本发明专利技术提供了一种高温高速模型发射装置及方法，该装置包括：发射模块、感应加热模块、测量模块和控制模块；发射模块包括弹道，用于发射模型；感应加热模块包括感应线圈，感应线圈套设于弹道的起始端，用于产生交变磁场，以加热弹道内的模型；测量模块包括测温器和测速器；测温器用于测量弹道内的模型的温度，测速器用于测量模型在弹道中运动的速度；控制模块与发射模块、感应加热模块和测量模块电连接，用于设置感应加热模块和发射模块的工作参数，以及获取模型的温度和速度。本发明专利技术能够使发射的模型同时具有高温和高速的特点，更加真实地复现高超声速飞行器在大气层中飞行时的实际情况。情况。情况。
【技术实现步骤摘要】
一种高温高速模型发射装置及方法
[0001]本专利技术涉及空间环境地面模拟
，特别涉及一种高温高速模型发射装置及方法、高速模型飞行流场模拟系统及方法。
技术介绍
[0002]高超声速飞行器长时间在大气层中飞行时，由于气动加热和烧蚀，飞行器会被加热到较高的温度，这对飞行器的部分特性，例如飞行器的流场特性、光辐射特性和电磁散射特性等，都会产生明显的影响。
[0003]目前现有的设备，如弹道靶等，只能用于发射高速模型，不能实现在地面同时模拟高超声速飞行器表面的高温，这使得地面模拟测量时，对飞行器模型的测量结果会与飞行器飞行时实际情况存在差异，不能准确反映高超声速飞行器飞行时的特性。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例提供了一种高温高速模型发射装置及方法，能够用于发射高温、高速的模型，以便更加真实地复现高超声速飞行器在大气层中飞行时的实际情况。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种高温高速模型发射装置，包括：
[0006]发射模块，包括弹道，用于发射模型；
[0007]感应加热模块，包括感应线圈，所述感应线圈套设于所述弹道的起始端，用于产生交变磁场，以加热所述弹道内的模型；
[0008]测量模块，包括测温器和测速器；所述测温器用于测量所述弹道内的模型的温度，所述测速器用于测量模型在所述弹道中运动的速度；
[0009]控制模块，与所述发射模块、所述感应加热模块和所述测量模块电连接，用于设置所述感应加热模块和所述发射模块的工作参数，以及获取模型的温度和速度。
[0010]在一个可能的实施例中，所述模型为铁磁性模型，或所述模型通过铁磁性弹托设置在所述弹道内。
[0011]在一个可能的实施例中，所述装置设置在真空靶室内；
[0012]所述控制模块还用于设置所述真空靶室的真空度。
[0013]在一个可能的实施例中，所述感应加热模块的电路包括：第一电容C1至第七电容C7、第一二极管D1至第四二极管D4、第七二极管D7至第十二极管D10、第二增强型NMOS管Q2至第五增强型NMOS管Q5，以及升压器T1；
[0014]第一二极管D1的正极连接第三二极管D3的负极，第二二极管D2的正极连接第四二极管D4的负极，第一二极管D1的负极连接第二二极管D2的负极，第三二极管D3的正极连接第四二极管D4的正极；交流电源一端连接第一二极管D1的正极，另一端连接第二二极管D2的正极；
[0015]第一电容C1为电解电容，与第二电容C2并联，第一电容C1的正端连接第二二极管D2的负极，负端连接第四二极管D4的正极；
[0016]第二增强型NMOS管Q2的栅极、第七二极管D7的负极和第三电容C3的一端连接第一电容C1的正端，第二增强型NMOS管Q2的源极、第七二极管D7的正极和第三电容C3的另一端连接第四增强型NMOS管Q4的栅极；第四增强型NMOS管Q4的栅极、第九二极管D9的负极和第五电容C5的一端连接，第四增强型NMOS管Q4的源极、第九二极管D9的正极和第五电容C5的另一端连接第一电容C1的负端；第三增强NMOS管Q3的栅极、第八二极管D8的负极和第四电容C4的一端连接第一电容C1的正端，第三增强NMOS管Q3的源极、第八二极管D8的正极和第四电容C4的另一端连接第五增强NMOS管Q5的栅极；第五增强NMOS管Q5的栅极、第十二极管D10的负极和第六电容C6的一端连接，第五增强NMOS管Q5的源极、第十二极管D10的正极和第六电容C6的另一端连接第一电容C1的负端；
[0017]升压器T1的输入侧一端连接第四增强型NMOS管Q4的栅极，另一端连接第五增强NMOS管Q5的栅极，升压器T1的输出侧两端之间串联感应线圈和补偿电容C7。
[0018]在一个可能的实施例中，所述感应加热模块的电路还包括：第一电阻R1至第六电阻R6、第五二极管D5、稳压源D6、继电器、第一PNP型三极管Q1；
[0019]第一电阻R1连接于第二二极管D2的负极与第一电容C1的正端之间，继电器包括开关S1和线圈RI，开关S1的两端连接在第一电阻R1的两端；
[0020]直流侧输入通过串联的第三电阻R3、第四电阻R4连接稳压源D6的参考端REF，稳压源D6的阳极A通过第五电阻R5连接参考端REF，并连接信号地GND，稳压源D6的阴极C连接第一PNP型三极管Q1的栅极，第一PNP型三极管Q1的漏极连接信号地GND；
[0021]第一PNP型三极管Q1的源极连接第五二极管D5的正极，第一PNP型三极管Q1的栅极通过第二电阻R2连接第五二极管D5的负极，且第五二极管D5的负极接入
‑
15V电压，第五二极管D5与线圈R1并联。
[0022]在一个可能的实施例中，所述发射模块为线圈炮、二级轻气炮或轨道炮。
