肖友文，谢贵久，何 峰，张建国，袁云华，宋祖殷

(1.中国电子科技集团公司第四十八研究所，长沙410111;2.空军驻湖南地区军代室，长沙410110)

1 引言

高超声速飞行器在高速飞行过程中，其所在流场的气体动力学、传热学和激波运动等一直是国内外研究的热点问题，同时也是飞行器工程实践的基础［1-2］。

热流传感器可用于飞机壳体在高超声速飞行状态与空气磨擦所产生的热量测量，以及热流量在不同机壳厚度层的传递状况［3］，还可扩展用于超声速飞行器壳体材料的热力学分析，尤其是在高速风洞测试试验中，需要对飞行器上的每个点在不同马赫数下和不同攻角状态下的受热情况进行测试分析，准确计算出材料在受热状态下的力学性能，以便选用合适材料，并采取防热措施，保障飞行器安全可靠的高速飞行［4］。

因此，如何准确、快速测量出表面热流量，是设计可靠防热系统的先决条件。长期以来，通过对温度变化检测来实现对热流量传递的测量。薄膜高温热流传感器是一种用于测量非稳态热流的传感器，以其反应时间短为主要特点，薄膜热流传感器可以用于高超声速飞行器短时间的高温热流测量实验，满足瞬态测量要求。

2 原理

薄膜热流传感器的测量原理基于傅立叶定律［5］，当热流通过热流传感器探头时，在探头的热障层上产生温度梯度△T，即厚陶瓷热障层(X2)温度T2，薄陶瓷热障层(X1)温度T1，根据傅立叶定律算就可以计出通过热流传感器探头的热流密度(如图1所示)。……