彭迪 ，李永增 ，刘旭 ，焦灵睿 ，刘应征

1.上海交通大学机械与动力工程学院 叶轮机械研究所，上海 200240

2.上海交通大学 燃气轮机研究院，上海 200240

0 引 言

高超声速飞行器表面压力载荷是飞行器气动设计的重要参数。由于高超声速流动中普遍存在转捩、分离和激波-边界层干扰等复杂流动现象，会导致飞行器表面压力分布复杂且变化剧烈；而当前高超声速风洞试验中，模型表面压力测量仍依赖传统单点式压力传感器，空间分辨率低，难以满足日益增长的精细化测量需求。此外，传感器还面临诸如在复杂模型中安装困难、高冲击载荷影响信号质量等问题。与之相比，压敏涂料（Pressure-Sensitive Paint，PSP）是一种更为先进的光学测压技术，具有非接触、高空间分辨率以及全场测量等显著优势，已广泛应用于流体力学与航空航天领域。近年来，PSP的性能与测量方法发展迅速，其应用已逐渐由常规低速/高速风洞测试拓展至高超声速领域。

PSP中含有对压力敏感的发光材料。当其受到特定波长的激发光照射时，会吸收激发光的能量并发射出与激发光波长不同的发射光，该过程即为PSP的“光致发光”。PSP的测量原理是基于光致发光过程中的氧猝灭效应，即PSP信号受到周围环境中空气压力（氧分压）的影响，导致光强与表面压力成反比，其定量关系可由Stern-Volmer方程描述：

式中：I、p分别为参考条件下的光强与压力；T为温度；系数A、B受温度影响，通常通过标定确定。

典型的PSP测量系统如图1所示，主要包括PSP、激发光源与相机三部分。……