本文關(guān)鍵詞：高超聲速飛行器熱防護系統(tǒng)設(shè)計方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2014年

高超聲速飛行器熱防護系統(tǒng)設(shè)計方法

張志剛  

【摘要】：目前各類高超聲速飛行器發(fā)展如火如荼，熱防護系統(tǒng)設(shè)計成為高超聲速飛行器設(shè)計中的關(guān)鍵制約因素和主要技術(shù)瓶頸。本文結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，依托中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速所的激波風(fēng)洞、電弧風(fēng)洞等試驗設(shè)備，利用氣動熱數(shù)值模擬軟件AHENS、氣動熱工程計算軟件AHEAPS，給出了典型高超聲速飛行器的熱環(huán)境預(yù)測、典型熱防護材料制備與評價、熱防護方案設(shè)計與校核等研究方法。 首先，通過在激波風(fēng)洞上開展測熱試驗，獲得了飛行器的熱環(huán)境分布特征和典型位置的熱流分布，為數(shù)值軟件和工程軟件的校核提供了數(shù)據(jù)支持。然后利用數(shù)值軟件AHENS，采用有限體積方法求解三維NS方程，獲得了飛行器在風(fēng)洞試驗條件和飛行條件下的熱環(huán)境。利用工程軟件AHEAPS，基于部組件拆分的思想，采用無粘表面流線法和片條法計算了飛行器表面的氣動熱環(huán)境。通過與試驗結(jié)果的比較，驗證了數(shù)值計算軟件和工程計算軟件的可靠性，并綜合試驗數(shù)據(jù)和數(shù)值計算數(shù)據(jù)，對典型復(fù)雜外形飛行器沿飛行歷程進行了氣動熱計算分析。 然后，介紹了高超聲速飛行器常用的熱防護材料及其制備方法，針對典型的熱防護材料，概括了常用的熱防護材料評價方法，并簡要介紹了飛行器的分區(qū)設(shè)計思想。 最后，根據(jù)飛行器不同位置的熱環(huán)境特征，開展了熱防護方案設(shè)計，，形成了典型位置的熱防護方案。在電弧風(fēng)洞上對熱防護方案進行了校核，通過校核驗證了熱防護方案的有效性。 本文從設(shè)計方法研究的角度出發(fā)，采用的設(shè)計方法具有一定的通用性，涵蓋了高超聲速飛行器熱防護初步設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，可以推廣應(yīng)用到常規(guī)的高超聲速飛行器熱防護方案設(shè)計中。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：V244.1
【目錄】：

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