飞行器气动加热烧蚀工程计算

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2015.10.017

兵工学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (10): 1949-1954.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.10.017

飞行器气动加热烧蚀工程计算

张志豪, 孙得川

（大连理工大学航空航天学院，工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连 116024）

收稿日期:2015-03-23 修回日期:2015-03-23 上线日期:2015-12-11
通讯作者: 张志豪 E-mail:zhang.zh.aa@hotmail.com
作者简介:张志豪（1990—），男，硕士研究生
基金资助:
航空科学基金项目（20120163001）

Calculation of Aerodynamic Heating and Ablation of Multi-layer Thermal Protection Material

ZHANG Zhi-hao, SUN De-chuan

(State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment,School of Aeronautics and Astronautics,Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China)

Received:2015-03-23 Revised:2015-03-23 Online:2015-12-11
Contact: ZHANG Zhi-hao E-mail:zhang.zh.aa@hotmail.com

摘要/Abstract

摘要： 高超声速飞行器设计时，为了对防热层气动热烧蚀情况及温度场进行快速预估，提出了集成气动热、材料烧蚀、瞬态温度场的耦合计算方法。通过算例对计算方法和程序进行了验证，表明该方法具有较高的效率和精度。在给定弹道条件下，实现了气动热、热防护材料烧蚀性能和弹体温度场耦合计算。通过该方法可以在高速飞行器设计阶段，快速计算出指定飞行工况下的防热材料烧蚀情况及温度场分布，为飞行器热防护层设计提供依据。

关键词: 热学, 气动热, 烧蚀计算, 瞬态温度场, 多层热防护

Abstract: It is inevitable to evaluate the aerodynamic heat and the ablation of thermal protection material for designing a hypersonic aircraft. A coupling method is presented for the calculation of aerodynamic heat, material ablation and transient temperature distribution. The method and program are validated by experimental data. The results indicate that the method has higher precision and efficiency. For a given trajectory, the aerodynamic heat, ablation performance of thermal protection layer and temperature filed are predicted by the coupling method. The proposed method can be used to calculate the ablation and temperature distribution in given operation conditions in design phase which is referable for the design of multi-layer thermal protection material for hypersonic aircrafts.

Key words: thermology, aerodynamic heat, ablation calculation, transient temperature field, multi-layer thermal protection

中图分类号:

V258

张志豪, 孙得川. 飞行器气动加热烧蚀工程计算[J]. 兵工学报, 2015, 36(10): 1949-1954.

ZHANG Zhi-hao, SUN De-chuan. Calculation of Aerodynamic Heating and Ablation of Multi-layer Thermal Protection Material[J]. Acta Armamentarii, 2015, 36(10): 1949-1954.

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