[發(fā)明專利]一種導彈熱防護結構熱試驗方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010318141.3
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111504591B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 石磊;林雪峰;毛靖;單華偉;趙濤;范開春;徐澤超;曾長;付丹娣;明承東;賈湘婷;李廣磊;楊超;涂建強
• 申請（專利權）人: 湖北航天技術研究院總體設計所
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/06;G01M99/00
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本申請涉及導彈熱防護技術領域，具體公開了一種導彈熱防護結構熱試驗方法及系統(tǒng)。該試驗系統(tǒng)包括：固定設置的輻射加熱器，所述輻射加熱器罩設在導彈熱防護結構的背風面上，用于對所述背風面加熱；還包括電弧風洞裝置，其設于導彈熱防護結構的迎風面?zhèn)龋鲭娀★L洞裝置的噴口與所述導彈熱防護結構的迎風面平齊并對所述迎風面進行動態(tài)燒蝕。能夠解決現有技術中的試驗設備不能對導彈熱防護結構進行大段試驗的問題。

技術領域

本申請涉及導彈熱防護技術領域，特別涉及一種導彈熱防護結構熱試驗方法及系統(tǒng)。

背景技術

隨著導彈技術的不斷發(fā)展，導彈朝著高超聲速、長時間大氣層內機動飛行方向不斷發(fā)展，面臨嚴重的氣動加熱現象，給導彈熱防護結構帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，熱防護結構設計不當會導致飛行中結構破壞，甚至彈體肢解。近幾年國內外發(fā)生的熱防護結構破壞問題導致的飛行試驗失敗案例不在少數。HTV-2高超聲速滑翔飛行器在2011進行的飛行試驗，飛行至9min后在嘗試滑翔拉起階段時飛行器與地面失去聯絡，試驗后分析原因是表面防熱層瓦解所形成的間隙產生的強烈激波促使飛行器劇烈滾轉失控墜毀。

目前常見的有電弧風洞的手段對防熱結構進行考核，電弧風洞(或電弧加熱器)利用強大的電流在正負極之間形成電弧，使得高壓氣體電離，形成高度等離子體射流，提供高壓、高溫、高速試驗環(huán)境。通過模擬冷壁熱流、恢復焓、表面壓力等參數能較好的模擬防熱結構表面的流動狀態(tài)，對表面剪切力、燒蝕形貌、表面溫度等的模擬最接近真實情況，是目前最好的防熱試驗方法，其特點是運行時間長，模擬范圍廣。

但是采用電弧風洞試驗測試方式測試的模型尺寸小，大尺寸的模型難以進行試驗。

發(fā)明內容

本申請實施例提供一種導彈熱防護結構熱試驗方法及系統(tǒng)，能夠解決現有技術中的試驗設備不能對導彈熱防護結構進行大段試驗的問題。

一方面，提供了一種導彈熱防護結構熱試驗系統(tǒng)，包括：

固定設置的輻射加熱器，所述輻射加熱器罩設在導彈熱防護結構的背風面上，用于對所述背風面加熱；

電弧風洞裝置，其設于所述導彈熱防護結構的迎風面?zhèn)龋鲭娀★L洞裝置的噴口與所述導彈熱防護結構的迎風面平齊并對所述迎風面進行動態(tài)燒蝕。

一些實施例中，還包括加載裝置，其包括：

加載工裝，其用于與所述導彈熱防護結構遠離所述電弧風洞裝置的一端連接；

固定設置的作動筒，其與所述加載工裝連接，用于配合所述加載工裝向所述導彈熱防護結構施加彎矩。

一些實施例中，所述輻射加熱器與所述電弧風洞裝置之間設有導流擋板，并設于所述導彈熱防護結構的迎風面外側。

一些實施例中，還包括罩設在所述固定設置的輻射加熱器和電弧風洞裝置外側用于密封的密封艙段，所述密封艙段上設有透光玻璃窗口，其外側設有用于監(jiān)測迎風面處溫度的紅外測溫儀。

一些實施例中，還包括第一設定數量的應變片，其用于設于所述導彈熱防護結構的內側。

一些實施例中，還包括第二設定數量的測溫熱電偶，其分別用于設在所述背風面的外側。

一些實施例中，所述電弧風洞裝置包括依次連接的電弧加熱器、轉接段和矩形噴管。

另一方面，本發(fā)明還提供一種導彈熱防護結構熱試驗方法，包括以下步驟：

將導彈熱防護結構的背風面設于所述輻射加熱器內，使電弧風洞裝置的噴口的所述導彈熱防護結構的迎風面對齊；

同時啟動輻射加熱器和電弧風洞裝置并保持設定時間；

停止所述輻射加熱器和電弧風洞裝置運行，觀察并解析所述導彈熱防護結構。