電弧（加熱）風洞具有高焓、高熱流、長時間、高空層流模擬能力，是進行高超聲速飛行器熱防護與熱結構試驗考核的重要地面試驗設備之一。風洞運行時高壓氣流經電弧加熱器加熱，通過噴管膨脹加速，形成高溫射流，對安裝在噴管出口的試件進行燒蝕試驗，試驗後的氣流進入擴壓器減速，通過冷卻器冷卻至常溫後進入真空容器。
基本介紹
- 中文名：電弧加熱風洞
- 外文名：The arc heats the wind tunnel
- 所屬類型：地面試驗設備
- 能力：具有高焓、高熱流等能力
- 試驗飛行器：高超聲速飛行器
- 試驗內容：熱防護與熱結構試驗
簡介,電弧加熱器,電弧加熱風洞試驗,
簡介
電弧（加熱）風洞具有高焓、高熱流、長時間、高空層流模擬能力，是進行高超聲速飛行器熱防護與熱結構試驗考核的重要地面試驗設備之一。風洞運行時高壓氣流經電弧加熱器加熱，通過噴管膨脹加速，形成高溫射流，對安裝在噴管出口的試件進行燒蝕試驗，試驗後的氣流進入擴壓器減速，通過冷卻器冷卻至常溫後進入真空容器。主要由電弧加熱器、噴管、試驗段、擴壓器、冷卻器、真空系統、控制系統和水、氣、電附屬系統等組成。
電弧加熱器
電弧加熱器是電弧風洞的關鍵設備之一，它的起動狀況關係到整個風洞的起動成敗，是風洞正常運行的前提。良好的起動方式對風洞安全運行和試驗效率的提升至關重要。
電弧加熱風洞
電弧加熱風洞電弧加熱器根據結構差異分為不同的種類以實現不同的試驗參數需要，常用於風洞配套的電弧加熱器有片式、管式、磁旋式等。
目前，國內電弧風洞一般採用金屬絲大電流熔融引弧的方法起動電弧加熱器，但在使用過程中也暴露了一系列無法克服的問題。如：
（1）準備時間長，每完成一次試驗必須放掉試驗段真空，安裝金屬絲完畢後重新抽真空；
（2）可靠性差，氣流量稍大，就會造成金屬絲虛接、吹斷；
（3）熔渣影響設備安全，未完全熔融的金屬絲落在電極之間，降低絕緣，導致局部放電，燒損設備；
（4）熔化後的金屬絲粉末堵塞測壓管道，影響參數測試。
電弧加熱風洞試驗
為了研究能夠在再入大氣層承受過熱條件下的熱防護系統，需要建立能夠模擬這些條件的地面試驗設備。等離子電弧加熱風洞(或電弧射流)是最常採用的地面實驗裝置。在這種試驗設備上可以產生飛行條件下具有代表性的加熱率和長時間的加熱實驗，用上述設備來進行隔熱材料的性能預測和有關熱防護系統的實驗驗證是必須的。
眾所周知，制約電弧加熱器長時間加熱運行的關鍵是因為電弧電流的數值太大使得電極燒損，加之空氣中的氧元素對銅元素的氧化作用引起電極燒損加劇，因而，根據上述因素，選擇適當的能夠滿足飛行器隔熱環境的試驗狀態參數，使得電弧電流小，介質流量大，可以延長電弧加熱器的加熱運行壽命。
