高超声速飞行器大面积热防护系统的传热数值分析

摘要：

隔热毡是高超声速飞行器防热系统中重要的组成部分.隔热毡内存在复杂的多种传热形式的耦合,本文详细地分析了隔热结构内导热与辐射的复合换热问题,用光学厚极限法分析了隔热层纤维席内辐射热流.建立了高温绝热毡有效热导率的数值计算模型,分析了温度和压力对传热机制的影响.该模型预测的有效导热系数与试验结果最大误差不超过6%.通过应用数值分析方法得到有效导热系数,建立了防热结构一维瞬态传热模型,该模型结果与瞬态实验结果最大误差为8%.最后还计算出不同厚度隔热毡蒙皮结构的温度响应,并分析讨论了隔热毡厚度对隔热效果的影响.本文研究表明:TPS隔热毡的厚度达到63.3mm后,继续增加尺寸,其隔热效率将明显降低.

关键词：高超声速飞行器、防热系统、控制容积法、光学厚极限法、有效导热系数

所属期刊栏目：28

分类号：O3436(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金90916027;教育部新世纪优秀人才支持计划NCET080454

在线出版日期：2011-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：294-298