温度对刚性陶瓷防热瓦隔热性能的影响

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1、2010年第4期导弹与航天运载技术NO．42010总第308期MISS1LESANDSPACEVEHlCLESSumNO．308文章编号：1004·7182(2010)04．0058—04温度对刚性陶瓷防热瓦隔热性能的影响秦强，成竹，任青梅，杨志斌，张婕(中国飞机强度研究所，西安，710065)摘要：提出用“等效导热热阻”这一参教来反映防热瓦的隔热性能，依据试验数据探讨温度对该参数的影响规律。在平均温度低于500℃时，随着温度的升高，防热瓦的隔热性能呈现线性下降趋势，平均温度每升高100℃其隔热性能大约下降14％；用有限元计算验证试验的有效性，结果表明与试验测算数据的相对误差不超过10

2、％，可以认为所建立的试验方法能够实现对防热瓦隔热性能的评价分析。关键词：刚性陶瓷防热瓦；等效导热热阻；热试验；温度中图分类号：v416．5文献标识码：ACorrelationBetweenTemperaturesofRigidCeramicTileanditsAdiabaticPropertyQinQiang，ChengZhu，RenQingmei，YangZhibin，ZhangJie(AircraftStrengthResearchInstituteofChina，Xi’an，710065)Abstract：Aparameternamedequivalentthermalresis

3、tanceisraisedtoshowtheadiabaticpropertyofrigidceramictilesandtestsareusedtoinvestigatethelawsbetweentheparameterandtemperature．Whenthetemperatureislowerthan500*C，theadiabaticpropertyofrigidceramictileslinearlydeclinesastemperaturerises．Thetemperaturerisesby1O0~Cwhileadiabaticpropertydeclinesbyab

4、out14％．Finiteelementcalculationsareconductedtoverifythevalidityofthetests．Therelativeerrorbetweenthecalculationresultsandtestdataislessthan10％，SOthetestmethodisconsideredtobeabletousedforanalysisandevaluatationofadiabaticpropertyofrigidceramictiles．KeyWords：Rigidceramictile；Equivalentthermalresi

5、stance；Thermaltest；Temperature0引言面的概述；文献【4】应用非线性全隐式有限差分方法研航天器返回时以很高的速度进入大气层，表面要究了陶瓷热防护系统瞬态温度场数值计算方法及细致承受严重的气动加热，热防护技术成为航天器安全返计算步骤，建立了用于温度场分析及结构质量预测的回的关键技术之一。热防护系统的作用就是尽量减少一维热分析模型，获得了可用于工程实践的数值算法进入飞行器内部的热量，使飞行器机身及其内部部件体系以及有益的数值结算结论；文献【5]利用有限元方在允许的温度范围之内正常工作【』，2lo刚性陶瓷防热瓦法计算了两种陶瓷热防护系统的瞬态热响应，根据计是应用最

6、早、飞行经验最多的典型热防护系统，与其算结果证明了某飞行器头部上表面柔性陶瓷隔热毡的它热防护系统相比有很多缺点，如性脆、吸水、在高几何厚度设计可以满足防热要求，而下表面刚性陶瓷温下收缩、维修困难等，但这种防热系统的技术比较防热瓦的几何厚度设计需要加厚，才能达到有效防热成熟，在较高温度区有一定的竞争力，因此，在研制的目的；文献【6】对陶瓷热防护系统胶接结构局部脱胶新型热防护系统时并未放弃对此的研究。失效问题，建立了胶层脱胶传热二维分析模型，利用目前在陶瓷热防护系统领域已经进行了大量的研ANSYS进行了热防护结构传热分析与热应力求解；文究工作。文献[3】对重复使用航天飞行器的陶瓷热防护献[

7、7】建立了用于典型陶瓷热防护系统几何尺寸优化设系统的组成、性能、制备及构件的安装进行了较为全计的工程方法；文献[8】建立了高温陶瓷绝热毡的有效收稿日期：2009—10．27；修回日期：2010．05．28作者简介：秦强(1983．)，男，硕士研究生，主要从事结构传热、强度分析与试验方面的研究第4期秦强等温度对刚性陶瓷防热瓦隔热丝能的影响热导率数值计算模型，分析了压力和温度对传热机制层之间的接触热阻，所以研究其实际使用中的整体组的影响，同时用真空