一种用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法，包括：基于气动加热环境参数、第一烧蚀防热材料的第一初始厚度，得到单层防热结构的第一总厚度；基于气动加热环境参数、首层防热材料的第二初始厚度、第二层防热材料的第三初始厚度和界面特征温度约束条件，获得多层防热结构的第二总厚度；判断多层防热结构的第二总厚度与单层防热结构的第一总厚度之间的差值是否满足预设条件，如果满足则获得多层防热结构的最优厚度。通过本发明专利技术的可控烧蚀防热结构设计方法设计的多层防热结构由于每层防热层的材料组成不同，不同材料可以具有不同的耐温性能和导热系数，在整体上达到既耐高温又具有低的平均导热系数的要求。耐高温又具有低的平均导热系数的要求。耐高温又具有低的平均导热系数的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法


[0001]本专利技术属于高超声速飞行器热防护系统设计
，更具体地，涉及一种用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]热防护系统是发展和保障高超声速飞行器和可重复使用飞行器在极端环境下安全服役的基石。为了提高飞行器的生存能力，突破热防护的“新热障”问题，高效热防护系统必须提高抗极端服役环境能力，满足飞行器热防护系统的耐温性、耐久性和可靠性需求。近年来，随着相关航天和军事需求的快速发展，热防护系统的研究及应用获得了极大进步，并逐步成为相对独立并不断壮大的研究领域。烧蚀防热技术的出现可以看成是在根本克服高速飞行器气动加热问题方面开辟出的一条具有革命性的全新技术途径。烧蚀防热是指在热流环境中，防热材料能够发生分解、熔化、升华等多种吸收热能的物理化学变化，通过材料自身的质量损失消耗带走大量热量，以达到阻止热流传入结构内部的目的。
[0003]目前烧蚀热防护系统主要采用单层防热结构，但随着现代高速飞行器对热防护系统轻质化要求的不断提高，对防热系统的密度及防热性能提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法，其特征在于，包括：步骤1：获取所述飞行器的气动加热环境参数，并设定用于防热结构设计的约束条件；步骤2：从防热材料库中选取用于单层防热结构设计的第一烧蚀防热材料并设定所述第一烧蚀防热材料的第一初始厚度；步骤3：基于所述气动加热环境参数、所述第一烧蚀防热材料的所述第一初始厚度，得到单层防热结构的第一总厚度；步骤4：将所述第一烧蚀防热材料作为用于多层防热结构设计的首层防热材料，并从所述防热材料库中选取第二烧蚀防热材料作为第二层防热材料；步骤5：设定界面特征温度约束条件，并设定所述首层防热材料的第二初始厚度以及所述第二层防热材料的第三初始厚度；步骤6：基于所述气动加热环境参数、所述首层防热材料的所述第二初始厚度、所述第二层防热材料的所述第三初始厚度和所述界面特征温度约束条件，得到所述首层防热材料的第一目标厚度和所述第二层防热材料的第二目标厚度，从而获得多层防热结构的第二总厚度；步骤7：判断所述多层防热结构的所述第二总厚度与所述单层防热结构的所述第一总厚度之间的差值是否满足预设条件，如果满足则获得所述多层防热结构的最优厚度。2.根据权利要求1所述的用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤31：基于所述气动加热环境参数和所述第一烧蚀防热材料的所述第一初始厚度，应用气动加热烧蚀热响应计算程序计算所述第一烧蚀防热材料的第一烧蚀后退和第一温度响应；步骤32：基于所述第一烧蚀后退和所述第一温度响应的计算结果和所述约束条件，判断所述单层防热结构是否满足预设防热需求，如果满足则将所述第一初始厚度作为第一总厚度，如果不满足则改变所述第一初始厚度并重复执行所述步骤31，直到满足所述预设防热需求。3.根据权利要求1所述的用于飞行器的可控烧蚀防热结构设计方法，其特征在于，所述步骤6包括：步骤61：基于所述气动加热环境参数和所述首层防热材料的所述第二初始厚度，应用气动加热烧蚀热响应计算程序计算所述首层防热材料的第二烧蚀后退和第二温度响应；步骤62：基于所述第二烧蚀后退和所述第二温度响应的计算结果和所述界面特征温度约束条件，判断所述首层防热材料是否满足所述预设防热需求，如果满足则将所述第二初始厚度作为所述第一目标厚度，如果不满足则改变所述第二初始厚度并重复执行所述步骤61，直到满足所述预设防热需求；步骤63：基于所述气动加热环境参数、所述首层防热材料的所述第一目标厚度和所述第二层防热材料的所述第三初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓光，邓代英，聂榕序，高俊杰，陈思员，俞继军，艾邦成，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：