高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的迅速發(fā)展,可重復(fù)使用飛行器成為了航空航天領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。對于可重復(fù)使用高超聲速飛行器,在再入大氣層過程中,由于嚴(yán)重的氣動(dòng)加熱現(xiàn)象,飛行器表面的溫度迅速升高,為了克服這一問題,熱防護(hù)技術(shù)的研究成了可重復(fù)使用高超聲速飛行器發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。熱防護(hù)技術(shù)主要是為了防止飛行器表面溫度過高,避免飛行器內(nèi)部結(jié)構(gòu)因?yàn)闇囟壬叨А?br>　　本文以高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)為研究對象,對航天飛機(jī)使用的多種隔熱結(jié)構(gòu)包括剛性陶瓷隔熱瓦,

2、柔性隔熱氈,金屬隔熱結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了傳熱分析和結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化。首先介紹了各種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和溫度使用范圍,對常用的三種傳熱模型進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了二維簡化模型的正確性;分析了考慮側(cè)邊輻射對熱防護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱結(jié)果的影響,然后在不同的條件下對各種熱防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了傳熱分析及尺寸優(yōu)化,分析了再入過程中熱流密度,再入時(shí)間,初始溫度和蒙皮結(jié)構(gòu)可承受的最大溫度對各個(gè)熱防護(hù)結(jié)構(gòu)最小尺寸的影響,并得到了在各種條件下單位面積熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的最小重量;最后,為了分析蒙皮材