基于烧蚀机理的涂层类防热结构精细化设计方法

1

作者 金玲 张程 +2 位作者 卞亚东 陈克 刘轩秀 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期46-50,共5页

为了实现轻质化、低成本、精细化防热设计,提出基于烧蚀机理的涂层类防热结构精细化设计方法,使用烧蚀机理初步计算出涂层烧蚀碳层厚度,从而建立烧蚀精细化热仿真计算模型,并计算得到较为准确的防隔热仿真结果,该方法的应用可为舱段涂... 为了实现轻质化、低成本、精细化防热设计,提出基于烧蚀机理的涂层类防热结构精细化设计方法,使用烧蚀机理初步计算出涂层烧蚀碳层厚度,从而建立烧蚀精细化热仿真计算模型,并计算得到较为准确的防隔热仿真结果,该方法的应用可为舱段涂层防热方案论证提供科学有效的理论分析手段,指导防热方案设计,并达到降低设计成本、缩短研制周期的目的。 展开更多

关键词 烧蚀机理 涂层 防热结构 精细化 设计方法

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复合防热结构件自动涂胶工艺研究 被引量：2

2

作者 包乐 倪鑫 +5 位作者 张帆 王纪霞 王璐 赵奎 张培 张海鹏 《航天制造技术》 2023年第1期16-18,共3页

针对长尾管锥形的复合防热结构件采用手工方式涂胶效率低,涂胶不均匀等现状,设计了一种气动自动化涂胶方式,可实现涂胶量和胶层均匀性控制。通过工艺试验确定出胶压强、胶粘剂使用时效、旋转速度等关键工艺参数,满足产品自动化生产需求。

关键词 复合防热结构件 自动涂胶 气动 工艺参数

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可重复使用热防护系统防热结构及材料的研究现状 被引量：36

3

作者 关春龙 李壵 赫晓东 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期7-11,42,共6页

在对国外有关各类航天器的防热结构和材料进行广泛调研的基础上 ,对陶瓷瓦、柔性毡、盖板等防热结构及材料进行了介绍 ,并总结了防热结构和防热材料的发展现状及趋势。

关键词 可重复使用航天器 防热结构 陶瓷瓦 柔性毡 盖板 热防护系统 防热材料

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基于分布式光纤传感的防热结构损伤识别研究 被引量：5

4

作者 柳敏静 夏梓旭 +2 位作者 李建乐 武湛君 高东岳 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期765-768,共4页

防隔热结构已大量应用在工程中,其健康状态对结构安全至关重要。为了监测隔热层粘接结构的健康状态,该文提出了一种基于分布式光纤传感器的防热粘接结构的损伤识别和监测方法。利用有限元法对带损伤试件承受弯曲载荷的过程进行了数值模... 防隔热结构已大量应用在工程中,其健康状态对结构安全至关重要。为了监测隔热层粘接结构的健康状态,该文提出了一种基于分布式光纤传感器的防热粘接结构的损伤识别和监测方法。利用有限元法对带损伤试件承受弯曲载荷的过程进行了数值模拟,通过模拟的应变结果确定含有脱粘、裂纹两种损伤试件的应变趋势,作为判断结构失效的分类依据。通过对带有脱粘和裂纹缺陷的试件进行实验识别并定位损伤位置,监测试件的健康状况。研究结果表明,根据结构受载状态下的应变趋势可以判断试件是否发生脱粘或裂纹损伤,从而实现对结构的健康状态监测。 展开更多

关键词 分布式光纤传感器 防热结构 应变测量 脱粘识别 裂纹识别

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神舟飞船防热结构的研制 被引量：12

5

作者 吴国庭 《航天器工程》 2004年第3期14-19,共6页

从结构方案、材料选择、地面试验等方面对神舟飞船防热结构的研制和某些特点进行了阐述。介绍了防热结构的飞行结果,特别是舷窗、舱盖、天线、姿控发动机等部位的烧蚀情况,证实了飞船的局部防热是十分成功的。

