CN106596157A - 一种被动热防护结构隔热效能验证方法 - Google Patents

一种被动热防护结构隔热效能验证方法 Download PDF

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夏甜
许平
尚磊
王奡
李察
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    • G01M99/002—Thermal testing

Abstract

本发明提供一种被动热防护结构隔热效能验证方法，包括以下步骤：安装试验装置，该装置包括隔热罩(1)、试验件(2)、热源(3)，试验件(2)一侧设置热源(3)，另一侧罩有隔热罩(1)，隔热罩(1)为内腔为中空的立方体盒状结构，并且隔热罩(1)与试验件(2)接触的一面开口设置；接通热源(3)电源为试验件(2)加温，并使试验件(2)加温到预定温度并保持该温度；到达预定温度后，实时记录隔热罩(1)内腔中的温度；当隔热罩(1)内腔中的温度到达试验温度或者保持预定温度达3小时停止试验；取下隔热罩(1)，记录试验件(2)的损伤情况。本发明将飞机飞行时的舱段试验转化为地面模拟进行的盒段试验，缩小试验规模及周期。

Description

一种被动热防护结构隔热效能验证方法
技术领域
本发明属于航空试验领域，具体涉及一种被动热防护结构隔热效能验证方法。
背景技术
由于飞机阻力伞舱位于俩发动机鱼鳞片之间的高温区，而舱内的阻力伞设备要求使用温度为85℃以下，需要在伞舱内部布置被动热防护结构。以往考核热防护结构方案是否符合隔热需求，只能在飞机飞行时进行热防护结构的隔热效能试验，此种试验方法规模较大，而且必须结合试飞进行，耗时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种被动热防护结构隔热效能验证方法，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种被动热防护结构隔热效能验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：安装被动热防护结构试验装置，所述试验装置包括隔热罩、试验件、热源，所述试验件一侧设置有所述热源，所述试验件另一侧罩有所述隔热罩，该隔热罩为内腔为中空的立方体盒状结构，并且该隔热罩与所述试验件接触的一面开口设置；
步骤二：接通所述热源电源为所述试验件加温，并使该试验件加温到预定温度并保持该温度；
步骤三：到达所述预定温度后，实时记录所述隔热罩内腔中的温度；当所述隔热罩内腔中的温度到达试验温度或者保持所述预定温度达3小时停止试验；
步骤四：取下所述隔热罩，记录所述试验件的热损伤情况。
优选地是，取所述隔热罩内腔中的中心位置作为测温点以记录所述隔热罩内腔中的温度。
优选地是，所述试验温度按照伞舱内部设备可使用的最高温度设定。
优选地是，所述预定温度按照不大于伞舱外部最高温度设定。
优选地是，所述隔热罩上设置热电偶，用于检验该隔热罩的隔热效果。
本发明所提供的一种被动热防护结构隔热效能验证方法的有益效果在于，将飞机飞行时的舱段试验转化为地面模拟进行的盒段试验，缩小试验规模及试验周期；由于盒段试验规模较小，节省成本，可以增加热防护结构构型，进行多方案的隔热效能对比试验，完成伞舱热防护结构的选型、选参设计；可以进行不同温度谱的隔热效能试验，形成时间-温度曲线后，即可对隔热效能进行评估。
附图说明
图1为本发明被动热防护结构隔热效能验证方法中被动热防护结构试验装置的安装示意图。
附图标记：
1-隔热罩、2-试验件、3-热源、4-测温点。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的被动热防护结构隔热效能验证方法做进一步详细说明。
实施本发明的被动热防护结构隔热效能验证方法，用于模拟飞机阻力伞舱的隔热效能，包括以下步骤：
