本發(fā)明涉及高溫流場測試技術領域，特別是涉及一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針，能防止探針在高溫流場的測試中被高溫來流損壞。

背景技術：

在實驗或工業(yè)生產中常需要對高溫流場中的壓力進行測量，然而普通壓力探針沒有冷卻裝置，若直接對高溫流場進行測量，探針往往會因過高的溫度而變形甚至斷裂。為了提高探針所能承受的溫度，必須進行冷卻保護。對比目前己經發(fā)展出的各種冷卻方式可見，空氣冷卻方向的研究較多，主要包括對流冷卻、沖擊冷卻、柱肋冷卻等和氣膜冷卻等。對應用于高溫流場測試的探針進行合理地冷卻設計，才能避免高溫損壞探針，從而完成測試任務。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針，能夠通過氣膜冷卻技術降低探針溫度，當來流方向較為穩(wěn)定時可以通過氣膜有效地保護探針，從而實現(xiàn)在高溫流場中進行測量。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：

提供一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針，其特征在于，包括：探針頭部、支桿、引壓管、氣膜孔、轉接段、進氣管。所述探針頭部與支桿焊接，引壓管數(shù)量與探針頭部開孔數(shù)對應并將一端安裝在探針頭部上的測壓孔處，另一端從支桿內部穿過，從轉接段上的孔伸出。

進一步，在支桿表面加工氣膜孔，進氣管將低溫氣體送入支桿內部，低溫氣體從氣膜孔吹出并在來流作用下附著于支桿表面，從而形成低溫氣膜防止高溫來流損壞探針。

進一步，進氣管需根據主流流量與溫度，調節(jié)送入支桿內部的冷卻氣體流量與溫度，從而保持合適的吹風比與溫度比。

進一步，壓力探針頭部外徑4到8毫米，長度10到15毫米。

進一步，氣膜孔軸線與探針支桿上的滯止點夾角在±10度到±45度之間，孔為直徑0.5到1毫米的圓孔。

進一步，氣膜孔軸線方向與支桿軸線方向夾角為30度到60度，氣膜孔之間、氣膜孔與支桿兩端之間距離1.5毫米到5毫米，與孔徑相協(xié)調，保證間距比3到5。

進一步，支桿內徑2到5毫米，壁厚1.5毫米到4毫米，根據孔徑和氣膜孔軸線方向與支桿軸線方向的夾角進行協(xié)調，保證長徑比3到5。

進一步，進氣管根據主流流量進行調節(jié)，保證氣膜孔吹風比為0.4到1.5之間。

進一步，進氣管根據主流溫度調節(jié)冷卻氣體溫度，保證冷卻氣流與主流溫度比0.4到1。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在壓力探針內部冷卻的基礎上在表面形成冷卻氣膜，在氣膜覆蓋的區(qū)域將高溫氣流直接與探針表面?zhèn)鳠嶙兂闪烁邷貧饬鳌鋮s氣膜—探針表面的三溫度傳熱體系。同時根據來流的流量和溫度，調節(jié)冷卻氣流的射流流量和溫度，保證冷卻效率，防止高溫流場測試中高溫導致探針損壞。

附圖說明

圖1是一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針一較佳實施例示意圖；

圖2是一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針氣膜孔剖視圖；

附圖中各部件的標記如下：1、探針頭部；2、支桿；3、引壓管；4、氣膜孔；5、轉接段；6、進氣管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

如圖1所示，一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針，包括：探針頭部(1)、支桿(2)、引壓管(3)、氣膜孔(4)、轉接段(5)、進氣管(6)。探針頭部(1)與支桿(2)焊接，引壓管(3)數(shù)量與探針頭部(1)開孔數(shù)對應并將一端安裝在探針頭部(1)上的測壓孔處，另一端從支桿(2)內部穿過，從轉接段(5)上的孔伸出。

探針頭部(1)外徑4毫米，長度12毫米。在探針支桿(2)與滯止點呈±15度處開氣膜孔(4)，孔為直徑0.6毫米的圓孔。氣膜孔(4)軸線方向與支桿(2)軸線方向夾角為30度，氣膜孔間距2.4毫米。支桿(2)內徑5毫米，壁厚1.5毫米，長度50毫米。

本實施例介紹的一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針，通過合理選取氣膜孔參數(shù)，使氣膜孔間距比為4，長徑比約為3.8，具有較好的冷卻效率，在實際測量流場時，根據主流參數(shù)調節(jié)射流流量和溫度，保證低溫氣膜的冷卻效率，防止高溫來流損壞探針，同時氣膜避開了探針頭部，避免了射流對測量的干擾，從而保證了探針在高溫流場中能夠穩(wěn)定持續(xù)地進行精確的測量。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種采用單排孔氣膜冷卻的壓力探針，包括探針頭部、支桿、引壓管、氣膜孔、進氣管。所述探針頭部與支桿焊接，引壓管一端安裝在探針頭部上的測壓孔處，從支桿內部穿出。支桿表面加工氣膜孔。進氣管根據主流流量與溫度，調節(jié)送入支桿內部的冷卻氣體流量與溫度，并將低溫氣體通過輸氣管送入支桿內部，低溫氣體從靠近探針頭部處開始充滿支桿的內部并從氣膜孔吹出，形成低溫氣膜保護探針。通過上述方式，本發(fā)明能夠在壓力探針內部冷卻的基礎上在探針表面形成冷卻氣膜，避免高溫氣流直接與探針表面換熱。同時根據來流的流量和溫度，調節(jié)冷卻氣流的射流流量和溫度，保證冷卻效率，防止高溫流場測試中高溫導致探針損壞。

技術研發(fā)人員：馬宏偉;王昱珅
受保護的技術使用者：北京航空航天大學
技術研發(fā)日：2017.04.18
技術公布日：2017.08.01