复杂工况下依然能够良好运转，具备通用性强
、
适用范围广的特点，市场应用前景非常广阔
。
附图说明
[0023]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
、
在附图中：
[0024]图1是根据本专利技术实施例的一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结的结构示意图；
[0025]图2是根据本专利技术实施例的一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构的结构示意图
。
[0026]其中：1‑
铺层工艺复合材料2‑
光纤3‑
光栅4‑
光纤出口
11
‑
铺层工艺复合材料的各层材料
具体实施方式
[0027]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围
。
[0028]本专利技术提供一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，构成测试结构，包括：
[0029]光纤2，所述光纤2螺旋式嵌于铺层工艺复合材料1中；
[0030]光栅3，所述光栅3刻录在所述光纤2上
。
[0031]在所述铺层工艺复合材料1厚度方向的截面中，仅包括一块光纤截面
。
光纤直径仅有
50
μ
m
～
100
μ
m
，一块光纤截面对铺层工艺复合材料的力学性能
、
热物理性能等无任何影响
。
[0032]所述测试结构，还包括：软管接头，所述软管接头嵌于所述铺层工艺复合材料1中，所述光纤2从所述软管接头中穿出
。
软管接头的设计可以大幅度降低光纤在出口处折断的概率，提高光纤2预埋成功率
。
[0033]所述软管接头采用橡胶材料
。
橡胶材料具有柔软
、
较好弹性的特点，减小光纤在出口处弯折幅度，降低光纤在出口处折断的概率
。
[0034]光纤2螺旋转弯半径不小于
10mm
，保证光纤2不处于紧绷状态
。
光纤2处于紧绷状态会导致光纤信号采集出现异常，因此，光纤2转弯半径的原则是光纤2应该处于松弛状态
。
[0035]所述软管接头嵌于所述铺层工艺复合材料1的长度不小于
10mm。
通过光纤2预埋于所述铺层工艺复合材料1的材料研制中，软管接头至少嵌入
10mm
，能够保证光纤2在出口附近较好的受到软管的保护，提高光纤2预埋成功率
。
[0036]在所述铺层工艺复合材料1厚度方向，所述光栅3位于所述铺层工艺复合材料1的相邻两层布层之间
。
所述铺层工艺复合材料1由多层布层制备而成，单层布层厚度
0.2mm
，光栅3位于相邻两层布层之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，其特征在于，构成测试结构，包括：光纤，所述光纤螺旋式嵌于铺层工艺复合材料中；光栅，所述光栅刻录在所述光纤上
。2.
根据权利要求1所述的一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，其特征在于，在所述铺层工艺复合材料厚度方向的截面中，仅包括一块光纤截面
。3.
根据权利要求1所述的一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，其特征在于，所述测试结构，还包括：软管接头，所述软管接头嵌于所述铺层工艺复合材料中，所述光纤从所述软管接头中穿出
。4.
根据权利要求3所述的一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，其特征在于，所述软管接头采用橡胶材料
。5.
根据权利要求1所述的一种铺层工艺复合材料温度与烧蚀测试结构，其特征在于，光纤螺旋转弯半径不小于
10mm
，保证光纤不处于紧绷状态
。6.
根据权利要求4所述的一种铺层工艺复合材料温...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国仟，刘晓明，王永海，王振峰，李萌萌，周禹，崔占中，闫长海，陈鑫，李宇，聂亮，刘波，刘宇飞，季妮芝，曹占伟，陈伟华，
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：