The Wall Temperature Measurement and Effects on the Missile Complex Surface Based on the Semiconductor Diode and Electronic System

Abstract

The problem of high-precision measurement of the temperature of the forebody wall of an aerophysical missile complex in flight along the trajectory to the altitude of Н ≤ 8 km in response to changes in the numbers of Mach М∞ ≤ 2.0, Reynolds ReL,∞ ≤ 2•107, non-isothermicity, solid-fuel jet engine (SFJE) operation with acceleration of a ≤ 12g that are not simultaneously simulated in modern supersonic aerodynamic units, has been solved. Semiconductor diodes CD-521 from different materials have been used to measure the temperature of the wall of this object along the forebody length. The sensitivity of CD-521 is 2.5 mV/deg. The airborne electronic and telemetry systems have a high degree of accuracy and high-speed action. The survey of semiconductor diodes CD-521 has been carried out consistently in time at intervals of 5ms, and the error of measurement of the temperature of the forebody wall of the missile aerophysic complex does not exceed 1%. The airborne electronic and telemetry systems, semiconductor diodes CD-521 and data on the wall temperature along the forebody length have enabled to resolve aerophysical challenges associated with the supersonic separated and unseparated flow of the missile complex forebody under the laminar-turbulent transition in the wall jet and in its interaction with the separated wall flow. Вирішена проблема вимірювання з високою точністю температури стінки головної частини ракетного аерофізичного комплекса в польоті по траєкторії до висоти Н ≤ 8 км в умовах зміни чисел Маха М∞ ≤ 2.0, Рейнольдса ReL,∞ ≤ 2•107, неізотермічності, роботи реактивного двигуна на твердому паливі (РДТП), прискорення a ≤ 12g, що одночасно не моделюються в сучасних надзвукових аеродинамічних установках. Для вимірювання температури стінки цього об’єкта із різних матеріалів по довжині головної частини використовувались напівпровідникові діоди КД-521. Чутливість КД-521 складала 2,5 мВ/град. Бортова електронна і телеметрична системи мали високий рівень швидкісної дії і точності. Опитування напівпровідникових діодів КД-521 здійснювалось послідовно в часі через 5 мс, а похибка вимірювання температури стінки головної частини комплекса не перевищувала 1%. Бортова електронна, телеметрична системи, напівпровідникові діоди КД-521 і дані про температуру стінки по довжині головної частини дозволили вирішити складні аерофізичні проблеми, пов’язані з безвідривним і відривним надзвуковим обтіканням головної частини ракетного комплекса в умовах ламінарно-турбулентного переходу в пристінній течії і при взаємодії його з відривним обтіканням стінки.