本发明专利技术涉及一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，夹持台用于装夹靶目标；气流模块通过支架设置在夹持台圆周方向上；激光指示定位装置设置在气流模块上，且激光指示定位装置的激光方向与气流模块的气流方向一致；气流模块的到靶气流中心点通过激光指示定位装置在靶目标上的指示激光进行定位；激光辐照光路模块的到靶激光中心点指向靶目标；气流模块的到靶气流中心点与激光辐射光路模块的到靶激光中心点重合。通过激光定位指示装置实现气流模块的到靶气流定位，实现了气流方向与激光方向的夹角调节，模拟真实飞行条件下高速气流与激光对靶目标的耦合作用，同时结构简单，易于调节，可以模拟多股气流共同作用的复杂真实环境，总体运行能耗低。总体运行能耗低。总体运行能耗低。
【技术实现步骤摘要】
一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统及试验方法
[0001]本专利技术涉及激光辐照试验
，特别是涉及一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统及试验方法。
技术介绍
[0002]目前激光辐照试验系统中的高速气流模拟原理主要有三种。第一种是直接在激光辐照试验系统中集成一套高速风洞系统。第二种是使用激光照射做高速运动的靶目标，利用靶目标相对空气的高速相对运动产生模拟气流。第三种是将导气管与激光光纤集成在相同轴线上，使激光和气流始终沿相同方向共同作用于靶目标的相同位置。
[0003]现有技术一：公开号CN110736600A的中国专利技术专利申请公布了一种强激光辐照效应风洞实验系统及试验方法，公开号CN105973563A的中国专利技术专利申请公布了一种强激光与超声速风洞联合破坏效应的试验系统及方法。该类技术将激光系统与风洞系统结合起来，能够模拟材料在高速气流吹拂情况下进行激光辐照试验。该技术的局限性是风洞结构复杂，单次风洞试验能耗较高。
[0004]现有技术二：公开号CN108731902A的中国专利技术专利申请公布了一种激光与表面气流联合破坏效应的试验系统及方法。该技术利用夹持台使试验件高速旋转，试验件转动的线速度等于其与静止空气相对运动的速度，从而实现材料在高速气流吹拂条件下进行激光辐照实验。该技术的优势是简化了试验系统搭建，不需要额外的气体储存、传输装置即可实现材料在高速气流吹拂条件下进行激光辐照实验。该技术的局限性之一是当试验件以任何角度被固定在夹持台后，气流的流动方向就被确定、不可调整，不能够完全模拟材料在真实服役条件下，承受来自其他方向气流的情况。
[0005]现有技术三：公开号CN111122299A的中国专利技术专利申请公布了一种基于空芯光纤的激光束与气流共路的悬浮加热装置。该技术利用空心光纤实现激光与气流的同路输出，气流和激光的同轴设计能够保证气体和激光作用于相同区域。该技术的局限性是气流方向与激光入射方向只能完全一致，不能模拟材料在真实服役条件下更常见的、激光入射方向与气流流动方向呈一定角度的情况。
[0006]使用这三种技术能够实现材料在高速气流吹拂条件下进行激光辐照实验，在一定程度上模拟飞行器表面材料在真实服役环境下的激光防护能力。但是，这三种现有技术具有四方面问题。第一，现有技术一以风洞作为设备的主要结构，可以较真实地模拟高速气流环境，但是风洞结构复杂、体积庞大、运行能耗高，且靶目标气流吹拂面积远远大于激光辐照面积，极大地提高了激光辐照试验的试验成本；第二，现有技术二激光光束从夹持台圆心向试验件发射，该技术利用试验件绕夹持台圆心的高速转动，产生与静止空气的相对运动和相互作用，因此高速气流作用试验件和激光入射试验件的方向仅由试验件夹持角度决定，二者的方向不能分别自由调节，不能模拟任意两种角度作用或入射试验件的气流和激光；第三，现有技术三利用空心光纤的空腔传输高速气流，利用空心光纤传导激光，产生作用于试验件的同轴激光束与气流，该技术的局限性是激光束与气流必须平行，不能模拟任
意两种角度作用或入射试验件的气流和激光；第四，现有技术一、二、三都只能模拟单一风向的气流环境，不能模拟多方向复杂风场环境。
技术实现思路
[0007](1)要解决的技术问题
[0008]本专利技术实施例提供了一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统及试验方法，解决了现有激光辐照试验系统结构复杂、运行能耗高、气流方向与激光方向夹角不可调节的技术问题。
[0009](2)技术方案
