CN210487644U - 电弧风洞烧蚀透波联合试验装置 - Google Patents
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Abstract
电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，涉及飞行器地面气动热试验研究领域；包括电弧加热器、喷管、透波材料、矢量分析仪、发射天线、接收天线、试验舱和真空系统；喷管的轴向一端套装在电弧加热器的外壁；喷管的轴向另一端伸入试验舱；接收天线设置在试验舱的内部；发射天线设置在沿轴向与接收天线对应放置；透波材料固定安装在接收天线的接收端口处；矢量分析仪设置在试验舱的外部且输出端与发射天线连通；矢量分析仪的输入端与接收天线连通；真空系统实现对试验舱进行抽真空处理；本实用新型利用微波测量系统实现对于飞行器再入环境地面模拟试验条件下透波材料微波传输性能的研究，满足高超声速飞行器气动加热下的微波传输方面研究方面的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种飞行器地面气动热试验研究领域，特别是一种电弧风洞烧蚀透波联合试验装置。
背景技术
随着越来越多的型号采用微波导航和通信，以及采用雷达成像进行弹头的末制导，其天线窗和天线罩都面临着气动加热下的透波问题，如用卫星定位作为导航系统的飞行器的GPS天线和遥测天线的天线窗、带有末制导雷达的导弹头部天线罩、反辐射弹和干扰弹的天线罩等，都会受到不同程度的气动加热，对天线罩产生不利影响，一方面使材料的强度和刚度降低，热结构膨胀，产生附加热应力，并且由于温度升高，介质材料的和变大，导致电气性能变坏，另一方面使弹头周围产生等离子体鞘套，当微波穿过时幅度及相位会发生变化，从而引起方向图形状、副瓣大小、增益高低的变化，并影响到天线的指向误差，不利于精确定位和跟踪、瞄准目标。当等离子体达到足够的浓度时，将会使微波能量的大部分被吸收或反射而使传输中止，引起“通讯中断”或达到“隐身”目的。因此在型号研制过程中，进行综合考察天线罩材料气动加热条件下的烧蚀性能、透波性能的动态微波传输地面模拟试验研究非常关键，研制气动热条件下烧蚀和微波传输的联合试验装置十分必要；目前并没有相关的技术研究。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，利用微波测量系统实现对于飞行器再入环境地面模拟试验条件下透波材料微波传输性能的研究，满足高超声速飞行器气动加热下的微波传输方面研究方面的要求。
本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，包括电弧加热器、喷管、透波材料、矢量分析仪、发射天线、接收天线、试验舱和真空系统；其中，电弧加热器轴向水平放置，喷管的轴向一端套装在电弧加热器的外壁；喷管的轴向另一端伸入试验舱；接收天线设置在试验舱的内部，且位于喷管伸入试验舱的端口处；发射天线设置在试验舱的内部，且沿轴向与接收天线对应放置；透波材料固定安装在接收天线的接收端口处；矢量分析仪设置在试验舱的外部；且矢量分析仪的输出端与发射天线连通；矢量分析仪的输入端与接收天线连通；真空系统实现对试验舱进行抽真空处理。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述的联合试验装置还包括红外热像仪；红外热像仪设置在试验舱的外部，且红外热像仪与透波材料对应设置，实现对透波材料表面温度的实时测量。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述电弧加热器采用交流低焓电弧加热器或分段中焓电弧加热器或叠片高焓电弧加热器中的一种。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述喷管为矩形超声速喷管。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述外部透波材料的一端与喷管的出口处接触，且外部透波材料与喷管出口内壁的夹角为0°-15°。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述矢量分析仪的频率范围为300kHz-20GHz。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述发射天线为Ku波段喇叭天线，频率范围12-18GHz。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述红外热像仪为中波红外热像仪，测温范围为-10℃-2000℃，最高响应频率80Hz，波长范围为3.7-4.8μm。
在上述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，所述接收天线的接收端面为矩形口，且接收天线的接收端面覆盖透波材料。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
(1)本实用新型利用微波测量系统实现对于飞行器再入环境地面模拟试验条件下透波材料微波传输性能的研究，满足高超声速飞行器气动加热下的微波传输方面研究方面的要求；
(2)本实用新型提供的烧蚀微波传输联合试验装置可以实现对于高超声速飞行器微波导航、通讯中断等问题的研究，对于我国高超声速飞行器的研制提供基础支撑；
(3)本实用新型中接收天线的接收端面为矩形口，可实现对外部透波材料的覆盖。
附图说明
图1为本实用新型联合试验装置俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：
