一种模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统及方法与流程

本发明涉及光学头罩热性能试验方法技术领域，具体是涉及一种模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统及方法。

背景技术：

随着技术发展，导弹存在多种复合方式制导，贯穿导弹整个飞行初段、中段和末期，尤其是末期的红外、电视、激光制导，信号通过光学头罩(材料为石英陶瓷或光学玻璃)传输到处理器，光学头罩的热性能、与导引头舱金属壳体之间的热匹配性对信号传输至关重要。在末段雷达准备开机之前，为避免高速气流和外部环境温度对导引头的影响，在导引头上加装一种可以抛掉的保护罩，末段飞行、将要接近目标雷达准备开机时抛掉保护罩，抛罩后光学头罩开始受气动加热。为保证抛罩后光学头罩的结构、功能正常，需要对抛罩后气动加热的光学头罩进行热性能试验，考核光学头罩热性能、光学头罩与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

在以往光学头罩热性能试验中，试验方法有：方法一，将光学头罩浸入到一定温度的高温油中，浸入一定时间后取出。方法二，将光学头罩用石英灯管加热，从室温开始加热，光学头罩历经快速升温和降温历程。方法三，将光学头罩置于风洞中，先采用钢板挡住头部，风洞达到输出要求后，撤收钢板，光学头罩开始受气动加热。方法一和方法二，均存在不能有效模拟抛罩前后热环境的变化过程；方法三，能真实有效模拟，但需在风洞中开展，也需其它辅助工装，试验成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统及方法，可有效检测光学头罩热性能、光学头罩与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

本发明提供一种模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统，包括：

光学头罩固定装置，用于固定光学头罩；

加热装置，用于给光学头罩加热；

隔热装置，设置于光学头罩与加热装置之间，呈打开和关闭两种状态，隔热装置打开状态时，使光学头罩受加热装置的热源加热；隔热装置关闭状态时，使光学头罩与加热装置的热源隔热；

伺服驱动装置，用于驱动隔热装置呈打开和关闭两种状态；

控制装置，用于控制加热装置开始加热和通过伺服驱动装置控制隔热装置呈打开和关闭；

测试装置，用于采集光学头罩的测试数据。

在上述方案的基础上，所述伺服驱动装置包括伺服液压作动器，伺服液压作动器用于连接隔热装置，通过力或位移闭环控制隔热装置的打开与关闭。

在上述方案的基础上，所述加热装置的热源为石英灯管，通过温度或热流闭环控制加热。

在上述方案的基础上，所述光学头罩固定装置、加热装置、隔热装置根据光学头罩结构尺寸、热载荷大小进行结构、功率匹配设计。

在上述方案的基础上，所述光学头罩的测试数据包括光学头罩温度、热流、隔热装置的状态。

本发明提供一种采用所述的模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统的热性能试验方法，包括以下步骤：

隔热装置默认为关闭状态，通过控制装置控制加热装置达到光学头罩抛罩时刻的热载荷峰值；

控制装置通过伺服驱动装置控制隔热装置打开，使光学头罩受加热装置的热源加热；

通过测试装置采集光学头罩的测试数据。

在上述方案的基础上，所述伺服驱动装置包括伺服液压作动器，伺服液压作动器连接隔热装置，通过力或位移闭环控制隔热装置的打开与关闭。

在上述方案的基础上，所述加热装置的热源为石英灯管，通过温度或热流闭环控制加热。

在上述方案的基础上，所述光学头罩固定装置、加热装置、隔热装置根据光学头罩结构尺寸、热载荷大小进行结构、功率匹配设计。

在上述方案的基础上，所述光学头罩的测试数据包括光学头罩温度、热流、隔热装置的状态。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明提供的模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统，可有效模拟光学头罩抛罩前后热环境的变化过程，考核光学头罩热性能、光学头罩与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

2、本发明的系统可根据产品结构尺寸、热载荷大小匹配设计，通过力或位移pid时序控制模拟抛罩过程，响应迅速可调。

3、本发明系统结构、安装简单，试验准备周期短，制作成本低，一定程度上降低了试验成本。

附图说明

图1为本发明实施例的模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统的第一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明实施例的模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统的第二种实施方式的结构示意图；

图3为本发明实施例的模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统的第一种实施方式的协调控制窗口图；

图4为本发明实施例的模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统的第二种实施方式的协调控制窗口图。

