RU2456568C1 - Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов - Google Patents
Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456568C1 RU2456568C1 RU2011106866/28A RU2011106866A RU2456568C1 RU 2456568 C1 RU2456568 C1 RU 2456568C1 RU 2011106866/28 A RU2011106866/28 A RU 2011106866/28A RU 2011106866 A RU2011106866 A RU 2011106866A RU 2456568 C1 RU2456568 C1 RU 2456568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fairing
- heater
- sector
- thickness
- sectors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Заявленный способ включает нагрев за счет контакта нагревателя с наружной поверхностью обтекателя. Распределение температуры по высоте обтекателя задается электропроводящими секторами нагревателя разной толщины, соединенными в электрическую цепь последовательно. Способ содержит: условное разбиение поверхности обтекателя на сектора с одинаковой требуемой плотностью теплового потока, выбор толщины нагревателя в каждом секторе, формирование нагревателя и расположение его на обтекателе, расположение на обтекателе токоведущих шин и кожуха из теплоизоляционного материала. Техническим результатом изобретения является увеличение точности задания температурного поля в процессе тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях.
В настоящее время воспроизведение аэродинамического нагрева осуществляется в различных установках: аэродинамических трубах, баллистических установках, плазменных установках, стендах на основе сжигания топлива (прямоточных реактивных двигателях) [Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. - М.: Машиностроение. - 1974. - 344 с; Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее: В 3 т. - Т.3. Экспериментальные исследования. / Ю.В.Полежаев, С.В.Резник, А.Н.Баранов и др., Под ред. Ю.В.Полежаева и С.В.Резника. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 264 с.: ил.]. Испытание натурных конструкций в таких установках требует огромных материальных затрат, поэтому широкого распространения в практике наземных испытаний эти установки не получили.
Наиболее широкое распространение в практике наземных испытаний получили стенды радиационного нагрева, так как они просты в эксплуатации, позволяют достаточно легко изменять конфигурацию нагревателя в зависимости от геометрии конструкции обтекателя. Наиболее близким по технической сущности является способ, включающий радиационный нагрев авиационных конструкций с помощью нагревателей, разделенных на несколько зон нагрева, и контроль в этих зонах температуры с помощью измерительных преобразователей [Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. - М.: Машиностроение. - 1974. - 344 с]. Разделение нагревателя на несколько зон нагрева обеспечивает необходимое распределение по координате температурного поля объекта испытания. Однако радиационный нагрев имеет ряд ограничений. Для элементов летательных аппаратов сложной формы, когда геометрические размеры конструкции сравнимы с размерами нагревателей, присутствует большая погрешность задания температурного поля.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение точности задания температурного поля в процессе тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов, например из керамики. Указанный технический результат достигается тем, что в способе теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов, включающем зонный нагрев изделия и измерение температуры, нагрев изделия осуществляют за счет контакта нагревателя с наружной поверхностью, а распределение температуры по высоте обтекателя задают электропроводящими секторами нагревателя разной толщины, соединенными в электрическую цепь последовательно, причем толщину каждого сектора нагревателя определяют по формуле:
где δi - толщина нагревателя в i-м секторе; I - сила тока в электрической цепи; ρ - удельное сопротивление токопроводящего материала; Ri - наружный радиус в i-м секторе; qi - требуемая плотность теплового потока в i-м секторе; Δhi - высота i-го сектора; α - угол наклона поверхности i-го сектора относительно оси обтекателя.
Выражение (1) выводится из решения системы уравнений (см. фиг.1):
где Pi - мощность, выделяемая i-м сектором; ri - электрическое сопротивление i-го сектора; Δli - высота боковой поверхности i-го сектора; Si - площадь поперечного сечения контактного нагревателя в i-м секторе; Δhi - высота i-го сектора; Sbi - площадь наружной боковой поверхности i-го сектора.
Подставляя (9) в (7) находим, что площадь боковой поверхности i-го сектора равна:
Из (2)-(6) находим, что мощность, которая выделяется i-м сектором, равна:
Подставляя (10) и (11) в (8) получим, что плотность теплового потока в i-м секторе равна:
Если известна величина qi в i-м секторе, то можно найти требуемую толщину покрытия или электропроводящего материала:
Способ иллюстрирует схема, представленная на чертеже. Нагреватель 1 вместе с токоведущими шинами 2 располагают на обтекателе 3. Сверху надевают кожух 4 из теплоизоляционного материала. Теплоизоляционный кожух необходим для исключения тепловых потерь в окружающую среду.
