期刊文献+

高超声速飞行器材料与结构气动热环境模拟方法及试验研究 被引量:25

Aerodynamic heating simulation method and testing technique for materials and structures of hypersonic flight vehicles
下载PDF
导出
摘要 文章介绍了自行研制的石英灯红外辐射式气动加热试验模拟系统以及使用该系统对高超声速飞行器材料与结构进行的高温热评价试验。本热试验系统可实现升温速率高至200℃/s的非线性热冲击过程的动态模拟;能够生成1.8 MW/m2热流密度的瞬态非线性热试验模拟环境;能将试验环境温度提高到1 500℃。在该热试验系统上完成了如下试验研究:1)金属蜂窝板结构在高温950℃非线性热环境下的隔热性能评价试验和数值模拟;2)对SiC/SiC复合材料试件在1 300~1 500℃下的隔热性能评价试验;3)采用轴向非分段加热试验方式对圆柱型壳体结构(长2.1 m)内壁进行高温热环境试验。本试验系统在可控的非线性温升速率、高温高热流密度变化过程的动态模拟、热试验环境模拟的准确性以及非接触式全场高温变形测量等方面的研究成果达到了国际先进水平。 This paper describes the principles and capabilities of a self-developed radiation-based aerodynamic heating simulation system, and demonstrates its applications in the thermal testing and high-temperature strength testing of the materials and structures used in hypersonic flight vehicles. The aerodynamic heating simulation system is capable of producing nonlinear dynamic thermal shocks with a heating rate up to 200 ℃/s, a heat flux of 1.8 MW/m2, and a highest temperature up to 1500 ℃. A number of experiments were carried out on the developed heating simulation system. These experiments include: (I) the heat-insulation property testing for a high-temperature composite materials SiC/SiC specimen at high-temperature of 1300- 1500 ℃; (2) experimental and numerical investigations of the heat-shielding properties of metallic honeycomb panel structure in non-linear thermal environment up to 950 ℃; (3) high-temperature thermal environment simulation experiment for the inner surface of a 2.1 m long circular shell, which uses a novel axial non-segmented single regional approach to improve the uniformity of the in-wall temperature field of a large structure. By using non-contact optical metrology, the full-field high-temperature deformation can be measured up to 1550 ℃. This aerodynamic heating simulation system and the testing methods reach or approach the advanced international standards in terms of the controllable non-linear rate of the temperature rise, the dynamic change process simulation of high-temperature and high heat flux density, the accuracy in the thermal experimental environment simulation and the non-contact full-field deformation measurement method for high-temperature objects.
出处 《航天器环境工程》 2012年第3期250-258,共9页 Spacecraft Environment Engineering
基金 国家自然科学基金资助项目(编号:11172026 11002012) 中国航天科技集团航天科技创新基金(项目编号:CASC201101)
关键词 高超声速飞行器 高温热试验 石英灯 红外辐射 气动加热 隔热性能 hypersonic vehicle high-temperature thermal test quartz lamp infrared radiation aerodynamic heating thermal insulation property
  • 相关文献

参考文献21

  • 1Donald B J,Jeffrey S R. X-43D conceptual design and feasibility study,[AIAA 2005-0378][R].
  • 2Grindle T,Vachon M,John C W. Hyper-X fluid/environmental systems performance on flights 1,2,and 3,[AIAA 2005-3337][R].
  • 3Kislykh V V,Kondratov A A,Semenov V L. The program for the complex investigation of Hypersonic Flight Laboratory (HFL) "IGLA" in The PGU of TSIIMASH,[AIAA 2001-1875][R].
  • 4毕士冠.国外超声速巡航导弹发展战略与技术途径讨论(下)——类别地位与发展态势评析[J].飞航导弹,2007(2):1-8. 被引量:17
  • 5Laurent S,Francois F. PROMETHEE:the French military hypersonic propulsion program status in 2002,[AIAA 2003-6950][R].
  • 6中安英彦.宇宙往還技術試驗機(HOPE-X)フロジェケトの成果にっいて[R]日本航空宇宙开发机构综合技术研究部,2005.
  • 7国家自然科学基金委员会.2011年度国家自然科学基金项目指南[M]北京:科学出版社,2010100-101.
  • 8李成功;傅恒志;于翘.航空航天材料[M]北京:国防工业出版社,2002.
  • 9张钰.结构热实验技术[M]北京:宇航出版社,1993.
  • 10Ziemke R A. Infrared heater used in qualification testing of international space station radiators,[NASA TM-2004-212332][R].

二级参考文献20

  • 1李有善.模糊控制理论及其在过程控制中的应用[M].北京:国防工业出版社,1993,6..
  • 2李有善 李军.模糊控制理论及其在过程控制中的应用[M].北京:国防工业出版社,1993..
  • 3强度与环境,1984年,4期
  • 4航天飞机 TPS试验用大型石墨加热器.11#空间模拟会议录.NASA N81- 14138,1980年
  • 5航天飞机 TPS试验用大型石墨加热器.8#空间模拟会议录.NASA N76 - 11113,1975年
  • 6Marshall中心航天飞机TPS热噪声环境设备使用.NASA.N71-17145.1
  • 7航天飞机热噪声结构试样的响应试验 .NASA N71-17451.
  • 8航天飞机翼前缘结构的热性能.AIAA82-0004.
  • 9用嵌入的微热偶测量推进剂的温度分布.AD-A229975
  • 10Cho C S K,AIAA 95-2788,1995年,10页

共引文献74

同被引文献231

引证文献25

二级引证文献77

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部