王焕光
,
曲伟
,
淮秀兰
工程热物理学报
针对高超声速飞行翼的气动加热现象,提出了一种基于热管的半主动式热防护方案.该热管为一种楔形腔体热管,工质为碱金属锂.为简化计算,将整个过程解耦为对流区、导热区和气动加热区三个部分.对于对流区,本文采用了文献中提出的“热短路”处理方法,即假设壳体内壁面温度处处相等.对于气动加热区,简化为两段:均匀加热段和均匀散热段,并求出了壳体的温度分布.计算结果表明,温度梯度主要集中在前缘,而在6 MW/m2的热流下,整个结构的最大温差仅为500 K.热管的存在极大地改变了热流通路,使热流由平行于壁面变成垂直于壁面,从而使热阻大为降低.由于高温区域非常集中,腔体式热管可以大幅节省耐高温材料.
关键词:
腔体热管
,
热短路效应
,
气动加热
,
高超声速
,
热防护
鲍文
,
秦江
,
周伟星
,
于达仁
工程热物理学报
热防护技术是发展高超音速的关键技术之一.为了降低冷却用燃料需求,本文提出了基于闭式Brayton循环的超燃冲压发动机冷却循环,旨在提出一个缓解超燃冲压发动机热防护压力的新方法、新思路,同时可为高超音速飞行器提供足够的电力供应.文中介绍了冷却循环的组成和工作原理,定义了评价冷却循环性能的参数,在考虑系统内、外不可逆性的基础上,完成了系统的性能分析,分析表明该冷却循环可有效地节约冷却用燃料消耗,大幅提升超燃冲压发动机热防护系统性能.
关键词:
冷却循环
,
超燃冲压发动机
,
闭式Brayton循环
,
热防护
肖军
,
章凯军
,
李晓升
,
曾一兵
,
李晨光
宇航材料工艺
防热涂层对小型高速战术导弹结构实现先进设计和防热性能十分重要,而应用工艺直接关系到其防热效能.本文通过对表面处理、底层涂料、填料分散、喷涂干燥等工艺的研究,使防热涂层附着力、防热性能以及环境适应性均满足使用要求,最终确定了一种可靠的施工工艺方案.
关键词:
热防护
,
材料与工艺
,
涂层
,
试验
李伟
,
陈朝辉
,
王松
材料工程
主动冷却陶瓷基复合材料结构技术是一种新型热防护技术,它综合了耐高温材料与冷却结构各自优势,可显著提高构件热容限,降低单位质量,提高推重比,在超燃冲压发动机等先进推进系统上具有良好应用潜力,被认为是实现低成本、高可靠空间飞行的关键技术之一,得到美、法、德等国的积极研究,基于前期机理探讨及缩比件考核结果,目前正向全尺寸工程样机阶段过渡.其中,利用多种精细成型工艺在纤维增强陶瓷基复合材料(CMC)构件内部成型再生冷却流道或发汗冷却多孔结构的全CMC方案具有较高的先进性与可行性,代表了未来发展方向.
关键词:
超燃冲压发动机
,
热防护
,
主动冷却
,
陶瓷基复合材料
,
C/sic
鲍文
,
李献领
,
秦江
,
周伟星
,
于达仁
工程热物理学报
碳氢燃料的化学热沉的释放特性不仅与燃料自身的化学性质有关,还受燃料温度和驻留时间等流动换热因素的影响,是高超声速热防护技术中的重要研究课题。考虑流动换热对裂解反应的影响及裂解反应所引起的组分变化对流动换热过程的影响,本文提出了一个一维非稳态的模型来研究碳氢燃料的裂解反应与流动换热过程的耦合特性.并对不同的温度、工作压力和质量流率等典型工况进行了模拟,初步揭示了碳氢燃料的裂解反应和流动换热过程耦合的基本规律。计算结果与公开文献中实验数据的一致性表明了该计算模型可辅助于实验来研究碳氢燃料的裂解反应过程,并指导高超声速飞行器冷却系统的设计。
关键词:
碳氢燃料
,
热防护
,
裂解反应
,
流动换热
,
耦合
李红燕
,
吴宣润
,
张渭源
材料科学与工程学报
研究了消防服用多层织物系统的综合热防护性能.将耐高温阻燃织物Nomex、Kermel和芳砜纶织物与PTFE、TPU和三维阻燃间隔织物组合,模拟消防服的层次构成,通过垂直燃烧实验测试分析了外层织物的阻燃性能,通过TPP(热辐射和热对流综合热防护性能)实验测试分析了多层织物系统的综合热防护性能.研究得出:热防护性最大的织物组合是芳砜纶、三维阻燃间隔织物和阻燃棉布;最适宜用于消防服的织物组合是NomexⅢ A、三维阻燃间隔织物和阻燃棉布;可将三维阻燃间隔织物用于消防服结构组成中,有助于减轻消防员的热负荷.
关键词:
热防护
,
阻燃
,
NomexⅢA织物
,
Kermel织物
,
芳砜纶
王安龄
,
桂业伟
,
唐伟
,
金玲
工程热物理学报
对再入热走廊的物理含义进行了定义分析,为使防热层温度不超过热防护系统所允许使用的极限温度,可重复使用飞行器的飞行轨道必须在再入走廊热之内.建立了可重复使用飞行器再入热走廊的物理模型,给出该物理模型下热走廊的控制方程和求解方法.通过对航天飞机轨道器典型位置的再入热走廊与传统方法的验证分析,说明本文建立的可重复使用飞行器再入热走廊物理模型和求解方法是正确的,同时探讨了表面材料承受温度和发射系数对热走廊的影响规律.
关键词:
重复使用飞行器
,
气动热
,
热防护
,
热走廊
袁湘江
,
桂业伟
工程热物理学报
本文针对二维类前缘外形在带表面吹气情况下的高超声速流场进行了数值模拟,结果表明表面吹气能起到局部防热作用.本文应用场协同的概念,分析了流场中速度场与温度场的关系,从机理上进一步认识有关冷却的原理.
关键词:
热防护
,
NS方程
,
数值模拟
,
场协同
王安龄
,
桂业伟
,
耿湘人
,
贺立新
工程热物理学报
由于飞船返回舱的气动加热和热化学烧蚀是非常复杂的变化过程,许多参数很难测定,并且与材料制造工艺水平密切相关,目前使用的数据存在较大散布,需要研究这些不确定因素对防热效果的具体影响.本文数值模拟了炭化材料的烧蚀热响应过程,研究了气动加热及材料参数的不确定性对计算结果的影响,在对计算结果进行分析的基础上,定量地研究了这些不确定量对烧蚀防热影响大小,说明了防热材料的各物理量对烧蚀防热影响重要程度完全不同,应该对几个关键参数进行深入细致的研究.
关键词:
气动热
,
热防护
,
烧蚀
,
炭化
耿湘人
,
桂业伟
,
张来平
工程热物理学报
本文对强对流加热环境下带再生冷却系统的红外窗口传热和热应力问题进行了数值模拟,采用一维管流假设,管流和固体结构传热采用耦合方式求解.研究表明:(1)在本文计算状态下模型温度和热应力都是随加热时间而增加的,最大温度发生在窗口表面的填充材料和石英玻璃中部,最大热应力发生在合金材料内部;(2)现有冷却管道配置下工质温度没有异常变化;(3)窗口区合金温度一直在升高,若飞行时间进一步延长,要考虑合金温升给窗口防热带来的不利影响;(4)在现有温度分布状态下,内冷管道的引入并未给结构强度造成薄弱环节.
关键词:
热防护
,
热传导
,
热应力
,
再生冷却
