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《高超声速飞行器热载荷计算及影响因素分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2009年3月北京航空航天大学学报March2009第35卷第3期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.35No13高超声速飞行器热载荷计算及影响因素分析张利珍王晓明(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191)(成都飞机设计研究所,成都610041)董素君王浚(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191)摘要:对吸热式热防护系统和液氮为冷源的高超声速飞行器热控系统,分别采用辐射热平衡法和双层集总参数法,建立了隔热层和舱内温度场的热力学模型,实现了气动加热、隔热层导热及舱内温度
2、场等各传热环节的解耦.在此基础上,按照X234验证机的飞行剖面对高超声速飞行器电子设备舱热载荷进行了计算,并分析了隔热层厚度、舱内冷却气体流速及液氮量对舱内温度和电子设备温度的影响.结果表明,该方法对热传递过程各环节响应特性能够较准确的分析,在工程方案初步设计阶段具有重要的应用价值.关键词:高超声速;飞行器;热控系统;热防护系统;热载荷中图分类号:V245文献标识码:A文章编号:100125965(2009)0320308205CalculationofthermalloadandimpactfactoranalysisforhypersonicvehicleZhangLi
3、zhen(SchoolofAeronauticScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)WangXiaoming(ChengduAircraftDesign&ResearchInstitute,Chengdu610041,China)DongSujunWangJun(SchoolofAeronauticScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Bei
4、jing100191,China)Abstract:Endothermalthermalprotectionsystem(TPS)andliquidN2heatsinkwerechosentocalculatethecharacteristicsofthermalcontrolsystem(TCS)inhypersonicvehicle.Themethodsofradiationbalanceanddoublelumpedparameterwereadoptedtoobtainthethermodynamicmodelofadiabaticlayerandcabinairt
5、emperature.Therefore,aeroheating,adiabaticlayerheattransferandcabinairtemperatureweredecoupled.OnthebasisofflightprofileofX234hypersonicvehicle,thethermalloadofavionicsbaywascalculated.Be2sides,theinfluenceofadiabaticlayer,coolinggasvelocityandliquidN2amountoncabinairaswellasthee2quipmentt
6、emperaturewereanalyzed.Theresultsshowthatthismethodcouldgettheresponsecharacteristicsofheattransfersections,whichplayedanimportantpartintheprimarystageofhypersonicvehicledesign.Keywords:hypersonicflow;vehicle;thermalcontrolsystem;thermalprotectionsystem;thermalload高超声速飞行器在飞行过程中面临严重的气动热、隔热层
7、及舱内冷却方式的影响,各传热环“热障”问题,是高超声速飞行器热防护和热控制节密切相关,相互耦合.研制的关键技术之一.热控系统的热载荷计算受高超声速飞行器可采用的热防护系统有吸热收稿日期:2008203219基金项目:航空科学基金资助项目(2006ZC5135)作者简介:张利珍(1981-),女,河南开封人,博士生,zhanglz0914@163.com.第3期张利珍等:高超声速飞行器热载荷计算及影响因素分析309式、烧蚀式、辐射式、发汗式等;热控制技术有通风0≤x≤δ,0≤τ≤τ0(2)[1-2]冷却、相变制冷、电
