一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置及试验方法，多个石英灯管沿弹头试验件的轴向环绕在弹头试验件外壁面处，并用于对弹头试验件的各部位进行加热；控制系统包括控制器、功率放大器、温度传感器；本申请还公开了弹头结构高温试验方法，包括通过温度传感器检测获得弹头试验件多个试验部位的温度并发送至控制器；通过控制器根据温度传感器的温度反馈控制各石英灯管，使弹头试验件外壁面各部位集合后的温度载荷与飞行热载荷一致。本申请通过设置环形石英灯管组，可以根据实际飞行气动热载荷，分别控制弹头试验件不同轴向位置外壁面的加热量，使得头部温度高，尾部温度低，更精确地模拟高温环境条件。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置及试验方法
本专利技术属于高温环境试验
，具体涉及一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置及试验方法。
技术介绍
导弹弹头在大气层内高速飞行过程中，弹头壳体的壁面与空气之间会发生剧烈的摩擦，产生气动加热，使弹头结构温度升高。这种飞行热载荷在弹头表面的分布是很不均匀的，随着轴向位置的推移，弹头头部驻点外壁面温度最高可超过1000℃，而尾部外壁面温度与之相比则要低得多。在地面高温环境试验中，需要根据估算的飞行气动热载荷，对弹头结构进行整体加热，考核相关产品对高温环境的适应性。为了模拟气动热的瞬间温升和高温，可以采用石英灯管对试验件外表面进行加热。以往的试验中，针对弹头结构外表面热载荷分布不均匀的条件，一般采用在头部加密石英灯管、尾部稀疏石英灯管的方法，或者等效总加热量的方法进行加载。以上试验方法对石英灯管的控制比较简单，但是由于弹头头部驻点和尾部在实际飞行中的温度梯度很大，地面高温试验中往往难以准确模拟。因此急需研发出一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置及试验方法来解决以上问题。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置及试验方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置，包括用于对试验件进行加热的加热系统和用于对加热系统进行控制的控制系统；其中，加热系统包括：隔热反射罩；弹头试验件置于隔热反射罩中；环形石英灯组；环形石英灯组置于隔热反射罩中，环形石英灯组包括多个石英灯管，多个石英灯管沿弹头试验件的轴向环绕在弹头试验件外壁面处，并用于对弹头试验件的各部位进行加热；其中，控制系统包括：用于产生控制信号的控制器；对控制信号进行放大处理的功率放大器；用于对弹头试验件外壁面各处温度进行检测的温度传感器；温度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端连接，功率放大器的信号输出端与环形石英灯组的信号输入端连接。优选地，隔热反射罩的内形面与弹头试验件外形相同，隔热反射罩的内壁面敷设有热反射材料，外壁面上敷设有隔热材料。优选地，加热系统还包括：底座；弹头试验件安装在底座上；石棉板；石棉板敷设在弹头试验件的非加热部位上。进一步优选地，隔热反射罩的内壁面敷设的热反射材料为铝箔材料。一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验方法，包括以下步骤：S1、将多个石英灯管沿弹头试验件的轴向环绕在弹头试验件外壁面处；S2、将温度传感器的温度检测端分别作用于弹头试验件的多个试验部位；S3、将装好石英灯管和温度传感器的弹头试验件放置入隔热反射罩内部；S4、根据预设的飞行热载荷温度条件通过控制器控制石英灯管对弹头试验件的多个试验部位进行加热；S5、通过温度传感器检测获得弹头试验件多个试验部位的温度并发送至控制器；S6、通过控制器根据温度传感器的温度反馈控制各石英灯管，使得弹头试验件各部位的温度变化曲线与控制曲线趋于一致，从而使弹头试验件外壁面各部位集合后的温度载荷与飞行热载荷一致。优选地，在步骤S3与S4之间还包括以下步骤：将石棉板敷设在弹头试验件的非加热部位上；将弹头试验件安装在底座上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过设置环形石英灯管组，可以根据实际飞行气动热载荷，分别控制弹头试验件不同轴向位置外壁面的加热量，使得头部温度高，尾部温度低，更精确地模拟高温环境条件。附图说明图1为本申请中加热系统的结构示意图；图2为本申请中控制系统的结构示意图；图中：1-隔热反射罩；2-环形石英灯组；3-温度传感器；4-弹头试验件；5-石棉板；6-底座；7-控制器；8-功率放大器；9-加热系统。