Практически, предлагаемый способ теплового нагружения реализуется следующим образом. При заданном распределении плотности теплового потока по высоте обтекателя конструкцию условно разделяют по секторам с одинаковой плотностью теплового потока, далее формируют нагреватель из токопроводящего материала, толщину которого выбирают по формуле (1).
Заявленный способ дает возможность воспроизвести аэродинамический нагрев на неметаллических элементах летательных аппаратов сложной геометрической формы. Способ был отработан при задании тепловых режимов перфорированных стеклопластиковых накладок и керамических обтекателей.
Claims (1)
- Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов, включающий зонный нагрев изделия и измерение температуры, отличающийся тем, что нагрев изделия осуществляют за счет контакта нагревателя с наружной поверхностью, а распределение температуры по высоте обтекателя задают электропроводящими секторами нагревателя разной толщины, соединенными в электрическую цепь последовательно, причем толщину каждого сектора нагревателя определяют по формуле
где δi - толщина нагревателя в i-м секторе; I - сила тока в электрической цепи; ρ - удельное сопротивление токопроводящего материала; Ri - наружный радиус в i-м секторе; qi - требуемая плотность теплового потока в i-м секторе; Δhi - высота i-го сектора; α - угол наклона поверхности i-го сектора относительно оси обтекателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106866/28A RU2456568C1 (ru) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106866/28A RU2456568C1 (ru) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2456568C1 true RU2456568C1 (ru) | 2012-07-20 |
Family
ID=46847508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011106866/28A RU2456568C1 (ru) | 2011-02-22 | 2011-02-22 | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2456568C1 (ru) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517790C1 (ru) * | 2012-12-18 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2530443C1 (ru) * | 2013-05-22 | 2014-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"(Университет машиностроения) | Способ тепловых испытаний материалов и изделий |
RU2531052C1 (ru) * | 2013-07-12 | 2014-10-20 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ тепловых испытаний керамических обтекателей ракет |
RU2534362C1 (ru) * | 2013-07-15 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ теплового нагружения конструкций летательных аппаратов из неметаллических материалов |
RU2548617C1 (ru) * | 2013-12-31 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Нагреватель для стенда испытаний на прочность |
RU2571442C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2583353C1 (ru) * | 2015-02-24 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2599460C1 (ru) * | 2015-08-03 | 2016-10-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2612887C1 (ru) * | 2015-12-30 | 2017-03-13 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Способ теплового нагружения неметаллических конструкций |
RU2649245C1 (ru) * | 2017-03-10 | 2018-03-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний металлических шпангоутов керамических обтекателей |
RU2649248C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2018-03-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний керамических оболочек |
RU2670725C1 (ru) * | 2017-12-06 | 2018-10-24 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов |
RU2676397C1 (ru) * | 2017-09-18 | 2018-12-28 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2676385C1 (ru) * | 2017-08-31 | 2018-12-28 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ управления нагревом при тепловых испытаниях антенных обтекателей ракет |
RU2677487C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-01-17 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2686528C1 (ru) * | 2018-04-02 | 2019-04-29 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения неметаллических элементов конструкций летательных аппаратов |
RU2695516C1 (ru) * | 2018-10-12 | 2019-07-23 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Нагреватель для тепловых испытаний внешней поверхности отсека летательного аппарата |
RU2696939C1 (ru) * | 2018-09-20 | 2019-08-07 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет |
RU2720738C1 (ru) * | 2019-09-12 | 2020-05-13 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ управления нагревом при тепловых испытаниях керамических обтекателей |
RU2722855C1 (ru) * | 2019-09-19 | 2020-06-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" "ФГУП "ЦАГИ") | Инфракрасный нагревательный блок |
RU2738432C1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-12-14 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ теплового нагружения элементов конструкций летательных аппаратов |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1354043A1 (ru) * | 1985-06-27 | 1987-11-23 | Предприятие П/Я А-7075 | Стенд дл теплотехнических и аэродинамических испытаний теплообменных поверхностей |
RU94036272A (ru) * | 1994-09-07 | 1996-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики | Стенд для испытания изделий на теплостойкость |
RU88147U1 (ru) * | 2009-07-06 | 2009-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Стенд для имитации тепловых режимов |
-
2011
- 2011-02-22 RU RU2011106866/28A patent/RU2456568C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1354043A1 (ru) * | 1985-06-27 | 1987-11-23 | Предприятие П/Я А-7075 | Стенд дл теплотехнических и аэродинамических испытаний теплообменных поверхностей |
