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1、2014年第2期导弹与航天运载技术No.22014总第331期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.331文章编号：1004-7182(2014)02-0044-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20140211大型壳体结构内壁轴向非分段式热环境试验研究吴大方，潘兵，王岳武，周岸峰，朱林（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京，100191）摘要：建立大型壳体结构轴向非分段式高温热试验装置。设计直径为14mm、长度为2.25m，长度/直径比接近160的超长大功率石英灯加热器，并使用自行研制的大功率可调式供电
2、装置，提高单区域大面积加热源的调控能力，实现2.1m的大型壳体结构单区域整体连续加热试验研究。该方法有效提高了大型壳体结构内壁试验温度分布的均匀性和真实性，为研制大型高速航天飞行器提供更加良好的高温热环境试验手段。关键词：气动热模拟；壳体结构；石英灯加热器；热试验中图分类号：V416.5文献标识码：AResearchonNon-segmentationThermalEnvironmentExperimentoftheInnerWallalongtheAxialDirectionforaLargeShellStructureWuDafang,PanBing,W
3、angYuewu,ZhouAnfeng,ZhuLin(SchoolofAeronauticScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing,100191)Abstract:Inthispaper,anon-segmentaltestapparatuswasestablishedforhightemperaturethermaltestalongtheaxialdirectionoflargeshellstructures.Theextralong,highp
4、owerquartzlampheaters,whoseratioofthediameter(14mm)tothelength(2.1m)wasnearly160,weredesignedforthetest,andaself-developedhigh-poweradjustablepowersupplydevicewasutilizedtoimprovethecontrolcapabilityofthesingle,largeareaheating.Usingthisapparatus,a2.1mlong,non-segmental,continuoush
5、eatingexperimentforasingleareaofthelargeshellstructurewassuccessfullyperformed.Thisheatingmannerefficientlyenhancestheuniformityandtheauthenticityoftheinnerwalltemperaturesdistributionofthelargestructuresinthethermaltest,andalsoprovidesanexcellenthightemperaturethermalenvironmentex
6、perimentaltechniqueforthedesignoflarge,high-speedaerospacevehicles.KeyWords:Aerodynamicheatingsimulation;Shellstructure;Quartzlampheaters;Thermaltest0引言检验关键部位的热防护性能，评估结构在高温下的安高速飞行的航天器舱体内部安装的燃气发生器、全可靠性，对于高速飞行器的安全设计具有非常重要[1,2]高效内燃机、高功率伺服电池组等装置，在启动以及的实际意义。飞行过程中会产生很高的温度，由于舱体内部空间狭与高温结构风
7、洞相比，“非对流方式”的石英灯辐小，环境温度非常恶劣，严酷的高温不仅显著降低飞射式热环境模拟试验技术具有热惯性小、电控性能优行器材料的强度极限和结构的承载能力，影响飞行器良、发热功率大的特点，可组成不同尺寸和形状的加结构的安全性能，还会对附近的电子设备和传动结构热装置，既适用于小型的材料热试验，也适用于大型[3,4]等产生破坏性影响。为了保证高速飞行器的安全，确全尺寸结构，且能够连续长时间运行，在高速飞行认飞行器的材料和结构是否能经得起高温热应力的破器气动热试验模拟方法中占有重要的地位。目前美国、坏，必须对高速飞行器材料和结构进行热强度试验。俄罗斯、德国、英
8、国、法国等都将其作为高速飞行器[5~9]利用高温热试
