疏导式热防护结构试验及数值分析

摘要

以飞行器舵/翼前缘典型工况为背景,研制尖楔外形疏导式热防护试验模型,开展了原理验证试验及有限元数值计算,研究布置脉动热管的疏导式热防护结构的传热性能.疏导式热防护结构内部设置充装碱金属工质的脉动热管,完成580kW/m2和1000kW/m2两种热载荷条件的石英灯辐射加热试验,脉动热管在550～600°C温度范围内正常启动并保持正常工作不少于1000s.依据地面试验结果对防热结构等效热物性进行拟合,稳定段等效热导率可达1500kW/(m?K).开展疏导式热防护结构在翼盒单元中的应用模拟,在1000～2000kW/m2热流条件下,采用疏导式热防护结构后的翼盒单元最高温度降低24.96％、冷-热端温差降低60.02％,显著提高了翼盒单元在局部高热条件下的服役能力.