大气环境下高温结构极端热载荷生成方法

作     者：王彬文 张仡 秦强 陈宏 吴敬涛 WANG Binwen;ZHANG Yi;QIN Qiang;CHEN Hong;WU Jingtao

作者机构：中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 西安交通大学航天航空学院陕西西安710049 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2024年第42卷第6期

页      面：979-986页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082504[工学-人机与环境工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(12090034)资助 

主　　题：热试验 大气环境 热载荷生成 石墨加热 快速升温 

摘      要：针对高超声速飞行器在地面试验中的严酷气动热载荷模拟难题,提出了一种基于石墨的大气环境下高温结构极端热载荷生成方法。形成了一种石墨加热元件热应力减缓设计方法,确保了大功率加热时的石墨加热元件完整性;构建了一种基于双层气膜冷却的石墨封闭透波工作环境营造方法,避免了石墨加热元件在高温下接触氧气从而发生剧烈氧化,实现了大气环境中大热流载荷施加;基于前述方法研制了模块化石墨超高温加热装置,并针对C/SiC试验件开展了大气环境下加热能力试验测试。研究表明,超高温石墨加热装置具备大气环境中超高温加热能力,最大辐射热流达到了1.38 MW/m^(2),试验件热面温度达到了1 800℃级,升温速率达到了40.3℃/s,为高超声速飞行器结构热试验提供了技术条件。