【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热防护试验领域，具体是一种飞行器试验样片级热防护试验装置及其试验方法。
技术介绍
1、飞行器超声速飞行时，飞行器表面会承受不同程度的气动加热，为了保证飞行安全，必须采取热防护设计来吸收、转移或耗散气动热，热防护设计需要在地面试验来指导热防护设计，地面试验以风洞试验和模拟气动加热环境为主，飞行器研制初期，尚不具备部件及全弹去做热防护试验，即使在研制中期，直接采用部件或全弹进行热防护试验成本昂贵，热防护试验通常在试验样片上进行验证，为了模拟飞行过程中飞行器表面外表面加热，试验时只能对试验样片外侧表面加热，由温度传感器或者热流传感器测得热载荷，载荷经放大反馈至控制器，控制器校正并调节、输出信号给率加热装置，使加热载荷在目标载荷允许公差范围内，测量平板的背温，对基体与不同隔热材料/烧蚀材料的组合进行试验，对比热防护材料的隔热性能。
2、热防护设计要保证弹体结构在静热载荷下满足强刚度要求的同时保证舱元器件在气动热带来的高温环境下能正常工作，元器件一般由壳体封装后与飞行器舱段连接。传统试验样片级热防护试验只获得热防护平板的背温，可以获得不同防护材料隔热性能，平板的背温可等效舱体内壁温，实际飞行时热载荷会以传导、对流和辐射方式向元器件设备壳体传递进一步传递至元器件上，测量的背温结果可修正材料热参数，舱内环境仍需要有限元仿真分析，平板的背温结果不能方便有效作为热防护设计输入。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种飞行器试验样片级热防护试验装置及其
2、本专利技术提供了一种飞行器试验样片级热防护试验装置，包括依次设置的加热设备、试验样片、成件壳体模拟件，所述试验样片包括固定连接的金属平板和内隔热材料，加热设备朝向金属平板，金属平板加热一侧与加热设备加载热流方向垂直，内隔热材料与成件壳体模拟件之间设置有调节垫块；所述成件壳体模拟件为薄壁结构，成件壳体模拟件内部固定有成件；所述试验样片与成成件壳体模拟件间隙的四周布置有密封柔性隔热材料，密封柔性隔热材料外侧设置有固定隔热材料，固定隔热材料在热载荷加载一侧开有台阶孔，台阶孔内安装有热流密度传感器；固定隔热材料外侧设置有固定夹具，固定夹具后端通过隔热材料和密封盖板密封；所述金属平板外表面布置有用于测量温度载荷的温度传感器，隔热材料的外表面分布有若干用于测量试验样片背温的温度传感器，成件壳体模拟件内分布有若干用于测量试验样片传递到成件模拟件壳体热载荷的温度传感器；所述成件靠近试验样片一侧分布有一组温度传感器，远离试验样片一侧分布有另一组温度传感器，成件两侧两组温度传感器等间距布置在同一水平面上，用于获得成件的温度梯度。
3、进一步改进，所述调节垫块材料与金属平板的材料相，试验装置用于模拟金属平板与成件壳体模拟件的热传导。
4、进一步改进，所述调节垫块材料与内隔热材料的材料相同，试验装置用于模拟隔热材料对成件壳体模拟件通过对流、辐射方式传递热量。
5、进一步改进，所述节垫块布置在金属平板的四个边角位置。
6、进一步改进，所述成件壳体模拟件由壳体和成件模拟件后盖组成，成件模拟件后盖中间开有引线圆孔，成件壳体模拟件内部的温度传感器线缆从引线圆孔引出；台阶孔后侧为l型结构，用于引出热流密度传感器电缆；隔热材料和密封盖板上开有圆孔用于引出温度传感器电缆。
7、进一步改进，所述密封柔性隔热材料为隔热毡或增强纤维气凝胶。
8、进一步改进，所述成件为对温度比较敏感的元器件，包括电路板。
9、进一步改进，所述固定隔热材料为耐高温隔热砖。
10、本专利技术还提供了一种飞行器试验样片级热防护试验装置的试验方法，包括以下步骤：
11、1）制备多组试验样片，金属平板和内隔热材料采用不同厚度尺寸和不同材料的组合；
12、2）制作成件壳体模拟件，将试验样片和成件模拟件壳体装配在一起并布置传感器；
13、3）通过加热设备对试验样片加热，通过温度传感器或热流密度传感器测得温度载荷并反馈至控制系统，实现对热载荷加载；
14、4）内隔热材料将热载荷传递给成件壳体模拟件，成件壳体模拟件内部传感器得传递到成件壳体模拟件的热载荷；成件一侧表面布置的温度传感器测得成件壳体模拟件传递至成件的热载荷。
15、本专利技术有益效果在于：
16、1、在飞行器研制初期，能直接测得试验样片的背温，得到热防护性能；
17、2、能模拟试验样片与成件壳体之间的间隙，测得试验样片到成件壳体传递的热量，同时获得成件壳体内成件热载荷，为热仿真和热防护设计提供直接、有效的数据。