本实用新型提供一种电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，利用微波测量系统实现对于飞行器再入环境地面模拟试验条件下透波材料微波传输性能的研究，提供了一种气动热特种试验地面试验装置，满足高超声速飞行器气动加热下的微波传输方面研究方面的要求。
如图1所示为联合试验装置俯视图，由图可知，电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，包括电弧加热器1、喷管2、透波材料3、红外热像仪4、矢量分析仪5、发射天线6、接收天线7、试验舱8和真空系统9；其中，电弧加热器1轴向水平放置，喷管2的轴向一端套装在电弧加热器1的外壁；喷管2的轴向另一端伸入试验舱8；接收天线7设置在试验舱8的内部，且位于喷管2伸入试验舱8的端口处；发射天线6设置在试验舱8的内部，且沿轴向与接收天线7对应放置；透波材料3固定安装在接收天线7的接收端口处；矢量分析仪5设置在试验舱8的外部；且矢量分析仪5的输出端与发射天线6连通；矢量分析仪5的输入端与接收天线7连通；真空系统9实现对试验舱8进行抽真空处理。红外热像仪4设置在试验舱8的外部，且红外热像仪4与透波材料3对应设置，实现对透波材料3表面温度的实时测量。
所述电弧加热器1采用交流低焓电弧加热器或分段中焓电弧加热器或叠片高焓电弧加热器中的一种。所述喷管2为矩形超声速喷管。外部透波材料3的一端与喷管2的出口处接触，且外部透波材料3与喷管2出口内壁的夹角为0°-15°。
矢量分析仪5的频率范围为300kHz-20GHz。
发射天线6为Ku波段喇叭天线，频率范围12-18GHz。
红外热像仪4为中波红外热像仪，测温范围为-10℃-2000℃，最高响应频率80Hz，波长范围为3.7-4.8μm。
接收天线7的接收端面为矩形口，且接收天线7的接收端面覆盖透波材料3。透波材料3采用石英材料。
工作过程：
电弧加热器1通过电极之间击穿放电产生电弧，对进入的试验介质进行加热，再经喷管2膨胀加速后在喷管2的出口处形成超声速气流。
矢量分析仪5的输出端输出一定频率范围的微波信号，发送给发射天线6，所述发射天线6发射所述微波信号，微波信号通过喷管出口2的超声速气流，并透过外部透波材料3，之后所述微波信号被接收天线7接收，并传递给矢量分析仪5的接收端；实现对于飞行器再入环境地面模拟试验条件下透波材料微波传输性能的研究，满足高超声速飞行器气动加热下的微波传输方面研究方面的要求。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：包括电弧加热器(1)、喷管(2)、透波材料(3)、矢量分析仪(5)、发射天线(6)、接收天线(7)、试验舱(8)和真空系统(9)；其中，电弧加热器(1)轴向水平放置，喷管(2)的轴向一端套装在电弧加热器(1)的外壁；喷管(2)的轴向另一端伸入试验舱(8)；接收天线(7)设置在试验舱(8)的内部，且位于喷管(2)伸入试验舱(8)的端口处；发射天线(6)设置在试验舱(8)的内部，且沿轴向与接收天线(7)对应放置；透波材料(3)固定安装在接收天线(7)的接收端口处；矢量分析仪(5)设置在试验舱(8)的外部；且矢量分析仪(5)的输出端与发射天线(6)连通；矢量分析仪(5)的输入端与接收天线(7)连通；真空系统(9)实现对试验舱(8)进行抽真空处理。
2.根据权利要求1所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述的联合试验装置还包括红外热像仪(4)；红外热像仪(4)设置在试验舱(8)的外部，且红外热像仪(4)与透波材料(3)对应设置，实现对透波材料(3)表面温度的实时测量。
3.根据权利要求2所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述电弧加热器(1)采用交流低焓电弧加热器或分段中焓电弧加热器或叠片高焓电弧加热器中的一种。
4.根据权利要求3所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述喷管(2)为矩形超声速喷管。
5.根据权利要求4所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述透波材料(3)的一端与喷管(2)的出口处接触，且透波材料(3)与喷管(2)出口内壁的夹角为0°-15°。
6.根据权利要求5所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述矢量分析仪(5)的频率范围为300kHz-20GHz。
7.根据权利要求5所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述发射天线(6)为Ku波段喇叭天线，频率范围12-18GHz。
8.根据权利要求7所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述红外热像仪(4)为中波红外热像仪，测温范围为-10℃-2000℃，最高响应频率80Hz，波长范围为3.7-4.8μm。
9.根据权利要求8所述的电弧风洞烧蚀透波联合试验装置，其特征在于：所述接收天线(7)的接收端面为矩形口，且接收天线(7)的接收端面覆盖透波材料(3)。
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| CN201920772523.6U CN210487644U (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 电弧风洞烧蚀透波联合试验装置 |
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