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高超声速飞行器前缘疏导式热防护结构的实验研究

孙健 刘伟强

高超声速飞行器前缘疏导式热防护结构的实验研究

孙健, 刘伟强
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  • 针对高超声速飞行器前缘疏导式防热结构的特点,设计前缘内嵌高导热率材料结构和一体化层板热管结构两类对比实验,用于验证前缘疏导式防热结构的可行性. 利用球形短弧氙灯作为辐射热源模拟气动加热,分别对钢质前缘、内嵌铜材料的钢质前缘和一体化层板式热管前缘进行加热,测量前缘驻点区域和尾部翼面区域的温度变化. 实验结果表明:内嵌高导热率材料的前缘疏导结构能够降低头部驻点区的温度,提高尾部低温区的温度,实现对前缘结构的热防护;以蒸馏水作为工质一体化层板式热管前缘结构,在较低热流条件下也能够实现对前缘驻点区的疏导式热防护,但在较高热流条件下,由于水蒸气压力过大使得层板式前缘结构发生破坏,体现出热管内部工作介质对结构防热效果和应用范围都起到的关键作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:90916018)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:200899980006)资助的课题.
    [1]

    Sun J, Liu W Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 124401 (in Chinese) [孙健, 刘伟强 2012 物理学报 61 124401 ]

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    Lu H B, Liu W Q 2012 Chin. Phys. B 21 084401

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    Niblock G A, Reeder J C, Huneidi F 1974 J. Spacecraft Rockets 11 314

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    Steeves, C A, He, M Y, Valdevit 2007 IMECE

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    Liu D H, Shang X C 2012 Acta Aeron. Astron. Sin. 33 19 (in Chinese) [刘冬欢, 尚新春 2012航空学报 33 19]

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    Luo X P, Cui Z F 2008 Chin. Phys. Lett. 25 2111

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    Ma K Q, Liu J 2007 Phys. 36 295 (in Chinese) [马坤全, 刘静 2007 物理 36 295]

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    Jiang G Q, Ai B C, Yu J J, Chen L Z 2008 11th Countrywide Heat Pipe Conference Weihai September 7-11, 72(in Chinese)[姜贵庆, 艾邦成, 俞继军, 陈连忠 2008 第十一届全国热管会议, 威海 9月7–11日 72]

    [14]

    Li T Q, Hu Z J 2007 Aeros. Mater. Technol. 1 16(in Chinses)[李同起, 胡子君 2007 航空材料 1 16]

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    Bao W X, Zhu C C 2006 Acta Phys. Sin. 55 3552(in Chinses)[保文星, 朱长纯 2006 物理学报 55 3552]

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    Gu C Z, Jin Z S, Lv X Y, Zou G T, Zhang J F, Fang R C 1997 Acta Phys. Sin. 46 1984(in Chinses)[顾长志, 金曾孙, 吕宪义, 邹广田, 张纪法, 方容川 1997 物理学报 46 1984]

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    Sun J, Liu W Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 124401 (in Chinese) [孙健, 刘伟强 2012 物理学报 61 124401 ]

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    Lu H B, Liu W Q 2012 Chin. Phys. B 21 084401

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    Anon 1972 NASA CR-1972-123912

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    Jiang G Q, Ai B C, Yu J J, Chen L Z 2008 11th Countrywide Heat Pipe Conference Weihai September 7-11, 72(in Chinese)[姜贵庆, 艾邦成, 俞继军, 陈连忠 2008 第十一届全国热管会议, 威海 9月7–11日 72]

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    Bao W X, Zhu C C 2006 Acta Phys. Sin. 55 3552(in Chinses)[保文星, 朱长纯 2006 物理学报 55 3552]

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    Gu C Z, Jin Z S, Lv X Y, Zou G T, Zhang J F, Fang R C 1997 Acta Phys. Sin. 46 1984(in Chinses)[顾长志, 金曾孙, 吕宪义, 邹广田, 张纪法, 方容川 1997 物理学报 46 1984]

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-07
  • 修回日期:  2013-12-26
  • 刊出日期:  2014-05-05

高超声速飞行器前缘疏导式热防护结构的实验研究

  • 1. 中国人民解放军92941部队93分队, 葫芦岛 125000;
  • 2. 国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室, 长沙 410073
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:90916018)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:200899980006)资助的课题.

摘要: 针对高超声速飞行器前缘疏导式防热结构的特点,设计前缘内嵌高导热率材料结构和一体化层板热管结构两类对比实验,用于验证前缘疏导式防热结构的可行性. 利用球形短弧氙灯作为辐射热源模拟气动加热,分别对钢质前缘、内嵌铜材料的钢质前缘和一体化层板式热管前缘进行加热,测量前缘驻点区域和尾部翼面区域的温度变化. 实验结果表明:内嵌高导热率材料的前缘疏导结构能够降低头部驻点区的温度,提高尾部低温区的温度,实现对前缘结构的热防护;以蒸馏水作为工质一体化层板式热管前缘结构,在较低热流条件下也能够实现对前缘驻点区的疏导式热防护,但在较高热流条件下,由于水蒸气压力过大使得层板式前缘结构发生破坏,体现出热管内部工作介质对结构防热效果和应用范围都起到的关键作用.

English Abstract

参考文献 (16)

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