[0023]在一个可能的实施例中，若所述发射模块为线圈炮，所述控制模块还用于生成充电控制指令为线圈炮充电。
[0024]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种高温高速模型发射方法，采用如上述任一项所述的高温高速模型发射装置实现，包括：
[0025]通过控制模块设置感应加热模块和发射模块的工作参数；
[0026]所述控制模块生成加热控制指令并发送至所述感应加热模块；
[0027]利用所述感应加热模块加热模型，并利用测温器测量模型的温度；
[0028]所述控制模块获取模型的温度，在确认模型的温度升至预设温度后，生成发射控制指令并发送至所述发射模块；
[0029]利用所述发射模块发射模型，并利用测速器测量模型在弹道中运动的速度；
[0030]所述控制模块获取模型的速度。
[0031]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种高速模型飞行流场模拟系统，包括靶室和如上述任一项所述的高温高速模型发射装置。
[0032]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种高速模型飞行流场模拟方法，采用上述所述的高速模型飞行流场模拟系统实现，包括：
[0033]通过控制模块设置靶室以及高温高速模型发射装置中感应加热模块和发射模块的工作参数；
[0034]所述控制模块生成加热控制指令并发送至所述感应加热模块；
[0035]利用所述感应加热模块加热模型，并利用测温器测量模型的温度；
[0036]所述控制模块获取模型的温度，在确认模型的温度升至预设温度后，生成发射控制指令并发送至所述发射模块；
[0037]利用所述发射模块发射模型，并利用测速器测量模型在弹道中运动的速度；
[0038]所述控制模块获取模型的速度；
[0039]令发射的模型穿入靶室，实现高速模型飞行流场模拟。
[0040]本专利技术实施例提供了一种高温高速模型发射装置及方法，通过感应加热的方式使待发射的模型升温，待达到预设温度后，再以预设速度发射模型，使得模型以高速飞行，并保证模型表面温度达到高温状态，能够更加真实地复现高超声速飞行器在大气层中飞行实际情况。
[004本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温高速模型发射装置，其特征在于，包括：发射模块，包括弹道，用于发射模型；感应加热模块，包括感应线圈，所述感应线圈套设于所述弹道的起始端，用于产生交变磁场，以加热所述弹道内的模型；测量模块，包括测温器和测速器；所述测温器用于测量所述弹道内的模型的温度，所述测速器用于测量模型在所述弹道中运动的速度；控制模块，与所述发射模块、所述感应加热模块和所述测量模块电连接，用于设置所述感应加热模块和所述发射模块的工作参数，以及获取模型的温度和速度。2.根据权利要求1所述的高温高速模型发射装置，其特征在于，所述模型为铁磁性模型，或所述模型通过铁磁性弹托设置在所述弹道内。3.根据权利要求1所述的高温高速模型发射装置，其特征在于，所述装置设置在真空靶室内；所述控制模块还用于设置所述真空靶室的真空度。4.根据权利要求1所述的高温高速模型发射装置，其特征在于，所述感应加热模块的电路包括：第一电容C1至第七电容C7、第一二极管D1至第四二极管D4、第七二极管D7至第十二极管D10、第二增强型NMOS管Q2至第五增强型NMOS管Q5，以及升压器T1；第一二极管D1的正极连接第三二极管D3的负极，第二二极管D2的正极连接第四二极管D4的负极，第一二极管D1的负极连接第二二极管D2的负极，第三二极管D3的正极连接第四二极管D4的正极；交流电源一端连接第一二极管D1的正极，另一端连接第二二极管D2的正极；第一电容C1为电解电容，与第二电容C2并联，第一电容C1的正端连接第二二极管D2的负极，负端连接第四二极管D4的正极；第二增强型NMOS管Q2的栅极、第七二极管D7的负极和第三电容C3的一端连接第一电容C1的正端，第二增强型NMOS管Q2的源极、第七二极管D7的正极和第三电容C3的另一端连接第四增强型NMOS管Q4的栅极；第四增强型NMOS管Q4的栅极、第九二极管D9的负极和第五电容C5的一端连接，第四增强型NMOS管Q4的源极、第九二极管D9的正极和第五电容C5的另一端连接第一电容C1的负端；第三增强NMOS管Q3的栅极、第八二极管D8的负极和第四电容C4的一端连接第一电容C1的正端，第三增强NMOS管Q3的源极、第八二极管D8的正极和第四电容C4的另一端连接第五增强NMOS管Q5的栅极；第五增强NMOS管Q5的栅极、第十二极管D10的负极和第六电容C6的一端连接，第五增强NMOS管Q5的源极、第十二极管D10的正极和第六电容C6的另一端连接第一电容C1的负端；升压器T1的输入侧一端连接第四增强型NMOS管Q4的栅极，另一端连接第五增强NMOS管Q5的栅极，升压器T1的输出侧两端之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：于哲峰，杨鹰，胥建宇，罗庆，黄雪刚，孙良奎，李松，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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