航天装备热噪声环境构建方法

航天器在再入大气层时或在大气层内高速飞行时,会遇到严酷的气动热噪声复合环境,导致结构出现热噪声疲劳破坏,严重影响航天器结构和设备的环境适应性和可靠性。为了验证航天器结构和设备设计的合理性,考核其环境适应性和可靠性,需要构建地面热噪声环境。笔者根据多年从事航天装备热噪声环境构建的实践经验,结合当前装备设计能力和试验技术的发展,对航天装备热噪声环境构建方法进行了总结和论述,为航天装备热噪声环境构建的全流程提供参考和指导。

热噪声复合环境下飞行器结构动响应预示技术研究进展

高超声速飞行器在巡航/再入阶段经历着严酷的气动力/热/噪声等复合环境,严重威胁着结构的完整性和可靠性。严酷的热环境会显著改变结构的整体和局部模态特性,出现模态跳跃和丢失;当与噪声载荷共同作用时,结构动态响应出现突弹跳变现象,表现出强非线性特征,因此热噪声复合环境下结构动响应预示面临严峻挑战。本文综述了热噪声复合环境动响应预示技术的发展过程,对比分析了目前热噪声动响应预示技术的优势与不足,对于未来高超声速飞行器、可重复使用运载器等载荷环境条件制定和结构优化设计均具有重要意义。

热环境下金属壁板噪声激励动响应试验研究

高超声速飞行器热防护系统包含多种形式的金属壁板结构,巡航或再入过程中经历着严酷的气动热、气动力、噪声等复合环境,严重威胁着飞行器结构的完整性和可靠性。为评估壁板结构的耐噪声性能,设计了钛合金平板和加筋板试验件,采用热噪声试验系统开展了试验件中心温度最高为400℃、噪声最高为162dB的动响应试验,采用高温加速度计和高温应变片对动态响应进行了测试。结果表明,钛合金平板和加筋板的最大加速度均方根值分别可达94.5 g和199.0g,金属壁板动态响应均方根值与噪声量级密切相关,受热环境影响较小,而热环境显著改变了动态响应的频谱分布。