【摘 要】
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理论上小流率惰性气体添加到大流率空气电弧中不会影响对热防护材料的性能评估。采用控制电弧电流和惰性气体质量流率的方法，在电弧风洞实验平台上研究了分别在空气电弧中添加氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气（Kr）等惰性气体-空气混合电弧的特性，测量了超声速喷管出口驻点热流密度、驻点压力和出口气流平均焓值等参数，分析了电弧电流、气体总质量流率、惰性气体质量流率占比等因素对流场特性的影响。实验结果
【机 构】
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中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
【基金项目】
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载人航天领域预先研究项目（010502）；
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理论上小流率惰性气体添加到大流率空气电弧中不会影响对热防护材料的性能评估。采用控制电弧电流和惰性气体质量流率的方法，在电弧风洞实验平台上研究了分别在空气电弧中添加氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气（Kr）等惰性气体-空气混合电弧的特性，测量了超声速喷管出口驻点热流密度、驻点压力和出口气流平均焓值等参数，分析了电弧电流、气体总质量流率、惰性气体质量流率占比等因素对流场特性的影响。实验结果表明：氦气质量流率占比11.46%、总质量流率0.2 kg/s、电弧电流1 300 A条件下的氦气-空气混合电弧的出口气流平均焓值和热流密度分别比纯空气电弧增加了6.07%和1.02%；氖气、氩气和氪气等惰性气体-空气混合电弧在超声速喷管出口的焓值和驻点压力均低于纯空气电弧，且随混合气体总质量流率和电弧电流的增大而增大，其增大程度与添加气体介质的种类和质量流率占比有关。
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