关键词 防热结构 神舟飞船 研制 姿控发动机 结构方案 材料选择 地面试验 飞行 舷窗 烧蚀

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温度交变环境下防热结构胶层厚度设计 被引量：3

6

作者 李伟杰 李小龙 《航天器环境工程》 2013年第4期421-425,共5页

再入返回式航天器飞行过程中,在轨温度交变环境下防热结构胶接热应力一直是航天器可靠性设计的关注內容恼乱浴爸忻芏确廊炔牧?硅橡胶-金属"的胶接结构作为对象,针对典型的低地球轨道温度交变环境,选取±100℃/5个循环环境作... 再入返回式航天器飞行过程中,在轨温度交变环境下防热结构胶接热应力一直是航天器可靠性设计的关注內容恼乱浴爸忻芏确廊炔牧?硅橡胶-金属"的胶接结构作为对象,针对典型的低地球轨道温度交变环境,选取±100℃/5个循环环境作为分析条件,用ANSYSWorkbench建立了结构有限元分析模型,考察了不同胶层厚度对于结构热应力及热变形的影响。基于有限元计算结果、热应力理论及胶接工艺分析,给出了温度交变环境下防热结构的胶层厚度设计结果.该有限元模型分析方法可为防热结构热匹配特性研究和设计提供基础依据。 展开更多

关键词 再入航天器 防热结构 温度交变环境 热应力 热变形 胶层厚度

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碳纤维增强石英在卫星、飞船防热结构上应用的探索研究 被引量：5

7

作者 吴国庭 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1991年第4期72-78,共7页

在用多种纤维增强各陶瓷基体的探索中,发现碳纤维增强石英能够获得比较理想的材料系统。本文对这种增强陶瓷的基本性能作了评估,还针对材料在卫星、飞船的飞行环境中可能产生的破坏进行了一系列热和力学环境试验。这些研究表明,碳纤维... 在用多种纤维增强各陶瓷基体的探索中,发现碳纤维增强石英能够获得比较理想的材料系统。本文对这种增强陶瓷的基本性能作了评估,还针对材料在卫星、飞船的飞行环境中可能产生的破坏进行了一系列热和力学环境试验。这些研究表明,碳纤维增强石英有可能应用在再入防热结构上,也具有重复使用的潜力。 展开更多

关键词 防热结构 辐射防热 增强陶瓷

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飞行器局部防热结构三维瞬态温度分布数值计算 被引量：1

8

作者 桂业伟 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期127-130,共4页

飞行器局部防热结构三维瞬态温度分布数值计算桂业伟（中国空气动力研究与发展中心总体技术部四川绵阳６２１０００）关键词飞行器，防热结构，温度分布，数值计算１前言弄清再入飞行器防热结构的温度变化规律ＩＪ防热设ｉ！有着重要意... 飞行器局部防热结构三维瞬态温度分布数值计算桂业伟（中国空气动力研究与发展中心总体技术部四川绵阳６２１０００）关键词飞行器，防热结构，温度分布，数值计算１前言弄清再入飞行器防热结构的温度变化规律ＩＪ防热设ｉ！有着重要意义，本文针对这一背景开展了数值计算... 展开更多

关键词 飞行器 防热结构 温度分布 数值计算

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纤维增强陶瓷在再入防热结构上应用的探索研究 被引量：1

9

作者 吴国庭 《航天器工程》 1997年第1期85-92,共8页

对纤维增强陶瓷在辐射防热结构中充当外部辐射蒙皮的特性进行了评估。以返回式卫星和飞船典型的力学环境和热环境为依据。对碳纤维增强石英进行了试验研究,包括小平板再入热模拟试验、大型热结构件的常温振动、常温冲击、低温振动、低... 对纤维增强陶瓷在辐射防热结构中充当外部辐射蒙皮的特性进行了评估。以返回式卫星和飞船典型的力学环境和热环境为依据。对碳纤维增强石英进行了试验研究,包括小平板再入热模拟试验、大型热结构件的常温振动、常温冲击、低温振动、低温冲击和再入加热等项目。一系列试验证明,碳纤维增强石英既保留了陶瓷耐高温、隔热好的优点,又克服了陶瓷固有的脆性,因此,在返回舱上做防热材料颇具潜力。 展开更多

