摘要：针对树脂基热防护材料烧蚀传热的关键参数分析问题,采用碳化层-热解层-原始材料层一维模型,分析了热防护材料烧蚀热解响应过程的传热特性,得出了不确定参数影响传热过程的敏感性大小,结果表明:材料的热导率对树脂基热防护材料烧蚀传热特性影响最大,密度、比热容和材料厚度影响程度较大,其他参数的影响性可以忽略。同时建立了温度和不确定参数之间的量纲1准则关系式,为热防护材料的选取设计以及模型参数修正提供了参考依据。

摘要：雷达罩多采用单层结构设计,但是其工作带宽较窄,难以适应宽频段的透波要求。对于大入射角情况下的透波要求,单层结构设计更是难以满足要求。随着雷达导引头的工作频率逐渐加宽,以及雷达导引头的宽扫描角要求,单层结构设计的雷达罩越来越难以满足要求。为了适应宽频带的透波要求,该文从介质平板透波性能分析出发,推导出多层介质平板的透波性能,并利用粒子群算法,设计出相应的优化适应度函数和目标函数。对多层介质平板的厚度在多频点、多入射角条件下进行优化设计,得出了可以满足宽频带、大入射角透波要求的多层介质平板结构。

摘要：透波罩是导弹等飞行器的重要组成部分,其电性能好坏直接影响导弹的制导精度和作用距离。本文针对球锥这一典型外形的透波罩,对球头区域进行仿真优化设计。建立球锥透波罩几何模型,确定关键尺寸参数,并根据复合材料的相关电性能参数和入射角分布情况,对透波罩进行初始半波壁壁厚设计;基于FEKO仿真平台,采用矩量法(MOM)结合多层快速多级子(MLFMM)算法对模型进行仿真计算,获得透波罩在俯仰向不同扫描角状态下的透波率随端头厚度的变化规律;基于电性能变化规律,对球锥透波罩头部进行优化设计。分析球头电性能的变化规律,为后续透波罩头部设计提出了优化方向,提供了技术支撑,对透波罩的设计具有一定的借鉴与指导意义。

摘要：研究梯度型防热材料的烧蚀/温度场计算方法,基于分层法,将梯度型防热材料平面结构划分成若干层,每层的材料参数按函数形式变化,在此基础上对材料的热防护方案进行烧蚀/温度场计算。通过与单层均质防热材料、单层均质低密度防热材料、双层式防热材料和夹层式防热材料计算结果的对比分析,指出梯度型防热材料的优势,以及运用于高超声速飞行器需关注和解决的问题。研究结果表明,梯度型防热材料在不增加表面的热解烧蚀量的情况下,能明显减少向内部结构传导的热量,大大减轻防热结构的重量,显示了在高超声速气动热防护领域极高的防热效率和应用前景。

摘要：针对高温风洞中扩压器前段壁面防热问题,提出对高温气流外缘喷水降温的方法。通过在收集器入口与喷管出口间安装喷水环,利用液态水汽化吸热对高温气流进行降温,使扩压器壁面形成低温保护层。为了解该方法降温效果,本文利用DPM、组分输运等模型的耦合建立了超声速两相流CFD模型,对向超声速热气流喷水进行降温的过程进行了数值计算,计算结果表明,扩压器启动后有显著的降温保护效果。同时,为探索风洞排气背压和喷水量对风洞流场和壁面降温效果的影响,通过计算得出了变排气背压、变喷水量与降温效果之间的关系,为高温风洞收集口喷水降温装置的优化设计提供了参考。

摘要：高温风洞是开展飞行器热防护技术研究的重要试验设备。为满足在高温风洞前端长时间生成大尺度、高焓、高速气流的试验需求,提出了一种基于气氧/煤油燃烧的高温流场生成装置。装置采用火炬式点火器点火启动,通过使用气液同轴离心喷嘴以及分区隔板的喷注器进行燃烧组织,并由可替换的型面射流喷管实现大尺度均匀流场的生成。30kg/s量级加热装置千秒热试车调试结果表明,该装置能够实现快速点火并长时间维持大尺度稳定流场的生成,在飞行器热防护地面试验技术领域将有良好的应用前景。

摘要：雷达罩外表面烧蚀会导致雷达罩外形发生变化,外形变化后进而影响到雷达罩的性能,如何利用计算机辅助设计(CAD)构建雷达罩烧蚀后的外形是实现对雷达罩烧蚀后性能仿真与评估的前提。基于Creo/TOOLKIT工具,对Creo二次开发技术进行了研究,并针对一种旋转轴对称结构雷达罩,根据雷达罩外表面不同区域的烧蚀,调用TOOLKIT提供的API函数对雷达罩烧蚀后的三维外形进行构建;针对雷达罩外表面不同区域的烧蚀差异所导致外表面连续性差的问题,采用二维抛物线插值的方式,提高了雷达罩烧蚀外形构建后的光滑性;编写了用户界面(GUI),为雷达罩烧蚀后快速建模提供了新的思路和方法。

摘要：为了解决新型有机纤维改性硅基/酚醛复合材料的烧蚀/温度场计算问题,提出了将改性用的有机纤维等效于酚醛树脂的处理方法。通过试验表明有机纤维与酚醛树脂具有一定的热相似性,理论计算时将有机纤维成分按树脂处理,从而利用已有树脂基类防热材料设计方法来预测有机纤维类复合材料的烧蚀/温度场。试验结果表明此方法合理可行。

摘要：为了利用半导体制冷器进行飞行器关键部位的热控方案设计,对某型半导体制冷器性能进行了测试与参数分析。设计了半导体制冷器的性能测试方案,获得了散热端不同散热工况下的试验数据,分析了电流与电压、温差、制冷量等相互之间的关系,并获得了制冷器的温差电势率α、总热导K和总热阻R,对其热电性能参数进行了反推计算和对比验证,验证了计算模型。使用该型制冷器对某型飞行器关键部位热环境进行了热控方案设计,获得了其工作参数和制冷效率。

摘要：为满足高超声速飞行器防热设计中对烧蚀温度场的计算要求,建立了适用于高超声速飞行器防热复合材料的烧蚀传热计算方法,通过算例将烧蚀温度场计算结果与简化模型和试验结果进行了对比,验证了计算方法的合理性。进而运用该方法分析了长时间中低热流加热和短时间高热流加热两种特定热环境下的热导率、密度、表面发射率、动态热解等因素对烧蚀传热的影响规律。结果表明各个因素对烧蚀传热行为的影响程度不同。其中热导率对防热材料内部温度的影响最大,表面发射率对材料表面温度的影响较大,对内部温度的影响程度与时间相关;热解动力学参数中活化能对材料内部温度有一定的影响;活化能和热导率对材料热解碳化过程的影响较为显著。研究结果为烧蚀传热计算精度的进一步提高提供了参考价值。