高超声速飞行器热防护系统方案快速设计方法  

Thermal Protection System Quick Design Methodology for Hypersonic Vehicle

作　　者：胥磊[1] 谷良贤[1] 龚春林[1] 万佳庆[2] 

机构地区：[1]西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室,西安710072 [2]江南机电设计研究所,贵阳550009

出　　处：《科学技术与工程》2014年第14期107-111,134,共6页Science Technology and Engineering

基　　金：武器装备预研基金(9140A20101011HK0318);西北工业大学基础研究基金(JC20120215)资助

摘　　要：针对高超声速飞行器多学科优化设计的需求,基于飞行器几何外形、弹道和热防护材料、热防护系统型号数据库,通过气动热快速预测方法和一维热响应预报方法的研究,建立了一种通用高超声速飞行器热防护系统快速设计方法。该设计方法实现了热防护系统优化设计的自动化,避免了传统设计过程需要多种分析工具以及过程繁琐等不足。最后结合典型服役环境,利用该方法对类X—37B飞行器的热防护系统进行快速设计,得到热防护系统的总质量。结果表明,方法能够快速有效地进行高超声速飞行器热防护系统的设计。Considering the demand of hypersonic vehicle multidisciplinary design optimization, depending on the aircraft geometry, trajectory and thermal protection materials, thermal protection system model database, fast aerothermal prediction methods and 1-D thermal analysis are performed to establish a general reusable vehicle thermal protection system quick sizing methodology. This method enabled the thermal protection system sizing process to be automatable and avoid the complicated course of traditional process. Finally, based on a typical service environment, an X-37B analog vehicle thermal protection systems scheme was achieved, and total weight was calculated. Result shows that this method can be effective and reliable used.

关 键 词：热防护系统 气动加热 热分析 高超声速飞行器 

分 类 号：V411.8[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]