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探测器安装结构对航天器壁温测量的影响分析

石安华 石卫波 孙海浩 刘纯胜 韩冬 黄洁

石安华, 石卫波, 孙海浩, 等. 探测器安装结构对航天器壁温测量的影响分析[J]. 实验流体力学, 2016, 30(4): 32-36. doi: 10.11729/syltlx20160021
引用本文: 石安华, 石卫波, 孙海浩, 等. 探测器安装结构对航天器壁温测量的影响分析[J]. 实验流体力学, 2016, 30(4): 32-36. doi: 10.11729/syltlx20160021
Shi Anhua, Shi Weibo, Sun Haihao, et al. The effect of detector installing structure on wall temperature measurement of vehicle[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(4): 32-36. doi: 10.11729/syltlx20160021
Citation: Shi Anhua, Shi Weibo, Sun Haihao, et al. The effect of detector installing structure on wall temperature measurement of vehicle[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(4): 32-36. doi: 10.11729/syltlx20160021

探测器安装结构对航天器壁温测量的影响分析

doi: 10.11729/syltlx20160021
详细信息
    通讯作者:

    石安华(1968-),男,重庆铜梁人,研究员。研究方向:气动物理特性、超高速碰撞光辐射特性。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号15信箱503分箱(621000)。E-mail:shianhua@cardc.cn

  • 中图分类号: V417+.7

The effect of detector installing structure on wall temperature measurement of vehicle

  • 摘要: 针对飞行试验中飞行器薄壁壳体测量温度与预测温度存在较大差异这一问题,采用气动热工程算法结合热传导计算方法,分析了测温探测器安装结构对测点温度的影响,并提出了改进措施。结果表明:对于薄壁结构飞行器在上升段有气动加热、其表面处于升温过程或热量由壳体表面向内部传导时,测温探测器安装结构对测点温度基本无影响。但当飞行器处于飞行中段,在辐射散热、表面温度低于壳体内部温度造成热量由壳体内部向外表面传导时,测点温度受原探测器安装结构影响明显,测量温度明显低于不装探测器时的预测温度;而采用本文提出的探测器安装方案,可明显降低对测点温度的影响,在飞行器的测点位置最大影响小于0.5K。
  • 图  1  飞行器局部简化外形(单位:mm)

    Figure  1.  Partial sketch of flying target(unit:mm)

    图  2  原测温探测器简化结构(单位:mm)

    Figure  2.  Sketch of original detector(unit:mm)

    图  3  飞行器弹道参数

    Figure  3.  Ballistic trajectory

    图  4  原测温探测器安装结构

    Figure  4.  Installing structure sketch of original detector

    图  5  测量温度随时间的变化曲线

    Figure  5.  Measured temperature curves

    图  6  改进测温探测器结构及安装方案

    Figure  6.  Reformed detector structure and installing structure

    图  7  测点计算温度随时间的变化曲线

    Figure  7.  Time variation of calculated temperatures at measured point

    图  8  不同探测器结构及安装结构造成的测点温差

    Figure  8.  Temperature errors made by different detectors and installing structures

    图  9  测点1计算温度与飞行试验测量温度对比

    Figure  9.  Comparison of temperatures at measured point 1

    图  10  测点2计算温度与飞行试验测量温度对比

    Figure  10.  Comparison of temperatures at measured point 2

    图  11  不同探测器及安装结构对测点1温度影响

    Figure  11.  Temperature errors made by different detectors and installing structures at measured point 1

    图  12  不同探测器及安装结构对测点2温度影响

    Figure  12.  Temperature errors made by different detectors and installing structures at measured point 2

    表  1  防热材料物性参数

    Table  1.   Parameters of glass fiber reinforced plastics

    红外发射率密度/(kg·m-3)导热系数/(W·(m·K)-1)比热/(J·(kg·K)-1)
    0.8517500.441000
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    表  2  铝合金物性参数

    Table  2.   Parameters of aluminum alloy

    温度/K298373423473523573
    比热/(J·(kg-1·K)-1)9219211005104710891089
    密度/(kg·m-3)2640
    导热系数/(W·(m·K)-1)125.6
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-27
  • 修回日期:  2016-04-06
  • 刊出日期:  2016-08-25

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日