RU2646426C1 - Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком - Google Patents
Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646426C1 RU2646426C1 RU2017101054A RU2017101054A RU2646426C1 RU 2646426 C1 RU2646426 C1 RU 2646426C1 RU 2017101054 A RU2017101054 A RU 2017101054A RU 2017101054 A RU2017101054 A RU 2017101054A RU 2646426 C1 RU2646426 C1 RU 2646426C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- temperature
- heated
- investigated
- reference values
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J2005/0077—Imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
- G01K15/002—Calibrated temperature sources, temperature standards therefor
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) и может быть использовано при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д. Способ включает видеосъемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, которые получают путем видеосъемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения температуры, термопар, установленных с обратной стороны диска относительно его поверхности, нагреваемой внешним источником тепла. Технический результат - повышение точности и упрощение испытаний летательного аппарата без изменения его конструкции, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА), основанным на оптической регистрации, и может быть использовано для определения температуры поверхности ЛА при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д.
Известен «Способ определения поля температур нагретой поверхности высокоскоростного ЛА» (патент №2330249, МПК G01J 5/00 (2006.01), опубл. 27.07.2008, бюл. №21). В способе производят видеосъемку исследуемой поверхности в видимом или инфракрасном диапазоне спектра излучения, преобразуют изображение в цветовые компоненты в цифровой форме, синхронно со съемкой измеряют температуру, например, термопарами, в нескольких эталонных точках исследуемой поверхности с разной температурой и формируют зависимости, связывающие температуру и значения цветовых компонент или их комбинаций, а температуру в других точках исследуемой поверхности определяют по этим зависимостям.
Основным недостатком данного способа является изменение конструкции ЛА для установки средств измерения температуры, тем более что сами термопары для повышения точности измерений должны быть на поверхности исследуемого участка, съемка которого осуществляется, что приведет к изменению условий обтекания набегающим потоком данного участка. Данный способ практически не применим для модельных испытаний ЛА, находящихся в свободном полете, вследствие сложности установки средств измерения температуры, оснащенных носителем информации для сохранения данных о температуре и синхронизации этих данных с моментом съемки поверхности ЛА. Указанный способ выбран в качестве прототипа.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании способа определения температуры поверхности ЛА при обтекании набегающим потоком, как в статических, так и в летных испытаниях.
Технический результат при использовании заявленного способа заключается в определении температуры поверхности ЛА без изменения его конструкции, в результате повышение точности и упрощение испытаний, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных о режимах нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете.
Данный технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком, включающим съемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, в отличие от прототипа, эталонные значения получают путем съемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму измерения температуры поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения температуры, термопар, установленных с обратной стороны диска относительно его поверхности, нагреваемой внешним источником тепла.
В результате использования всей совокупности признаков заявляемого способа определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком не требуется какая-либо доработка конструкции ЛА для установки регистрирующего оборудования.
Заявляемый способ поясняется следующими фигурами: на фиг. 1 схематично изображено устройство калибровки фото или видеокамеры, на фиг. 2 - эталонные значения температур (температурный градиент) в зависимости от изменения значений температуры от центра к периферии диска (Тцт, Тст и Тпт, соответственно), на фиг. 3 - нагретый диск с термопарами, установленными в выделенных зонах (центральной, средней и периферийной соответственно), которые использовались для измерения температуры.
Заявляемый способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком осуществляется следующим образом.
Фото или видеокамерой 3 (например, цифровой камерой Frame) производят видеосъемку исследуемой поверхности ЛА при обтекании набегающим потоком, как в статических, так и в летных испытаниях.
Эталонные значения (температурный градиент) цветовых компонент по температуре в градусах получают в результате калибровки камеры 3 путем видеосъемки нагреваемой внешним источником тепла (в данном примере выполнения, при помощи размещенной соосно диску 1 газовой горелки) поверхности диска 1, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА (величина экспозиции, чувствительность матрицы камеры 3, параметры объектива, расстояние до ЛА и наличие или отсутствие фоновой подсветки 4).
При помощи термопар 2, установленных с обратной стороны диска 1 (относительно поверхности, нагреваемой внешним источником 5 тепла), измеряют значения температур нагретого диска 1 от центра к его периферии.
Полученные изображения цифровой камеры 3 в графическом редакторе преобразуют в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета в зависимости от изменения значений температуры (фиг. 2).
В результате сопоставления полученных при съемке изображений с эталонными их значениями по температуре в градусах определяют температуру поверхности ЛА при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком по соответствующим эталонным значениям.
