新型空天飛行器與熱防護系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，可重復使用的空天飛行器已成為空天運輸系統(tǒng)的研究熱點，具有重要的戰(zhàn)略意義，是未來航空航天技術(shù)的制高點?？仗祜w行器在高超聲速飛行尤其是再入過程中，必然產(chǎn)生嚴重的氣動加熱，因此熱防護系統(tǒng)成為空天飛行器的關(guān)鍵技術(shù)之一。新型的熱防護系統(tǒng)采用了熱—結(jié)構(gòu)一體化設計，熱結(jié)構(gòu)同時承受熱載荷和機械載荷，提高了材料利用率，減輕了結(jié)構(gòu)重量。
　　本文以新型空天飛行器OrbiterSalvor及其熱防護系統(tǒng)為研究對象，對Orbite

2、rSalvor進行了總體方案和一體化熱防護系統(tǒng)方案設計，并對熱防護系統(tǒng)的典型構(gòu)件進行了熱力分析、計算和參數(shù)優(yōu)化。皺褶結(jié)構(gòu)是一體化主動冷卻系統(tǒng)的核心部分，應用ANSYS軟件建立二維穩(wěn)態(tài)的流—熱耦合分析模型，得到了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)和流動參數(shù)下皺褶結(jié)構(gòu)管路的對流換熱特性；進一步建立三維模型進行流—熱—固耦合分析，得到皺褶結(jié)構(gòu)的三維對流換熱特性和熱力學特性。在皺褶結(jié)構(gòu)對流換熱性研究的基礎上，建立皺褶夾層板的三維熱力分析模型，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)和溫度對