(最新)飞行器结构热噪声试验的研究进

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1、2010年第2期导弹与航天运载技术No.22010总第306期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.306文章编号：1004-7182(2010)02-0024-07飞行器结构热噪声试验的研究进展吴振强，任方，张伟，孔凡金，张正平（北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室，北京，100076）摘要：高超声速飞行器面临着极端苛刻的气动加热、噪声、力载荷等复合飞行环境。气动加热会引起材料的物性参数变化，改变结构温度场、热应力分布和动力学特性，导致局部区域出现热噪声

2、疲劳破坏。为快速有效地考核飞行器结构在热、噪声环境中的完整性和耐久性，必须深入开展热噪声试验方法、试验系统和高温测试技术方面的研究工作。概述国外热噪声试验方法的发展历程，对不同时期典型壁板结构热噪声试验结果进行归纳总结，给出了国内热噪声试验研究面临的关键技术难点和研究方向。关键词：高超声速飞行器；热噪声试验；壁板；声疲劳；高温测试中图分类号：V215.5文献标识码：AResearchAdvancesinThermal-AcousticTestingofAerocraftStructuresWuZh

3、enqiang,RenFang,ZhangWei,KongFanjin,ZhangZhengping（KeyLaboratoryofNationalDefenseTechnologyforReliability&EnvironmentEngineeringTechnology，BeijingInstituteofStructureandEnvironmentEngineering,Beijing，100076）Abstract:Hypersonicvehiclesuffersextremeflig

4、htenvironments,whichiscombinedwithaeroheating,noiseandmechanicalloads.Materialpropertiesofstructurearechangedbythehightemperature,andthedistributionsoftemperaturefield,thermalstressesarealsoaffectedbytheaeroheatingenvironment.Fatiguefailureisinducedat

5、localregionsbythethermal-acousticload.Inordertoevaluatetheintegrityanddurabilityoftheaerocraftstructuredesigns,thethermal-acoustictestingmethods,testingsystemandthemeasuringtechniquesmustberesearchedwidelyanddeeply.Thedevelopmentofthermal-acoustictest

6、ingisreviewed,andmanyrepresentativeresultsofthermal-acoustictestingatdifferentstagesaresummarized.Moreover,thekeytechnicalproblemsandresearchorientationofthermal-acoustictestinginChinaaregiven.KeyWords:Hypersonicvehicle;Thermal-acoustictesting;Plate;A

7、cousticfatigue;Hightemperaturemeasurement高声强噪声环境下，由于出现快速的交变作用应0引言力，结构会发生疲劳裂纹的萌发、扩展直至失效。国高超声速飞行器具有高机动性、远距离精确打击内飞机结构设计规定，当噪声声压级超过140dB时，等特点，可有效地减少攻击时间，增强突防和反防御[1,2]必须进行声疲劳验证试验。当声压级超过180dB时，能力，是国际航空航天领域的重要发展方向之一。结构会发生迅速破坏，引发飞行事故。极端的表面温其飞行服役环境极端苛刻，由推进系统/边

8、界层产生的度、高温度梯度、高噪声脉动压力以及长时间巡航是高声强噪声，局部区域超过180dB，由边界层和局部2高超声速飞行器飞行环境的显著特点，高温环境对结激波作用产生的气动热载荷的热流超过1200kW/m。构材料性能、结构动力学特性、自动控制等都产生了对于吸气式高超声速飞行器而言，由于需要在大气层严重影响。由此可见，新型高超声速飞行器结构设计中长时间巡航，局部温度可达2000℃以上。热/噪声/中必须考虑热/噪声复合载荷环境的影响，并考核结构结构之间的耦合或相互干扰问题愈发突出，热噪