【技术实现步骤摘要】
一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法
[0001]本专利技术涉及高超声速飞行器气动相对压差与热模拟
,特别涉及一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法
。
技术介绍
[0002]在航天领域,随着临近空间高超声速飞行器的发展,对于高温防热材料的要求越来越高,比如飞行器以马赫数
10
飞行时,气体总温高达
4000K
以上,远高于现有金属
、
非金属材料的熔点,被动防热方案无法满足下一代高超声速飞行器热防护的需求
。
发汗冷却技术是目前新型的主动冷却试验技术之一,国际上在这方面进行了大量的基础研究工作,其通过将液体或气体冷却介质通入多孔介质材料的毛细孔,通过冷却介质输送到材料表面,利用相变或热阻塞效应带走热量,从而实现材料本身温度的降低,发汗冷却具有非常高的冷却效率
。
[0003]高超声速飞行器飞行过程中会承受剧烈的气动加热,热防护系统必不可少,在真正投入使用前,高超声速飞行器必须进行热防护与热结构试验考核
。
目前,主要的测试方法是电弧
、
等离子体风洞考核
、
电感应加热或石英灯阵加热考核,这些传统热考核方法对被动防热方案是可行的,但对主动热防护,尤其发汗冷却的模拟程度是无法回答的,因为试验件的相对压差分布与高超声速飞行器上飞行时的相对压差分布不一致,导致不能真实地模拟高空环境中高超声速飞行器上气压分布对发汗冷却效果的影响
。
[0004] ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种气动相对压差分布与热模拟试验系统,其特征在于,包括热风系统
、
出流口组件
、
试验舱主体
、
冷却系统
、
供质系统以及补风系统,所述热风系统与试验舱主体之间通过出流口组件相连,出流口组件对从热风系统的热风进行收集以及对喷入试验舱主体内热风的角度位置与速度的调节以实现发汗压力与表面上气压之差(相对压差)的分布与飞行试验的气动相对压差分布一致,同时采用热风以保证发汗冷却气体不发生相变,所述热风系统与试验舱主体之间设有热风循环组件,热风循环组件对吹入试验舱主体内的热风引导回热风系统内,所述冷却系统与系统内的各个电子件均相连,保证系统内电子件在高温环境下能够正常工作,所述供质系统与试验舱主体内的试验台相连,给试验件提供一定压力的冷却剂,所述补风系统与试验舱主体相连,对试验舱主体处于负压状态时进行补风;所述试验舱主体内设有试验台
、
试验台平移机构以及加热机构,所述试验台与试验台平移机构相连,试验台平移机构带动试验台沿试验台平移机构移动,所述加热机构设于试验台旁,加热机构对试验台上的试验件进行加热
。2.
根据权利要求1所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统,其特征在于,所述试验台包括框架
、
防护板
、
静平台以及动平台;所述防护板包围着框架进行设置,所述防护板根据包围框架的位置分为顶防护板
、
底防护板以及侧防护板,所述顶防护板上开设有安装槽,所述静平台设置于顶防护板上的安装槽处,所述静平台与顶防护板之间设有柔性隔热层,所述动平台与静平台之间通过安装架相连,所述动平台可进行水平面的调节
。3.
根据权利要求2所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统,其特征在于,所述动平台为六自由度动平台,所述动平台的控制端设于底防护板上
。4.
根据权利要求3所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统,其特征在于,所述底防护板上均匀布设有水冷散热片,所述侧防护板上设有水冷管接头,且分别与冷却系统以及水冷散热片相连
。5.
根据权利要求2所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统,其特征在于,所述试验台平移机构包括第一导轨
、
第一驱动电机
、
第一链条以及第一移动滑板,所述第一驱动电机输出端与第一链条相连,所述第一链条与第一导轨间相平行,所述第一移动滑板与链条之间固定相连,所述第一移动滑板与导轨之间滑动连接,所述第一移动滑板与试验台底部固定相连
。6.
根据权利要求1所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统,其特征在于,所述加热机构包括水平移动组件
、
升降组件以及加热屏,所述升...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄杰,王文远,黄海明,
申请(专利权)人:广州盘石机电科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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