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激波管与动态压力校准文献综述
1研究背景及意义
在目前的工程领域，尤其是在军工领域中，激波作为一种有限能量的压力波，其压力特征参数经常作为重点评估的指标。爆炸冲击波的实质就是一种能量的瞬间释放，在这一过程中，爆炸介质内的相关参数呈阶跃式升高，因此共振频率高、上升时间短等特点是一个测试系统能够完成准确测量冲击波所须具备的条件。用于动态压力校准的方式有很多，其原理大多是通过外部设备添加阶跃压力信号，激励测试系统得到被校压力传感器的输出响应。压力传感器的动态校准是保证动态测试数据准确与可靠的重要前提，相对于压力的静态测量而言，动态测量的发展历史还比较短，以及动态测量的环境也更加复杂、条件更加苛刻，这也决定了压力传感器的动态校准是一个比较复杂的过程，激波管校准装置在动态压力校准技术中使用最为普遍，世界上许多国家都推荐使用激波管装置进行动态压力校准。因此对激波管校准装置的研究具有意义。
2激波管技术现状
激波管是一种基于气体动力学的实验设备[1]，已成为空气动力学、气体物理学、 电磁流体动力学、化学动力学和高超声速动力学等众多科学领域中十分重要的研究工具[2~3]。
2.1国外现状
早在19世纪末，法国科学家P.维埃耶开创先河，成功地制成了世界上首根激波管，用于研究矿井中的火焰波和爆炸波。到了 1932 年，德国科学家进一步研究激波强度，得到它与破膜压力比之间的关系，并公式化得到激波管方程[4] ,为之后的研究人员研究激波管参数方程提供了参考依据；英国的 Pyman 和 Sheperd 两位科学家为了研究气体中的激波传播原理，首次使用了转轮摄影机[5]。 20 世纪中叶，由于研制洲际导弹和核武器的需要，激波管技术日新月异。到了 20 世纪 60 年代，美国国家计量局正式将激波管校准方法定为压力传感器的标准校准法[6]。激波管及其研究对象已经形成了一个专门的技术领域，关于激波管的重要学术会议——国际激波学术会议迄今为止已经举办了 30 次，60 年来，研究人员们对激波与激波管等相关领域的最新研究动态及成果进行了学习交流，探讨新的学科发展方向，推动了激波动力学的学科发展及与其它学科的交叉融合。
2.2国内现状
我国作为研究激波管技术的后起之秀，在该领域中也是硕果累累。上世纪五六十年代，我国空气动力学家俞鸿儒成功研制了第一代激波风洞[7]，到 70 年代成功建立了高性能激波风洞实验室和配套的瞬态测量系统；在 80 年代之前，我国对激波管的研究方向停留在低压阶段，但随着作战理论和武器装备的迅猛发展,研究人员逐渐把目标转向研制高压（100~1000MPa）激波管，并不断完善相应的动态校准理论[8~9]; 由西安某研究所和中科院合作研制的高压氢气/ 氮气激波管，其阶跃压力值可达到 109MPa，平台压力持续时间为 4~8ms，阶跃上升时间小于 0.05 微秒，其校准压力幅值和压力平直度领跑国际先进水平;2012 年北京长城计量测试技术研究所设计了双腔负压法，该方法扩大了激波管产生阶跃压力的下限范围，对研究压力传感器的低频响应特性实现了极大的突破[10]。我国也有激波与激波管学术会议，从 1978 年起，经历了 40 多年的研究，全国各地的科学家们通过对激波管技术的科研成果进行了交流和讨论，提出更多发展方向，推动了激波管及相关领域的发展进步。
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