关键词 防热结构 环境试验 纤维增强陶瓷 再入飞行器

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快速热阀隔防热结构的热分析

10

作者 赖喜德 鲍巧灵 +1 位作者 杨炯波 何海宾 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第10期29-32,共4页

为了在快速热阀研制中设计出合理和经济的防热结构,在两种载荷下,对不同热导率材料的隔热层及阀体进行了有限元热分析,数值模拟出热阀工作中的温度场分布。以有限元热分析结果作为防热结构设计的依据,在阀体内设计厚度为100mm的隔热层,... 为了在快速热阀研制中设计出合理和经济的防热结构,在两种载荷下,对不同热导率材料的隔热层及阀体进行了有限元热分析,数值模拟出热阀工作中的温度场分布。以有限元热分析结果作为防热结构设计的依据,在阀体内设计厚度为100mm的隔热层,解决了快速热阀在627℃的高温和8.0MPa高压下运行过程中的阀体外表面温度不高于100℃的难题。通过实测表明:在设计的工况下运行,其阀体外表面温度低于70℃。 展开更多

关键词 热分析 防热结构 快速热阀 有限元

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防热结构的局部防热研究

11

作者 吴国庭 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1991年第1期17-21,6,共6页

对回收式返回器的分析结果表明,表面的突起物是防热结构局部过热的重要起因。分析了防热结构的局部过热现象,提出了一种局部防热结构设计分析方法。分析计算结果与地面试验和飞行结果进行了分析比较。

关键词 航天器 防热结构 局部防热 设计

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基于传热增广模型的轨迹优化与防热结构分析 被引量：3

12

作者 张腾飞 龚春林 +1 位作者 粟华 薛鹏飞 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期929-938,共10页

在考虑飞行器结构温度约束的轨迹设计问题中,采用一般约束热流密度的轨迹优化模型存在反复迭代、不能考虑轨迹、传热之间耦合关系等缺点。针对这些问题,提出一种传热增广的轨迹优化模型。利用空间差分将传热方程转化为一阶微分方程组,... 在考虑飞行器结构温度约束的轨迹设计问题中,采用一般约束热流密度的轨迹优化模型存在反复迭代、不能考虑轨迹、传热之间耦合关系等缺点。针对这些问题,提出一种传热增广的轨迹优化模型。利用空间差分将传热方程转化为一阶微分方程组,与运动方程组成传热增广的系统状态方程,从而能在轨迹优化中对结构温度直接进行约束。算例仿真说明了基于增广模型求解的高效性与结果的合理性;在此基础上分析了再入轨迹与防热结构之间的相互影响关系,对方案设计阶段的防热结构设计提供参考。 展开更多

关键词 轨迹优化 热传导 防热结构 高超声速

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主动冷却点阵夹层防热结构温度响应计算模型 被引量：5

13

作者 彭世彬 郭瑞 +1 位作者 冯上升 金峰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期477-489,共13页

针对点阵夹层结构主动热防护问题,建立了夹层结构面板和芯体导热与冷却剂对流耦合的非稳态传热理论模型,利用有限体积法离散控制方程并在MATLAB中进行了迭代求解.模型首次考虑了面板与夹芯杆之间的收缩热阻,并利用分离变量法得到了收缩... 针对点阵夹层结构主动热防护问题,建立了夹层结构面板和芯体导热与冷却剂对流耦合的非稳态传热理论模型,利用有限体积法离散控制方程并在MATLAB中进行了迭代求解.模型首次考虑了面板与夹芯杆之间的收缩热阻,并利用分离变量法得到了收缩热阻的近似解析解.基于单胞模型和周期性边界条件,模拟得到了模型所需的表面对流传热系数h_(b)和h_(fin).最后,选取多单胞计算工况进行数值模拟和理论模型对比,并讨论了收缩热阻对模型预测精度的影响.结果表明:理论模型能够准确预测夹层结构及内部流体的温度变化,理论与仿真之间的最大误差不超过1%;随着外加热流密度不断增大,忽略收缩热阻使得计算结果造成的误差不断增大;与数值模拟相比,理论模型可显著地减少计算时间并节省计算资源,尤其适用于非均匀、非稳态复杂热载荷下点阵夹层结构的温度响应计算. 展开更多