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供以下技术方案：如图1和图2所示，一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置，包括用于对试验件进行加热的加热系统9和用于对加热系统9进行控制的控制系统；其中，加热系统9包括：隔热反射罩1；弹头试验件4置于隔热反射罩1中；环形石英灯组2；环形石英灯组2置于隔热反射罩1中，环形石英灯组2包括多个石英灯管，多个石英灯管沿弹头试验件4的轴向环绕在弹头试验件4外壁面处，并用于对弹头试验件4的各部位进行加热；其中，控制系统包括：用于产生控制信号的控制器7；对控制信号进行放大处理的功率放大器8；用于对弹头试验件4外壁面各处温度进行检测的温度传感器3；温度传感器3的信号输出端与控制器7的信号输入端连接，控制器7的信号输出端与功率放大器8的信号输入端连接，功率放大器8的信号输出端与环形石英灯组2的信号输入端连接。在一些实施例中，温度传感器3为多个，多个温度传感器3沿轴向分布式粘贴在弹头试验件4外壁面上。如图1所示，隔热反射罩1的内形面与弹头试验件4外形相同，隔热反射罩1的内壁面敷设有热反射材料，外壁面上敷设有隔热材料。在本实施例中，将弹头试验件4包裹在隔热反射罩1中，可减少加热系统9向外界散热量，增加加热效率。在一些实施例中，隔热反射罩1的内形面与弹头试验件4外形相似亦可。如图1所示，加热系统9还包括：底座6；弹头试验件4安装在底座6上；石棉板5；石棉板5敷设在弹头试验件4的非加热部位上。石棉板5用于对弹头试验件4非加热部位进行隔热。在一些实施例中，隔热反射罩1的内壁面敷设的热反射材料为铝箔材料。一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验方法，包括以下步骤：S1、将多个石英灯管沿弹头试验件4的轴向环绕在弹头试验件4外壁面处；S2、将温度传感器3的温度检测端分别作用于弹头试验件4的多个试验部位；S3、将装好石英灯管和温度传感器3的弹头试验件4放置入隔热反射罩1内部；将石棉板5敷设在弹头试验件4的非加热部位上；将弹头试验件4安装在底座6上。S4、根据预设的飞行热载荷温度条件通过控制器7控制石英灯管对弹头试验件4的多个试验部位进行加热；S5、通过温度传感器3检测获得弹头试验件4多个试验部位的温度并发送至控制器7；S6、通过控制器7根据温度传感器3的温度反馈控制各石英灯管，使得弹头试验件4各部位的温度变化曲线与控制曲线趋于一致，从而使弹头试验件4外壁面各部位集合后的温度载荷与飞行热载荷一致。本申请中，控制器7根据温度传感器3测量的温度值对环形石英灯组2的各石英灯管进行单独控制，由功率放大器8将控制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置，其特征在于，包括用于对试验件进行加热的加热系统和用于对加热系统进行控制的控制系统；/n其中，加热系统包括：/n隔热反射罩；弹头试验件置于隔热反射罩中；/n环形石英灯组；环形石英灯组置于隔热反射罩中，环形石英灯组包括多个石英灯管，多个石英灯管沿弹头试验件的轴向环绕在弹头试验件外壁面处，并用于对弹头试验件的各部位进行加热；/n其中，控制系统包括：/n用于产生控制信号的控制器；/n对控制信号进行放大处理的功率放大器；/n用于对弹头试验件外壁面各处温度进行检测的温度传感器；温度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端连接，功率放大器的信号输出端与环形石英灯组的信号输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置，其特征在于，包括用于对试验件进行加热的加热系统和用于对加热系统进行控制的控制系统；
其中，加热系统包括：
隔热反射罩；弹头试验件置于隔热反射罩中；
环形石英灯组；环形石英灯组置于隔热反射罩中，环形石英灯组包括多个石英灯管，多个石英灯管沿弹头试验件的轴向环绕在弹头试验件外壁面处，并用于对弹头试验件的各部位进行加热；
其中，控制系统包括：
用于产生控制信号的控制器；
对控制信号进行放大处理的功率放大器；
用于对弹头试验件外壁面各处温度进行检测的温度传感器；温度传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与功率放大器的信号输入端连接，功率放大器的信号输出端与环形石英灯组的信号输入端连接。


2.根据权利要求1所述的一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置，其特征在于，隔热反射罩的内形面与弹头试验件外形相同，隔热反射罩的内壁面敷设有热反射材料，外壁面上敷设有隔热材料。


3.根据权利要求1所述的一种模拟飞行热载荷的弹头结构高温试验装置，其特征在于，加热系统还包括：
底座；弹头试验件安装在底座上；
石棉板；石...

【专利技术属性】
技术研发人员：董严，李明海，吴松，单继祥，胥馨尹，彭刚，张怀宇，唐其琴，曾飞，陈强洪，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51