Технический результат при использовании заявленного способа заключается в определении температуры поверхности ЛА без изменения его конструкции, повышение точности и упрощение испытаний, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных о режимах нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете.
Claims (1)
- Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком, включающий видеосъемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, отличающийся тем, что эталонные значения получают путем видеосъемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения значений температуры от центра к периферии диска, измеренных при помощи термопар, установленных с обратной стороны диска относительно поверхности, нагреваемой внешним источником тепла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101054A RU2646426C1 (ru) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101054A RU2646426C1 (ru) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646426C1 true RU2646426C1 (ru) | 2018-03-05 |
Family
ID=61568564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017101054A RU2646426C1 (ru) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646426C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU983471A1 (ru) * | 1978-05-23 | 1982-12-23 | Минский радиотехнический институт | Телевизионный цветовой пирометр |
| EP0420108A1 (de) * | 1989-09-25 | 1991-04-03 | Europäische Atomgemeinschaft (Euratom) | Mehrwellenlängen-Pyrometer |
| RU2238529C1 (ru) * | 2003-04-24 | 2004-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел |
| JP2005233731A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Nippon Steel Corp | 鋼板の温度測定方法および温度測定装置 |
| RU2330249C1 (ru) * | 2006-12-07 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Способ определения поля температур нагретой поверхности высокоскоростного летательного аппарата |
| RU2575798C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки |
-
2017
- 2017-01-11 RU RU2017101054A patent/RU2646426C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU983471A1 (ru) * | 1978-05-23 | 1982-12-23 | Минский радиотехнический институт | Телевизионный цветовой пирометр |
| EP0420108A1 (de) * | 1989-09-25 | 1991-04-03 | Europäische Atomgemeinschaft (Euratom) | Mehrwellenlängen-Pyrometer |
| RU2238529C1 (ru) * | 2003-04-24 | 2004-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел |
| JP2005233731A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Nippon Steel Corp | 鋼板の温度測定方法および温度測定装置 |
| RU2330249C1 (ru) * | 2006-12-07 | 2008-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Способ определения поля температур нагретой поверхности высокоскоростного летательного аппарата |
| RU2575798C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-02-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Williams | Thermal imaging cameras: characteristics and performance | |
| US7422365B2 (en) | Thermal imaging system and method | |
| CN109632104B (zh) | 一种红外阵列辐射源校准装置及校准方法 | |
| Hargather et al. | A comparison of three quantitative schlieren techniques | |
| CN108225718B (zh) | 一种基于温度效应的荧光油膜厚度标定方法 | |
| Gojani et al. | Measurement sensitivity and resolution for background oriented schlieren during image recording | |
| Weiss et al. | Single-shot pressure-sensitive paint lifetime measurements on fast rotating blades using an optimized double-shutter technique | |
| KR101862106B1 (ko) | 복사열 영상측정장치를 이용한 온도측정장치의 교정방법 | |
| Mier et al. | Color gradient background-oriented schlieren imaging | |
| CN209247174U (zh) | 自定标热像检测仪 | |
| CN113932921B (zh) | 水下光谱成像仪实验室绝对辐射定标装置及其定标方法 | |
| CN109100022B (zh) | 测温方法和系统 | |
| RU2646426C1 (ru) | Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком | |
| Choi et al. | Seoul National University Camera II (SNUCAM-II): The New SED Camera for the Lee Sang Gak Telescope (LSGT) | |
| Deisenroth et al. | Measurement Uncertainty of Surface Temperature Distributions for Laser Powder Bed Fusion Processes. | |
| Monti | Thermography | |
| Sebag et al. | LSST all-sky IR camera cloud monitoring test results | |
| Krüger et al. | 71‐4: Imaging Luminance Measuring Devices (ILMDs)‐Characterization and Standardization with Respect to Display Measurements | |
| Singh et al. | Objective evaluation method for advance thermal imagers based on minimum resolvable temperature difference | |
| RU2330249C1 (ru) | Способ определения поля температур нагретой поверхности высокоскоростного летательного аппарата | |
| KR20100018800A (ko) | 물체의 반사율을 측정하는 시스템 및 방법 | |
| Rogers et al. | Reporting NETD: why measurement techniques matter | |
| RU2620784C1 (ru) | Способ определения прозрачности атмосферы по фотометрии звезд | |
| Cattafesta, I et al. | Uncertainty estimates for luminescent temperature-sensitive paint intensity measurements | |
| Padalko et al. | Experimental Research Of The Effect Of The LEDs Brightness On The Structure Of The Image Of The Dynamic Test Objest |