RU2670725C1 - Method of thermal loading of fairings of flying apparatuses made of nonmetals - Google Patents
Method of thermal loading of fairings of flying apparatuses made of nonmetals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670725C1 RU2670725C1 RU2017142659A RU2017142659A RU2670725C1 RU 2670725 C1 RU2670725 C1 RU 2670725C1 RU 2017142659 A RU2017142659 A RU 2017142659A RU 2017142659 A RU2017142659 A RU 2017142659A RU 2670725 C1 RU2670725 C1 RU 2670725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- fairing
- furnace
- aircraft
- fairings
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 title 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 title 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
- G01M9/02—Wind tunnels
- G01M9/04—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) летательного аппарата в наземных условиях.The invention relates to a technique of ground testing of aircraft elements (LA), and in particular to methods of reproducing aerodynamic thermal effects on the head part (fairing) of an aircraft in ground conditions.
В настоящее время воспроизведение аэродинамического нагрева осуществляется в различных установках: аэродинамических трубах, баллистических установках, плазменных установках, стендах на основе сжигания топлива (прямоточных реактивных двигателях) (Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов / А.Н. Баранов [и др.]. М.: Машиностроение. 1974. 344 с.; Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее: В 3 т. Т.З. 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.Currently, aerodynamic heating is carried out in various installations: wind tunnels, ballistic installations, plasma installations, stands based on fuel combustion (direct-flow jet engines) (Static strength tests of supersonic aircraft / AN Baranov [and others]. M .: Mechanical Engineering. 1974. 344 pp.; Materials and coatings under extreme conditions. Looking into the future: 3 tons. TZ Experimental Studies / Yu.V. Polezhaev, SV Reznik, AN Baranov and other, Under the editorship of Yu.V. Polezhaev and S.V. Reznik. M .: Publishing House of Moscow State Technical University named after NE Bauman, 2002. 264 pp., Ill.). The testing of full-scale structures in such installations requires huge material costs, therefore, these installations are not widely used in the practice of ground tests.
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. Однако стандартные стенды радиационного нагрева (на базе ламп инфракрасного излучения) имеют ряд ограничений. Для элементов летательных аппаратов сложной формы, когда геометрические размеры конструкции сравнимы с размерами нагревателей, присутствует большая погрешность задания температурного поля. Кроме того, при задании высоких температур, (выше температуры смягчения кварца) инфракрасные нагреватели выходят из строя.Radiation heating stands are the most widely used in ground-based testing, as they are easy to operate, and make it quite easy to change the heater configuration depending on the geometry of the fairing design. However, the standard stands of radiation heating (based on infrared lamps) have a number of limitations. For elements of aircraft of complex shape, when the geometrical dimensions of the structure are comparable with the dimensions of heaters, there is a large error in setting the temperature field. In addition, when setting high temperatures (above the softening temperature of quartz) infrared heaters fail.
Наиболее близким по технической сущности является способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов (патент РФ №2517790, МПК7 G01M 9/04, G01N 25/72, опубл. 27.05.2014 г.).The closest in technical essence is a method of thermal loading of rocket fairings made of non-metallic materials (RF patent No. 2517790, IPC 7 G01M 9/04, G01N 25/72, publ. 27.05.2014).
Тепловое нагружение осуществляют за счет пропускания электрического тока через эквидистантный поверхности обтекателя нагреватель в виде токопроводящей тонкостенной оболочки переменной толщины по высоте, контактирующей с ограничителем из теплоизоляционного материала, также эквидистантным наружной поверхности обтекателя, токопроводящая тонкостенная оболочка расположена к наружной поверхности обтекателя с зазором, в который нагнетают инертный газ под давлением, а ограничитель из теплоизоляционного материала выполнен пористым.Thermal loading is carried out by passing electric current through an equidistant surface of the fairing heater in the form of a conductive thin-walled shell of variable thickness in height in contact with a limiter of insulating material, also equidistant outer surface of the fairing an inert gas under pressure, and the restrictor of the insulating material is made porous.
Недостатком способа является необходимость подведения большой электрической мощности к нагревателю для воспроизведения участков режима с высоким темпом нагрева.The disadvantage of this method is the necessity of summing up large electric power to the heater for reproducing sections of the mode with a high heating rate.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение требуемой электрической мощности и расширение возможностей регулирования режима нагрева при проведении наземных тепловых испытаний обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов.The technical result of the claimed invention is the reduction of the required electric power and the expansion of the possibilities of regulating the heating mode when conducting ground thermal tests of the fairings of aircraft of non-metallic materials.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе теплового нагружения обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов, включающий нагрев наружной поверхности обтекателя и измерение температуры, отличающийся тем, что температурный режим воспроизводится в печи, которая предварительно разогревается (без обтекателя) до температуры превышающей максимальную температуру на режиме, после испытуемый обтекатель (с термодатчиками), установленный на подвижной теплоизолированной платформе, вводится в разогретую печь, причем при вводе температура наружной поверхности обтекателя регулируется за счет перемещения подвижной платформы, а после достижения установившейся температуры наружной поверхности регулирование производится за счет изменения напряжения, подводимого к нагревателю печи.This technical result is achieved in that in the method of thermal loading of the fairings of aircraft of non-metallic materials, including heating the outer surface of the fairing and temperature measurement, characterized in that the temperature is reproduced in the furnace, which is preheated (without fairing) to a temperature exceeding the maximum temperature by mode, after the test fairing (with thermal sensors), mounted on a movable heat-insulated platform, is introduced into the preheated ech, wherein when entering the outer fairing surface temperature is controlled by moving the movable platform, and after reaching the steady outside surface temperature control is performed by changing the voltage applied to the heater furnace.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что позволяет уменьшить требуемую электрическую мощность, подводимую к нагревателю, за счет возможности накопления (аккумулирования) тепла в печи, причем процесс накопления тепла может быть очень продолжительным. После достижения температуры в печи превышающей максимальную температуру на режиме, обтекатель, установленный на подвижной теплоизолированной платформе, вводится в печь. Таким образом, воспроизводится участок режима с высоким темпом нагрева.The proposed method differs from the prototype in that it allows to reduce the required electric power supplied to the heater due to the possibility of accumulation (accumulation) of heat in the furnace, and the process of accumulation of heat can be very long. After reaching the temperature in the furnace exceeding the maximum temperature in the mode, the fairing installed on the movable heat-insulated platform is introduced into the furnace. Thus, the plot mode with a high rate of heating.