[0010]第一方面，本专利技术的实施例提出了一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，包括气流模块、支架、激光指示定位装置、激光辐照光路模块以及夹持台；所述夹持台用于装夹靶目标；一个或多个所述气流模块通过所述支架设置在所述夹持台圆周方向上；所述激光指示定位装置设置在所述气流模块上，且所述激光指示定位装置的激光方向与所述气流模块的气流方向一致；所述气流模块的到靶气流中心点通过所述激光指示定位装置在所述靶目标上的指示激光进行定位；所述激光辐照光路模块的到靶激光中心点指向所述靶目标；所述气流模块的到靶气流中心点与所述激光辐射光路模块的到靶激光中心点重合。
[0011]进一步地，所述气流模块包括喷气嘴、输气管道以及气源，所述喷气嘴设置在所述支架上，且所述喷气嘴的出气口朝向所述靶目标，所述喷气嘴的进气口通过所述输气管道与所述气源连接。
[0012]进一步地，所述输气管道上设置有气阀。
[0013]进一步地，所述气源包括空气、氮气、氧气、二氧化碳、氩气、氦气中的一种或多种。
[0014]进一步地，所述激光指示定位装置包括至少两个激光指示灯，所述激光指示灯等间距分布在以所述喷气嘴为圆心的圆周上，且所述激光指示灯的照射方向与所述气流模块的气流方向平行。
[0015]进一步地，所述激光辐照光路模块水平设置，且所述激光辐照光路模块的中心与所述夹持台的中心位于同一水平高度。
[0016]进一步地，所述激光辐照光路模块具有同轴指示光。
[0017]进一步地，所述夹持台可旋转，并配有角度刻度盘或角度显示装置。
[0018]进一步地，所述支架为与所述夹持台的竖直旋转轴同轴设置的圆环或一个或多个圆弧，且所述支架表面标有角度数值或配有角度数值显示装置。
[0019]第二方面，提供了一种具有模拟气流功能的激光辐照试验方法，包括步骤：将靶目标夹持在夹持台上，记录靶目标转动角度度数；开启激光辐射光路模块的同轴指示光，将一个或多个气流模块的喷气嘴夹持在支架上并瞄准靶目标；开启激光指示定位装置，调节气流模块的喷气嘴方向，使激光指示灯到靶光斑图案的几何中心与激光辐照光路模块的同轴指示光在靶目标表面的辐照点重合；读取并记录气流模块的喷气嘴在支架上的角度度数；打开气流模块的气阀，开启激光辐射光路模块进行激光辐照试验。
[0020](3)有益效果
[0021]综上，本专利技术通过激光定位指示装置实现气流模块的到靶气流定位，实现了气流方向与激光方向的夹角调节，模拟真实飞行条件下高速气流与激光对靶目标的耦合作用，
同时结构简单，易于调节，可以模拟多股气流共同作用的复杂真实环境，总体运行能耗低。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统的结构示意图。
[0024]图中：1、激光辐照光路模块；3、靶目标；4、夹持台；5、支架；6、喷气嘴；7、输气管道；8、气阀；9、气源；10、激光指示定位装置；11、到靶气流；12、到靶激光；13、指示激光。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，其特征在于：包括气流模块、支架、激光指示定位装置、激光辐照光路模块以及夹持台；所述夹持台用于装夹靶目标；一个或多个所述气流模块通过所述支架设置在所述夹持台圆周方向上；所述激光指示定位装置设置在所述气流模块上，且所述激光指示定位装置的激光方向与所述气流模块的气流方向一致；所述气流模块的到靶气流中心点通过所述激光指示定位装置在所述靶目标上的指示激光进行定位；所述激光辐照光路模块的到靶激光中心点指向所述靶目标；所述气流模块的到靶气流中心点与所述激光辐射光路模块的到靶激光中心点重合。2.根据权利要求1所述的一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，其特征在于：所述气流模块包括喷气嘴、输气管道以及气源，所述喷气嘴设置在所述支架上，且所述喷气嘴的出气口朝向所述靶目标，所述喷气嘴的进气口通过所述输气管道与所述气源连接。3.根据权利要求2所述的一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，其特征在于：所述输气管道上设置有气阀。4.根据权利要求2所述的一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，其特征在于：所述气源包括空气、氮气、氧气、二氧化碳、氩气、氦气中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种具有模拟气流功能的激光辐照试验系统，其特征在于：所述激光指示定位装置包括至少两个激光指示灯，所述激光指示灯等间距分布在以所述喷气嘴为圆心的圆周上，且所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕宣德，张博，王晓白，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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