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1.一种飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：包括依次设置的加热设备、试验样片、成件壳体模拟件，所述试验样片包括固定连接的金属平板和内隔热材料，加热设备朝向金属平板，金属平板加热一侧与加热设备加载热流方向垂直，内隔热材料与成件壳体模拟件之间设置有调节垫块；所述成件壳体模拟件为薄壁结构，成件壳体模拟件内部固定有成件；所述试验样片与成成件壳体模拟件间隙的四周布置有密封柔性隔热材料，密封柔性隔热材料外侧设置有固定隔热材料，固定隔热材料在热载荷加载一侧开有台阶孔，台阶孔内安装有热流密度传感器；固定隔热材料外侧设置有固定夹具，固定夹具后端通过隔热材料和密封盖板密封；所述金属平板外表面布置有用于测量温度载荷的温度传感器，隔热材料的外表面分布有若干用于测量试验样片背温的温度传感器，成件壳体模拟件内分布有若干用于测量试验样片传递到成件模拟件壳体热载荷的温度传感器；所述成件靠近试验样片一侧分布有一组温度传感器，远离试验样片一侧分布有另一组温度传感器，成件两侧两组温度传感器等间距布置在同一水平面上，用于获得成件的温度梯度。
2.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其
3.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述调节垫块材料与内隔热材料的材料相同，试验装置用于模拟隔热材料对成件壳体模拟件通过对流、辐射方式传递热量。
4.根据权利要求2或3所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述节垫块布置在金属平板的四个边角位置。
5.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述成件壳体模拟件由壳体和成件模拟件后盖组成，成件模拟件后盖中间开有引线圆孔，成件壳体模拟件内部的温度传感器线缆从引线圆孔引出；台阶孔后侧为L型结构，用于引出热流密度传感器电缆；隔热材料和密封盖板上开有圆孔用于引出温度传感器电缆。
6.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述密封柔性隔热材料为隔热毡或增强纤维气凝胶。
7.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述成件为对温度比较敏感的元器件，包括电路板。
8.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述固定隔热材料为耐高温隔热砖。
9.一种飞行器试验样片级热防护试验装置的试验方法，其特征在于包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：包括依次设置的加热设备、试验样片、成件壳体模拟件，所述试验样片包括固定连接的金属平板和内隔热材料，加热设备朝向金属平板，金属平板加热一侧与加热设备加载热流方向垂直，内隔热材料与成件壳体模拟件之间设置有调节垫块；所述成件壳体模拟件为薄壁结构，成件壳体模拟件内部固定有成件；所述试验样片与成成件壳体模拟件间隙的四周布置有密封柔性隔热材料，密封柔性隔热材料外侧设置有固定隔热材料，固定隔热材料在热载荷加载一侧开有台阶孔，台阶孔内安装有热流密度传感器；固定隔热材料外侧设置有固定夹具，固定夹具后端通过隔热材料和密封盖板密封；所述金属平板外表面布置有用于测量温度载荷的温度传感器，隔热材料的外表面分布有若干用于测量试验样片背温的温度传感器，成件壳体模拟件内分布有若干用于测量试验样片传递到成件模拟件壳体热载荷的温度传感器；所述成件靠近试验样片一侧分布有一组温度传感器，远离试验样片一侧分布有另一组温度传感器，成件两侧两组温度传感器等间距布置在同一水平面上，用于获得成件的温度梯度。
2.根据权利要求1所述的飞行器试验样片级热防护试验装置，其特征在于：所述调节垫块材料与金属平板的材料相，试验装置用于模拟金属平板与成件壳体模拟件的热传导...
【专利技术属性】
技术研发人员：林海彬，毛春见，何欢，蔡景，李玉亮，卢杰，孙伟星，欧阳金栋，易龙，朱利媛，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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