管路热力学环境试验技术综述

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1、2010年第5期导弹与航天运载技术No．520lO总第309期MISSILESANDSPACEvEHIfLESSumNo．309文章编号：l004-7182(20lO)05-0038—05管路热力学环境试验技术综述王智勇，黄世勇，任冬辉，孝春成(北京强度环境研究所，北京，100076)摘要：箭(弹)上用于增压、排焰的管路系统，承受热．压，振动等综合环境，管路将会出现强度下降，密封性能减弱、结构固有动特性变化等问题，甚至会发生管路损伤、泄漏及破坏情况．为了考核多种栽荷环境综合作用下管路的强度及密封性能，需要在地面对管路进行热力学环境综合模拟试验。

2、对热、压、振动等边界条件模拟以及试验热力学环境参数测试技术进行阐述，并对试验考核中存在的问题提出改进方向．关键词：管路；高温；振动；综合环境中图分类号：v416．4文献标识码：AGroundTestTechniqueforThermodynamicsEnVironmentofPipeSystemswangzhiyong，Huangshiyong，RenDon曲ui，xiaoChuIlcheng(Be．jingInstituteofStmctureandEnVironmentEngineering，Beijing，100076)Abstract：

3、Theself二pressurizedpipesystemandexhaustpipeusedforaIaunchvehicle(oramissile)aresurroundedbycomplexenvimnmentduringtheflight，includinghightemperature，highpressumandseverevibration，whichcausesthedecreasingofthemechanicalstrength，thefailingofsealing亦dtheinn∽nceofnaturaldynamicc

4、haracteristics．Someseve∞conditionseVeninducepipeleaksaIlddamages．The鲈oundtestsimulationt

5、cchniquesundercomplexenvironmentisneededinordertotrialthemech锄icalstrenthandsealing．Thebounda巧conditioncharacters，includingtemper栅e，pressure舳dVibration，anddetectingtechniqueoftestingenVi

6、rcmemcharactersinthegroundtestisintroduced．Finally，theproblemexistedinthetestandtheirimprovingsarediscussed．KeyWords：Pipe；Hightemperature；Ⅵbration；ComplexenVironment0引言管路系统是飞行器发动机的一个重要分系统，按功能可分为输送、增压、排焰等不同的管路系统【lJ。管路功能不同，所承受的热力学综合环境也各有差异，为了考核多种载荷环境综合作用下管路强度及密封性能，需要在地面环境下对管路进

7、行热力学环境综合模拟试验。受早期试验条件限制，管路试验多分解或简化为热试验、振动试验、静力试验等独立的试验项目，对综合环境的考核不够充分。随着试验技术的改进和型号发展需要，管路地面综合环境试验也受到越来越多的关注。飞行器管路的工作环境主要有热、内压、振动等综合环境，如某型号飞行器自生增压管路和排焰管等管路系统，高温燃气在管路内部高速流动，同时以一定的内压作用于管壁：管路外部通常为低气压环境或真空环境，受到一定的发动机尾焰热辐射；个别管路由于飞行攻角影响导致管路外壁直接受到气动热作用；飞行器发动机引起的振动通过管路的安装支架或固支点传递给管路，使

8、管路同时承受严峻的热环境和力学环境。受综合环境的影响，管路会出现强度下降、密封性能减弱、结构固有动特性变化等问题，严重情况下甚至会出现管路泄漏及破坏。如何对管路系统在地面进行全面的试验考核一直是试验部门面临的问题。l热力学综合环境对管路影响热、振动、压力等综合环境条件下，对管路结构影响主要有以下几个方面：收稿日期：2009-12-29：修回日期：20I∞3．19作者简介：王智勇(1975．)，男，高级工程师，主要研究方向为结构热试验技术第5期下钾勇等管路热力学环境试黔技术综述39a)管路在地面总装过程中为常温环境，飞行试验中随着温度的升高，管路

9、结构产生热膨胀引起较大变形，管路弯曲部位和连接部位等应力集中处为结构薄弱部位；b)管路温度升高，材料强度性能下降，管壁结构承载能力降低；c)管路内部介