RU94036272A (ru) * | 1994-09-07 | 1996-07-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики | Стенд для испытания изделий на теплостойкость |
RU88147U1 (ru) * | 2009-07-06 | 2009-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Стенд для имитации тепловых режимов |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517790C1 (ru) * | 2012-12-18 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2530443C1 (ru) * | 2013-05-22 | 2014-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"(Университет машиностроения) | Способ тепловых испытаний материалов и изделий |
RU2531052C1 (ru) * | 2013-07-12 | 2014-10-20 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ тепловых испытаний керамических обтекателей ракет |
RU2534362C1 (ru) * | 2013-07-15 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ теплового нагружения конструкций летательных аппаратов из неметаллических материалов |
RU2548617C1 (ru) * | 2013-12-31 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Нагреватель для стенда испытаний на прочность |
RU2571442C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2583353C1 (ru) * | 2015-02-24 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2599460C1 (ru) * | 2015-08-03 | 2016-10-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2612887C1 (ru) * | 2015-12-30 | 2017-03-13 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Способ теплового нагружения неметаллических конструкций |
RU2649248C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2018-03-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний керамических оболочек |
RU2649245C1 (ru) * | 2017-03-10 | 2018-03-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний металлических шпангоутов керамических обтекателей |
RU2676385C1 (ru) * | 2017-08-31 | 2018-12-28 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ управления нагревом при тепловых испытаниях антенных обтекателей ракет |
RU2676397C1 (ru) * | 2017-09-18 | 2018-12-28 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2670725C1 (ru) * | 2017-12-06 | 2018-10-24 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов |
RU2670725C9 (ru) * | 2017-12-06 | 2018-11-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов |
RU2677487C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-01-17 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2686528C1 (ru) * | 2018-04-02 | 2019-04-29 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения неметаллических элементов конструкций летательных аппаратов |
RU2696939C1 (ru) * | 2018-09-20 | 2019-08-07 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет |
RU2695516C1 (ru) * | 2018-10-12 | 2019-07-23 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Нагреватель для тепловых испытаний внешней поверхности отсека летательного аппарата |
RU2720738C1 (ru) * | 2019-09-12 | 2020-05-13 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ управления нагревом при тепловых испытаниях керамических обтекателей |
RU2722855C1 (ru) * | 2019-09-19 | 2020-06-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" "ФГУП "ЦАГИ") | Инфракрасный нагревательный блок |
RU2738432C1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-12-14 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ теплового нагружения элементов конструкций летательных аппаратов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2456568C1 (ru) | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
RU2571442C1 (ru) | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
RU2517790C1 (ru) | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
RU2583353C1 (ru) | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
RU2599460C1 (ru) | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
Abdollahzadeh et al. | Numerical design and analysis of a multi-DBD actuator configuration for the experimental testing of ACHEON nozzle model | |
Wu et al. | Thermal/vibration joint experimental investigation on lightweight ceramic insulating material for hypersonic vehicles in extremely high-temperature environment up to 1500 C | |
Collins et al. | New technique for the fabrication of miniature thin film heat flux gauges | |
CN103600851A (zh) | 航天器真空热试验高热流模拟器 | |
CN107014896B (zh) | 一种集成式电磁电容平面阵列传感器及其制备方法 | |
Hu et al. | Optimization of dielectric barrier discharge plasma actuators for icing control | |
Du et al. | Surface charge distribution on DC basin-type insulator | |
CN105184003A (zh) | 一种电力电缆磁-热耦合场的计算方法 | |
RU2534362C1 (ru) | Способ теплового нагружения конструкций летательных аппаратов из неметаллических материалов | |
RU2676397C1 (ru) | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
RU2739524C1 (ru) | Способ определения температурного поля элементов летательного аппарата при аэродинамическом нагреве | |
RU2676385C1 (ru) | Способ управления нагревом при тепловых испытаниях антенных обтекателей ракет | |
US10073050B2 (en) | Assembly for capacitive measurement of the amount of gas in a fluid flow | |
RU2637176C1 (ru) | Способ испытания обтекателей ракет из неметаллических материалов | |
Yee et al. | In situ ablation recession sensor for ablative materials based on ultraminiature thermocouples | |
RU2649248C1 (ru) | Способ тепловых испытаний керамических оболочек | |
RU2670725C9 (ru) | Способ теплового нагружения обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов | |
Rodrigues et al. | Influence of exposed electrode thickness on plasma actuators performance for coupled deicing and flow control applications | |
RU2703491C1 (ru) | Способ тепловых испытаний элементов летательных аппаратов | |
CN107121452A (zh) | 树脂基防热材料碳化层高温动态热导率测量装置和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |