高超声速飞行器热防护结构参数优化及对比分析

作者：叶红; 王志瑾

来源：航天器环境工程, 2013, (05): 516-521.

• 高超声速飞行器
• 热防护结构
• 设计优化
• 重量控制
• 仿真分析 hypersonic aircraft
• thermal protection structure
• design optimization
• weight control
• simulation analysis

高超声速飞行器对结构性能、热防护性能以及结构重量有很高的要求。为了获得最小的结构重量,文章从热防护的角度进行了优化分析:分别选择铝合金和先进复合材料作为蒙皮,在不同的热载荷条件下,对多种热防护结构(TPS)建立一维传热模型,并进行了结构尺寸优化,得到了单位面积TPS的最小重量;分析飞行器再入过程中的温度载荷、再入时间以及蒙皮材料可承受的最高温度对热防护结构最小重量的影响。ANSYS仿真分析结果表明:温度对TPS的单位面积最小重量有显著影响,LI900刚性陶瓷隔热瓦和先进金属蜂窝夹层防热结构有重量优势;采用复合材料蒙皮的TPS可使重量大幅减轻;飞行器再入时间和再入初始温度对刚性陶瓷隔热瓦重量的影...

• 出版日期2013
• 单位南京航空航天大学