步骤一：如图1所示，安装被动热防护结构试验装置。该试验装置包括隔热罩1、试验件2、热源3，试验件2一侧设置有热源3，试验件2另一侧罩有隔热罩1，该隔热罩1选择边长为300mm的内腔为中空的立方体盒状结构，并且该隔热罩1与试验件2接触的一面开口设置，即立方体盒状结构的隔热罩1只设置5个面板，与试验件2接触的一面不设置面板。为了保证试验件2完全密封住隔热罩1开口，试验件2的长宽应略大于隔热罩1的边长，优先选择试验件2的长和宽都为400mm。该试验装置中的热源3用来模拟阻力伞舱的外部温度，试验件2用来模拟阻力伞舱受热部分的舱体，隔热罩1用来模拟阻力伞舱除受热部分舱体外的其他部分舱体，隔热罩1内腔即模拟阻力伞舱的内部空间。其中，隔热罩1的结构形状可根据模拟的飞机阻力伞舱制式更改。
步骤二：接通热源3电源为试验件2加温，并使该试验件2加温到预定温度并保持该温度。在接通热源3电源前，先检查试验环境，也包括检查热源3设备运转是否正常稳定，确保试验安全，同时检查隔热罩1与试验件2是否完全密封以及隔热罩1的隔热效果是否合格，其中，检验该隔热罩2的隔热效果通过在隔热罩1外壁面上布置一个热电偶，用以记录外界环境温度，整个试验过程中该热电偶温度小于40℃即表明隔热罩1隔热效果良好。
接着再接通热源3的电源为试验件2加热，并使该试验件2加温到预定温度并保持该温度，由于该试验是模拟阻力伞舱的隔热效能，从而预定温度的设定不应大于该伞舱外部最高温度，经过预先测量伞舱外部最高温度为424℃，为了模拟更多组伞舱外部温度的，预定温度分别设定为350℃、300℃、250℃、200℃、100℃，再加上伞舱外部最高温度424℃共进行六组试验。
步骤三：到达预定温度后，实时记录隔热罩1内腔中的温度。为了确保隔热罩1内腔中的温度准确，优先选取立方体盒状结构的隔热罩1的中心位置作为测温点4，在该测温点4布置热电偶以实时记录内腔温度数据，同时绘制时间-温度曲线。
当隔热罩1内腔中的温度到达试验温度或者保持预定温度达3小时停止试验。该试验温度为伞舱内部设备可使用的最高温度，根据试验需求试验温度的设定值略小于该伞舱内部设备可使用的最高温度也是尚可，经过预先测量该伞舱内部设备可使用的最高温度为85℃。从而在进行试验时，在按照预定温度保温的3个小时内，隔热罩1中的测温点4测得的温度一旦达到85℃停止试验，如果在3个小时内达不到85℃自行停止试验。以下是按照上一步骤中的六组数据进行的试验，见表1。表1中的热面温度为试验件2受热源3加热一面的温度也就是预定温度，表1中有些测温点温度的数值大于85℃，超出的零点几度不影响试验结果，这是由于只要飞机伞舱外部温度在424℃情况下保持3min以上，同时保证伞舱内部设备的温度不超过85℃即可满足试验要求，该表1中的六组数据中的终止时间均大于3min，可知满足试验要求。
表1试验终止时测温点温度及终止时间
步骤四：取下隔热罩1，记录试验件2的热损伤情况。试验全部完成后，选择在试验件2温度低于50℃以后取下隔热罩1，观察试验件2的损伤情况，若出现肉眼可见的试验件2损伤，需拍照记录损伤情况。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种被动热防护结构隔热效能验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：安装被动热防护结构试验装置，所述试验装置包括隔热罩(1)、试验件(2)、热源(3)，所述试验件(2)一侧设置有所述热源(3)，所述试验件(2)另一侧罩有所述隔热罩(1)，该隔热罩(1)为内腔为中空的立方体盒状结构，并且该隔热罩(1)与所述试验件(2)接触的一面开口设置；
步骤二：接通所述热源(3)电源为所述试验件(2)加温，并使该试验件(2)加温到预定温度并保持该温度；
步骤三：到达所述预定温度后，实时记录所述隔热罩(1)内腔中的温度；当所述隔热罩(1)内腔中的温度到达试验温度或者保持所述预定温度达3小时停止试验；
步骤四：取下所述隔热罩(1)，记录所述试验件(2)的热损伤情况。
2.根据权利要求1所述的被动热防护结构隔热效能验证方法，其特征在于，取所述隔热罩(1)内腔中的中心位置作为测温点(4)以记录所述隔热罩(1)内腔中的温度。
3.根据权利要求1所述的被动热防护结构隔热效能验证方法，其特征在于，所述试验温度按照伞舱内部设备可使用的最高温度设定。
4.根据权利要求1所述的被动热防护结构隔热效能验证方法，其特征在于，所述预定温度按照不大于伞舱外部最高温度设定。
5.根据权利要求1所述的被动热防护结构隔热效能验证方法，其特征在于，所述隔热罩(2)上设置热电偶，用于检验该隔热罩(2)的隔热效果。
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