关键词 点阵结构 主动冷却 温度响应 防热结构 收缩热阻 理论模型

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弹道式再入航天器的烧蚀防热结构设计 被引量：2

14

作者 陈清华 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1990年第6期44-48,共5页

介绍弹道式再入航天器烧蚀防热结构设计,文中说明了方案、材料选择、设计和分析计算。最后评价了这种防热结构。

关键词 再入航天器 烧蚀 防热结构

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烧蚀防热结构热模拟试验技术研究 被引量：5

15

作者 王振亚 魏广平 《工程与试验》 2017年第1期58-61,104,共5页

以石英灯管为加热元件进行了烧蚀防热结构热试验研究,对比了热流计不同布置方式下的试验结果差异,分析了烧蚀热试验特性对热流计不同布置方式及石英灯管正常工作的影响,开发了基于石英灯辐射加热的烧蚀防热结构热试验技术,打造了全尺寸... 以石英灯管为加热元件进行了烧蚀防热结构热试验研究,对比了热流计不同布置方式下的试验结果差异,分析了烧蚀热试验特性对热流计不同布置方式及石英灯管正常工作的影响,开发了基于石英灯辐射加热的烧蚀防热结构热试验技术,打造了全尺寸烧蚀防热结构地面热模拟试验平台,同时开发了热流-电压控制模式切换技术,形成了一整套安全可靠全尺寸烧蚀防热结构地面热模拟试验技术。 展开更多

关键词 烧蚀防热结构 地面热模拟试验 辐射加热

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冯·卡门曲面整流罩PMI泡沫夹层防热结构技术研究 被引量：1

16

作者 尹莲花 骆洪志 +2 位作者 吴会强 陈友伟 王晔 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第3期43-46,共4页

由于新一代运载火箭整流罩冯·卡门锥段采用聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫夹层结构,其导热性能是铝蜂窝的1/50,将导致泡沫外层的玻璃钢温度急剧上升,因此防热结构软木的热环境会比传统整流罩恶劣很多。运用石英灯... 由于新一代运载火箭整流罩冯·卡门锥段采用聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫夹层结构,其导热性能是铝蜂窝的1/50,将导致泡沫外层的玻璃钢温度急剧上升,因此防热结构软木的热环境会比传统整流罩恶劣很多。运用石英灯加热试验和热解面模型仿真方法,在冷壁热流的边界条件下,得到外壁温度,并最终确定软木的烧蚀热物理性能。然后通过热解面模型仿真结果和石英灯烧蚀试验结果的对比证明了这种方法合理可行,最终得到热壁热流输入条件,为最终确定整流罩防热软木厚度提供了一种有效途径。 展开更多

关键词 冯·卡门整流罩 曲面锥 夹层结构 防热结构 PMI泡沫夹层

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赫尔墨斯航天飞机防热结构概貌

17

作者 吴国庭 《航天器工程》 1992年第3期41-48,共8页

赫尔墨斯航天飞机(Hermes)比美国航天飞机轨道器小,但横向机动行程宽,因而再入加热时间长、工作温度高,使再入防热技术成为一项更新的挑战。赫尔墨斯考虑了以下三类防热方案:(1)陶瓷复合材料热结构,用于鼻锥、翼前缘、舵和其他控制面;(2... 赫尔墨斯航天飞机(Hermes)比美国航天飞机轨道器小,但横向机动行程宽,因而再入加热时间长、工作温度高,使再入防热技术成为一项更新的挑战。赫尔墨斯考虑了以下三类防热方案:(1)陶瓷复合材料热结构,用于鼻锥、翼前缘、舵和其他控制面;(2)外部隔热层以及用陶瓷复合料材做盖板的辐射防热结构,用于受热严重的机身下表面和部分上表面;(3)柔性表面隔热材料,用在低热流区。本文评估了各种防热方案,介绍了方案的细节以及涉及到的关键技术。 展开更多

