李 龙，范学军，王 晶

（中国科学院力学研究所高温气体动力学重点实验室，北京 100190）

0 引 言

在超燃冲压发动机及其热防护系统的设计工作中，燃烧室的壁面热流分布、壁温分布与燃气总温等热环境参数是极其重要的参数。超燃冲压发动机实验涉及的高焓高速气流马赫数一般在2.0以上，燃烧后的气流总温可达2800K以上，壁面热流密度在0.4～5.0MW／m2之间，而且高温燃气富含氧气，对探针材料有很强的烧蚀作用，常规测量手段难以在这样的环境中长时间工作。因此，迫切需要发展具有针对性的测量手段。目前，由于理论、方法、材料技术、工艺水平、设备等多方面的原因，中国有关超燃冲压发动机热环境的测量技术并不完善，测量误差较大，还不能满足热环境深入研究的要求。并且，高温测量技术相对发达的国家也没有很好解决这一问题。例如，美国针对超声速燃烧室壁面热流测量的误差在20%左右［1］，而澳大利亚的Hyshot飞行演示中，燃烧室壁面热流测量的误差超过50%［2］。

针对以上问题，在Gardon热流计基础上，通过结构热阻分析，发展了一套可用于超声速燃烧室内壁面热流／温度同步测量的传感器技术。该传感器采用水冷却设计，响应时间达到3～5s，最大可测热流在2MW／m2以上。而且在来流马赫数2～3、总温1600K以上、总压1～2MPa的超声速燃烧气流中可以长时间稳定工作。

1 热流测量原理与改进

1.1 Gardon热流计原理

常规的热流测量采用的是Gardon热流计［3］，是Robert Gardon在1952年发展的一种用来测量辐射热流的装置。热流计主要由圆形铜镍合金（康铜）薄片、铜热沉和中心铜导线等部分组成，如图1所示。……