[發明專利]一種過載環境熱離心試驗裝置

在審

• 申請號: 201810313553.0
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108760360A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 羅俊清;王智勇;肖乃風;劉永清;何西波;王偉;郝逍然;謝新楊;宮永輝
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及模擬試驗技術領域，尤其涉及一種過載環境熱離心試驗裝置，包括離心機本體和加熱器，離心機本體包括試驗艙，試驗艙內設有固定試驗件的試驗件固定器，加熱器設置于試驗艙內，加熱器包括石英燈加熱元件，石英燈加熱元件用于模擬試驗件受到的熱載荷。本發明采用離心機模擬過載載荷，按照試驗要求設定相應的加載曲線，可以對過載載荷進行準確加載，長時間工作，采用石英燈加熱元件進行熱載荷的施加，從而實現過載載荷與熱載荷的聯合加載。加熱器安裝在離心機本體的試驗艙內，保證了加熱、離心過載的同步施加，可以對施加的熱載荷、過載實現精確控制，增加加熱器在離心環境下的可靠性，確保可以在離心機過載環境下進行長時間，高功率的加熱。

技術領域

本發明涉及模擬試驗技術領域，尤其涉及一種過載環境熱離心試驗裝置。

背景技術

航天飛行器在發射、飛行的過程中，會面對過載及熱環境，在過載及熱環境作用下，飛行器產品存在發生故障的可能性。常規結構的過載熱考核試驗通常以“靜力載荷+熱載荷”試驗的方式加以考核，對于存在內部協調變形的結構，采用施加外力的靜熱試驗方法無法真實模擬結構內部應力狀態，需要形成新的試驗方法。目前已有的可以模擬“過載+熱”聯合載荷的試驗系統為“溫箱+離心機”試驗系統采用溫箱進行溫度加載無法模擬快速瞬態溫度變化情況，同時可施加的最高溫度有限，無法滿足飛行器結構承受的過載及熱環境。

以熱高超聲速飛行器的新型熱防護結構為例，采用主動冷卻的熱管結構，為典型的具有內部協調變形結構的代表，用于降低飛行器前緣溫度，在工作狀態下結構內部存在氣、液兩相流動狀態，其熱疏導功能受過載與熱綜合影響，高溫熱離心試驗技術正是解決其功能考核的重要手段。隨著以高溫熱管結構為代表的高超聲速飛行器新型結構設計的發展，高溫熱離心試驗技術對于促進高超聲速飛行器的研究與發展具有重要的意義。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有過載熱考核試驗設備難以滿足同時模擬試驗件受到的過載載荷及熱環境載荷的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種過載環境熱離心試驗裝置，包括離心機本體和加熱器，所述離心機本體包括試驗艙，所述試驗艙內設有固定試驗件的試驗件固定器，所述加熱器設置于所述試驗艙內，所述加熱器包括石英燈加熱元件，所述石英燈加熱元件用于模擬所述試驗件受到的熱載荷。

其中，所述石英燈加熱元件包括多根石英燈管和一對電極排，所述石英燈管的兩端分別與兩個所述電極排連接，每個所述電極排上焊接有兩個電極桿，所述電極排與所述電極桿均為內部可流通冷卻水的中空結構。

其中，所述加熱器還包括反射板，所述反射板為內部可流通冷卻水的中空板，所述電極桿穿過所述反射板并與其連接。

其中，所述反射板的形狀為U形，所述反射板的開口朝向所述試驗件，所述石英燈管設置于所述反射板的內側，且多根所述石英燈管沿所述反射板的形狀依次排布。

其中，所述加熱器還包括支架，所述反射板安裝于所述支架上。

其中，所述加熱器的底部與所述試驗件固定器的底部均與轉接板連接，所述轉接板通過螺栓連接安裝于所述試驗艙的底板上，所述螺栓外設有絕緣套。

其中，所述轉接板與所述試驗艙的底板之間還設有絕緣板。

其中，所述試驗艙包括上部艙體與下部艙體，所述上部艙體與所述下部艙體對合連接，所述加熱器與所述試驗件固定器均設置于所述下部艙體內。

其中，所述試驗艙內設有肋板，所述肋板上設有肋板孔；所述試驗艙的底板上具有底板孔，所述試驗艙的艙壁上設有壁孔。

其中，所述試驗件固定器包括夾具和固定座，所述夾具用于夾持所述試驗件，所述夾具設置于所述固定座上。

(三)有益效果