关键词 防热结构 航天飞机

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基于CW-THz的防热瓦结构缺陷深度检测校正方法

18

作者 连亚容 陈友兴 +1 位作者 薛凯亮 毕建敏 《强度与环境》 CSCD 2024年第1期59-64,共6页

太赫兹探测成像技术在航空航天无损检测领域具有重要应用前景,采用无损检测方法对热防护材料进行相关检测,对保证材料质量以及提高其使用可靠性等都具有重要意义。因调频连续太赫兹采集信号受系统工作带宽的限制导致测试精度低,为提高... 太赫兹探测成像技术在航空航天无损检测领域具有重要应用前景,采用无损检测方法对热防护材料进行相关检测,对保证材料质量以及提高其使用可靠性等都具有重要意义。因调频连续太赫兹采集信号受系统工作带宽的限制导致测试精度低,为提高其测量精度,本文引入不同的离散频谱校正与细化方法进行比较分析。以热防护结构的陶瓷防热瓦为研究对象,对防热瓦中不同深度的孔洞缺陷进行检测,通过分析样件的太赫兹二维图像以及典型信号对比,获取缺陷的位置和大小信息,从信号处理的角度进行深度信息校正。结果表明,调频连续太赫兹检测系统可以清晰识别热防护结构中的孔洞缺陷,且离散频谱细化及校正处理算法能较准确的定位缺陷深度,其校正误差在1 mm范围内。 展开更多

关键词 太赫兹成像 无损检测 频谱校正 防热瓦结构

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多层防热结构太赫兹无损检测及粘接缺陷识别 被引量：1

19

作者 刘钊 陈刚 +4 位作者 赵爽 李兆彤 刘强 张祥林 唐增武 《无损探伤》 2023年第2期17-21,共5页

为了研究太赫兹无损检测技术对多层防热结构粘接缺陷的检测能力,在复合材料-胶-复合材料-胶-金属粘接结构的两层胶中预置了人工缺陷,并使用脉冲太赫兹波成像方法对样件进行了检测。结果表明,太赫兹波穿透多层防热复合材料粘接结构后可... 为了研究太赫兹无损检测技术对多层防热结构粘接缺陷的检测能力,在复合材料-胶-复合材料-胶-金属粘接结构的两层胶中预置了人工缺陷,并使用脉冲太赫兹波成像方法对样件进行了检测。结果表明,太赫兹波穿透多层防热复合材料粘接结构后可以获得太赫兹时域信号,通过特征波段数据处理后得到不同胶层的缺陷图像。能够对防热复合材料与透气复合材料之间的上胶层中0.15mm空气层、0.15mm金属板清晰成像,成像能够分辨透气复合材料与金属板之间的下胶层中0.15mm空气层。该研究结果为多层防热复合材料粘接质量检测与评价提供了有效方法。 展开更多

关键词 太赫兹无损检测 多层防热结构 特征波形 信号处理

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国外航天运输系统防热系统、结构和材料的总体分析研究 被引量：10

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作者 韩鸿硕 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期1-4,共4页

对近年来国外航天运输系统包括飞船、航天飞机和空天飞机等的防热方案的选用方向、防热结构和防热材料的研究与应用以及发展方向进行了高度概括与分析，采用了新的分类方法，介绍了各种新型的防热系统、结构和材料。

关键词 航天运输系统 防热系统 防热结构 防热材料

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