高速再入飞行器等离子体实时诊断技术

摘要

高速飞行器再入大气层过程中，激波压缩与黏性滞止效应导致激波层内气体温度急剧升高，形成等离子体鞘套，进而引发“通信黑障”现象。解决该问题的首要研究基础在于实现等离子体参数的精确诊断，然而现有诊断技术难以同时满足1 600℃高温环境与动态实时测量的工程需求。提出一种与飞行器外表面共形设计的双平装探针诊断系统，该系统通过耐高温电极、壳体、绝缘基座及高温密封胶的材料优化，结合小型化、低功耗、高精度实时诊断装置的设计，可适应飞行器载荷安装约束，实现10～9～10¹³ cm^-3范围内电子密度的实时测量。电弧风洞试验表明，该探针系统与传统静电探针在相同试验条件下的诊断结果量级一致，且具备对流场无干扰、无热烧蚀的特性。本研究为高速再入飞行器等离子体参数实时诊断提供了一种有效的工程解决方案，对黑障机理研究及通信优化具有重要的工程应用价值。

关键词

等离子体 / 实时诊断 / 探针 / 再入飞行器