图中，1－光学头罩固定装置，2－加热装置，3－隔热装置，4－光学头罩，5－伺服驱动装置，6－控制装置，7－测试装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例提供一种模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统，参见图1和图3所示的第一种实施方式，包括：

光学头罩固定装置1，用于固定光学头罩4；

加热装置2，用于给光学头罩4加热；

隔热装置3，设置于光学头罩4与加热装置2之间，呈打开和关闭两种状态，隔热装置3打开状态时，使光学头罩4受加热装置2的热源加热；隔热装置3关闭状态时，使光学头罩4与加热装置2的热源隔热；

伺服驱动装置5，用于驱动隔热装置3呈打开和关闭两种状态；

控制装置6，用于控制加热装置2开始加热和通过伺服驱动装置5控制隔热装置3呈打开和关闭；

测试装置7，用于采集光学头罩4的测试数据。

其中，伺服驱动装置5设于隔热装置3上方，伺服驱动装置5通过驱动隔热装置3上升和下降，实现控制隔热装置3打开和关闭。

本发明实施例通过控制装置6协调同步控制隔热装置3打开和加热装置加热，在加热装置加热到抛罩前的热环境过程中，隔热装置3默认关闭，光学头罩4和导引头舱金属壳体不受热；隔热装置3打开瞬间，光学头罩4和导引头舱金属壳体开始受热，有效模拟抛罩过程的热环境，有效考核光学头罩4热性能、光学头罩4与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

本发明实施例提供一种模拟抛罩气动加热光学头罩4的热性能试验系统，参见图2和图4所示的第二种实施方式，其中，伺服驱动装置5设于隔热装置3侧面，伺服驱动装置5通过驱动隔热装置3饶转轴旋转一定角度，实现控制隔热装置3打开和关闭。

作为优选的实施方式，所述伺服驱动装置5包括伺服液压作动器，伺服液压作动器用于连接隔热装置3，通过力或位移闭环控制隔热装置3的打开与关闭。隔热装置3的打开与关闭可通过多种工装形式、连接方式实现位置的pid时序控制，响应迅速可调。

作为优选的实施方式，所述加热装置的热源为石英灯管，通过温度或热流闭环控制加热，有效模拟抛罩过程的热环境。

作为优选的实施方式，所述光学头罩固定装置1、加热装置2、隔热装置3根据光学头罩4结构尺寸、热载荷大小进行结构、功率匹配设计。可根据人员、设备的安全距离合理构建，试验准备周期短，试验成本低，按同类型方法也可拓展至其他部件或系统级的复合功能性试验。

作为优选的实施方式，所述光学头罩4的测试数据包括光学头罩4温度、热流、隔热装置3的状态，有效考核光学头罩4热性能、光学头罩4与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

本发明实施例还提供一种采用模拟抛罩气动加热光学头罩的热性能试验系统的热性能试验方法，包括以下步骤：

隔热装置3默认为关闭状态，通过控制装置6控制加热装置2达到光学头罩4抛罩时刻的热载荷峰值；

控制装置6通过伺服驱动装置5控制隔热装置3打开；使光学头罩4受加热装置2的热源加热；

通过测试装置7采集光学头罩4的测试数据。

本发明实施例提供的模拟抛罩气动加热光学头罩4的热性能试验系统，可有效模拟光学头罩4抛罩前后热环境的变化过程，考核光学头罩4热性能、光学头罩4与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

作为优选的实施方式，所述伺服驱动装置5包括伺服液压作动器，伺服液压作动器连接隔热装置3，通过力或位移闭环控制隔热装置3的打开与关闭。隔热装置3的打开与关闭可通过多种工装形式、连接方式实现位置的pid时序控制，响应迅速可调。

作为优选的实施方式，所述加热装置的热源为石英灯管，通过温度或热流闭环控制加热，有效模拟抛罩过程的热环境。

作为优选的实施方式，所述光学头罩固定装置1、加热装置2、隔热装置3根据光学头罩4结构尺寸、热载荷大小进行结构、功率匹配设计。可根据人员、设备的安全距离合理构建，试验准备周期短，试验成本低，按同类型方法也可拓展至其他部件或系统级的复合功能性试验。

作为优选的实施方式，所述光学头罩4的测试数据包括光学头罩4温度、热流、隔热装置3的状态，有效考核光学头罩4热性能、光学头罩4与导引头舱金属壳体之间的热匹配性。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。