金新航, 马炳和, 邱 涛, 邓进军, 罗 剑

(西北工业大学 空天微纳系统教育部重点实验室, 西安 710072)

0 引 言

超燃冲压发动机涉及高超声速空气动力学、燃烧学、高温气动热力学等多学科，复杂恶劣内部工况对测试技术提出了高要求[1-2]。

温度及热流是研究燃烧过程及热防护结构中的2个重要物理量，也是研究超燃冲压发动机传热、热负荷及热防护等的基础，定量化评估其燃烧状态、燃烧效率及相关性能的必要条件[3-4]。超燃冲压发动机内部热载荷条件极其恶劣，燃烧气流马赫数一般在2以上，气流总温可达2800K，壁面热流在0.4～5 MW/m2，普通测量手段很难适用[5]。这导致目前获取其内部温度及热流场信息的方式仍以数值仿真为主，缺乏实时、准确的瞬时高温测量手段。

本文介绍了铠装式传感器、薄膜传感器、光电测量法及辐射测量法的技术特点及典型应用，并阐述了薄膜传感器的最新研究进展。

1 温度测量

超燃冲压发动机的关键温度参数可分为内壁面温度与气流总温2种。其中内壁面温度主要用于分析发动机结构的热载荷、冷却效率，而气流总温则用于评估燃烧效率与燃烧过程等。

1.1 铠装热电偶

热电偶是最常用的高温测量手段，但未经专门封装难以承受发动机内高温、高速、强冲击的恶劣环境。通过合理设计铠装保护结构，可以提升传感器的极限耐受温度和环境适用性。

2016年，美国国家航空航天局(NASA)兰利研究中心，采用将热电偶嵌入SiC陶瓷中的方式(见图1)，研究了碳碳复合材料在超燃冲压发动机中承受的热载荷及生存性能[6]。……