热沉定值系统不确定度评定
2021-06-28孙道安李春迎杜咏梅王志轩张建伟
计量学报 2021年5期
孙道安,吕 剑,李春迎,杜咏梅,王志轩,张建伟,张 皋
(西安近代化学研究所 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室,陕西 西安 710065)
1 引 言
高超声速巡航导弹等飞行器具有突防快、难拦截的优势,代表着武器装备的发展水平,军事意义重大。高超声速飞行时,飞行器与空气摩擦生成大量的热,导致其面临现有材料无法解决的“热障”难题[1,2]。吸热型碳氢燃料再生冷却技术已被公认为解决高超声速飞行器“热障”难题的最佳方案[3,4]。衡量燃料吸热能力的指标是热沉[5],其内涵为单位质量燃料由基准态(一般常温常压)变化到一定工况(一般指冲压发动机超临界应用工况)发生的温升、相变、脱氢、裂解等系列物理和化学变化所吸收的热量的总和,单位为MJ/kg。
燃料的热沉直接决定了飞行器的速度,如燃料的热沉达到2.09 MJ/kg时,可满足飞行器4~6马赫的飞行速度需求[6]。准确、高效地计量燃料热沉对高超声速飞行器的设计及吸热燃料研制至关重要。目前国内外热沉的测定普遍采用低电压大电流电加热法[7~9]。由于技术秘密,国外的热沉测量细节鲜见报道。国内能够开展燃料热沉测量的单位,组建的装置存在仪器设备精度不一、辅助测温测压等部分关键构件连接方式各异的问题;并且,目前关于热沉测量装置或系统的不确定度研究也尚未见报道,这对现有我国燃料热沉数据的准确性和可靠性影响极大,难以为吸热型碳氢燃料的热沉性能评价提供计量保障。……
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