[發明專利]多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置

有效

• 申請號: 201410354677.5
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104165897A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王輝;范開春;張正義;王金仿;胡善剛;沙訓
• 申請（專利權）人: 湖北航天技術研究院總體設計所
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;楊柳林

技術領域

本發明屬于熱防護技術領域，具體涉及一種多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置。

背景技術

熱防護技術是熱力學技術的重要項目。目前的多層復合熱防護結構一般設計為防/隔熱層與承力層等多個層結構復合而成。防/隔熱層一般為單層或多層復合材料的組合結構，承力層一般為金屬材料。

由于復合材料在高溫下發生復雜的物理、化學變化，且具有各向異性的特點，很難獲取其準確的高溫熱力學參數，故很難通過仿真計算的方法對帶復合材料防/隔熱層的多層復合熱防護結構進行準確的熱匹配分析。多層復合熱防護結構的熱匹配性能中最重要的是各層之間的相對位移。目前，國內已有成熟技術進行相關熱試驗，但尚無較好測量裝置對加熱過程中多層復合熱防護結構的各層相對位移進行準確測量。為此，迫切需要研究一種測量裝置對多層復合熱防護結構的各層之間的相對位移進行準確測量，指導熱防護結構設計。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置。運用該測量裝置可以在給定的加熱條件下，準確測量筒狀的多層復合熱防護結構各層結構之間的相對位移變化情況，為熱防護結構設計提供依據。

本發明提供的多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置，用于對筒狀的多層復合熱防護結構各層結構之間的相對位移變化量進行測量，所述多層復合熱防護結構包括由金屬材料構成的承力層內套和由單層復合材料或多層復合材料構成的防熱隔熱層外套，其特殊之處在于：

該熱匹配性能測量裝置具有設置在基礎工作臺上的支撐工裝，所述支撐工裝上設置有隔熱底板，所述承力層內套和防熱隔熱層外套底部平齊地貼合安裝在隔熱底板上，所述承力層內套上端連接有承力層測試拉線，所述防熱隔熱層外套的上端對應各復合材料層分別連接有防熱隔熱層測試拉線；所述承力層內套頂部開口處設置有用于封閉其內腔的隔熱蓋板，所述防熱隔熱層外套外周環繞套裝有試驗加熱裝置，所述試驗加熱裝置的下端座落在基礎工作臺上。

優選地，所述試驗加熱裝置的上端設置有用于封閉防熱隔熱層外套外側空間的環形氣流擋板。

進一步地，所述承力層測試拉線和防熱隔熱層測試拉線外壁上包覆有拉線熱防護套。

再進一步地，所述支撐工裝、隔熱底板和承力層內套之間通過連接螺釘可拆卸式相連。

本發明的多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置，采用加熱系統模擬熱流條件對待測多層復合熱防護結構進行加熱，其中，

1)所述待測多層復合熱防護結構的各層底部平齊地貼合安裝在隔熱底板上，保證試驗過程中待測多層復合熱防護結構的各層結構的底部無相對位移，連接在各層上端的測試拉線(即承力層測試拉線和防熱隔熱層測試拉線)所測的位移即為各層材料的實際熱位移。隔熱底板置于待測多層復合熱防護結構與支撐工裝之間，用于防止試驗過程中待測多層復合熱防護結構的熱量傳遞到支撐工裝上，對試驗結果造成影響。

2)通過在所述待測多層復合熱防護結構承力層內套頂部開口處設置的蓋板，與隔熱底板共同將待測多層復合熱防護結構封閉，使得其內部熱環境與外部隔開，保證其內部熱環境盡量與真實情況接近，檢測結果精確度更高。同時隔熱蓋板能阻擋試驗過程中待測多層復合熱防護結構內的熱氣流上升對測試拉線加熱，影響測試精度。

3)通過環形氣流擋板來封閉防熱隔熱層外套外側空間的熱氣流，避免熱氣流上升對測試拉線加熱，影響測試精度。

4)通過在測試拉線外壁上包覆拉線熱防護套，更好的解決了熱氣流對測試拉線的影響，保證了拉線測量精度。

附圖說明

圖1為本發明的多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的多層復合熱防護結構的熱匹配性能測量裝置做進一步詳細說明。