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等离子体加热气流中新型高热流量热计研制 刘德英 王岳广 中国航天工业总公司第七0一研究所 北京7201信箱15分箱 100074 导弹再入大气层，遇到高蛤、高热流密度、高压的热环境。热流密度 是气动热模拟中极为重要的参数。在等离体电弧加热器超声速导管试验装 置甲.由于测试探头不宜送进或者说难以送进，所以都希望用稳态或准稳 态(比瞬态时间要长一些)量热计。水卡法是经典而又百老的稳态方法。本 文介绍了一种用烧蚀材料作为探头探芯的新型测热流量热计。 不方法已用于型号的试验中。 热壁热流烧蚀材料作探芯的热流量热计是用一块直径q10.厚7mm的 碳 碳材料 加工成 +H;型，探芯嵌入烧蚀模型中(导管或包罩的烧蚀 模型)测试过程中，只需测量碳/碳材料的背面温升，就可以获得热壁 热流。尼约结构示意图如图1所示。 在烧性试验条件下，遁过求解二维温度场可以得到热壁热流。具体表 达式如下 pCn eT — — - — = lZT K 月t 边界条件 = O aT =6，a,= a X X二 6 初始条件 丁二室温 试验过程中，我们可得测得碳/碳材料的背面温升历程(x=0,T=Ts) 这样我们就可推出表面温度T。的时间历程即x=处，T=T。的时间历程， 我们这里6=2mm;在已知材料的扮性参数下通过叠代就可得到热壁热流 密度。 由于碳/碳材料烧蚀机理单一所以在烧蚀碳/盼醛材料时，用碳/碳 或石墨作探芯而没有用碳/酚醛材料作探芯。本方法试验时间可以达到5 秒。 水卡法和稳态塞式法(三段法)都需冷却水系统，本方法是烧蚀试验过 程中测热流 不需一套冷却水装置。 ( { ， l 了 l ; /过扭\兰 烧蚀 材料 2.绝缘绝热环 测热探 芯 4连接件绝〔缘绝热材料) 测温 热电偶 6 孑封材料 图1新型高热流量热计结构原理图