Предлагаемый способ расширяет возможности регулирования режима нагрева за счет перемещения подвижной платформы с установленным на ней обтекателем, где на участке нагрева обтекатель вводится в печь, на участке охлаждения - выводится из печи. При нахождении обтекателя в печи и после достижения установившейся температуры наружной поверхности регулирование производится за счет изменения напряжения, подводимого к нагревателю печи.The proposed method extends the possibilities of regulating the heating mode by moving a movable platform with a fairing installed on it, where the fairing is introduced into the furnace at the heating section, and out of the furnace at the cooling section. When the fairing is in the furnace and after reaching the steady-state temperature of the outer surface, regulation is made by changing the voltage applied to the heater of the furnace.
На фигуре представлена схема, иллюстрирующая предложенный способ. Обтекатель 1, закрепленный на подвижной теплоизолированной платформе 5, вводится в предварительно нагретую печь 2, причем температура в печи контролируется термодатчиком 4. Печь 2 смонтирована на стойке 6, установленной на полу 7. После достижения установившейся температуры наружной поверхности обтекателя регулирование режимом нагрева производится за счет изменения напряжения, подводимого к нагревателю печи 3.The figure shows a diagram illustrating the proposed method. The fairing 1, mounted on a movable heat-insulated platform 5, is introduced into a preheated furnace 2, and the temperature in the furnace is controlled by a thermal sensor 4. The furnace 2 is mounted on a rack 6 installed on the floor 7. After the established temperature of the outer surface of the fairing is reached, the heating mode is controlled by changes in voltage supplied to the heater of the furnace 3.
Заявленный способ дает возможность более точно воспроизвести аэродинамический нагрев обтекателей летательных аппаратов из неметаллических материалов при малом энергопотреблении.The claimed method makes it possible to more accurately reproduce the aerodynamic heating of the fairings of aircraft of non-metallic materials with low power consumption.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142659A RU2670725C9 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Method of thermal loading of fairings of flying apparatuses made of nonmetals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142659A RU2670725C9 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Method of thermal loading of fairings of flying apparatuses made of nonmetals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670725C1 true RU2670725C1 (en) | 2018-10-24 |
| RU2670725C9 RU2670725C9 (en) | 2018-11-30 |
Family
ID=63923598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142659A RU2670725C9 (en) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | Method of thermal loading of fairings of flying apparatuses made of nonmetals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670725C9 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080304539A1 (en) * | 2006-05-12 | 2008-12-11 | The Boeing Company | Electromagnetically heating a conductive medium in a composite aircraft component |
| RU2456568C1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (ОАО "ОНПП "Технология") | Method for thermal loading rocket fairings made from nonmetallic materials |
| CN202693430U (en) * | 2012-07-03 | 2013-01-23 | 北京航空航天大学 | High temperature distributed load heat strength test device for plane structure of high-speed missile aircraft |
| RU2517790C1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Application of heat stress to rocket cowls of nonmetals |
| RU2599460C1 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method of thermal tests of cowlings made of nonmetallic materials |
-
2017
- 2017-12-06 RU RU2017142659A patent/RU2670725C9/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080304539A1 (en) * | 2006-05-12 | 2008-12-11 | The Boeing Company | Electromagnetically heating a conductive medium in a composite aircraft component |
| RU2456568C1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (ОАО "ОНПП "Технология") | Method for thermal loading rocket fairings made from nonmetallic materials |
| CN202693430U (en) * | 2012-07-03 | 2013-01-23 | 北京航空航天大学 | High temperature distributed load heat strength test device for plane structure of high-speed missile aircraft |
| RU2517790C1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Application of heat stress to rocket cowls of nonmetals |
| RU2599460C1 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method of thermal tests of cowlings made of nonmetallic materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2670725C9 (en) | 2018-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2456568C1 (en) | Method for thermal loading rocket fairings made from nonmetallic materials | |
| RU2517790C1 (en) | Application of heat stress to rocket cowls of nonmetals | |
| RU2583353C1 (en) | Method for thermal loading of rocket cowls made of nonmetals | |
| CN104330519B (en) | A kind of particle pneumatic floating laser ignition experimental provision | |
| RU2670725C1 (en) | Method of thermal loading of fairings of flying apparatuses made of nonmetals | |
| RU2599460C1 (en) | Method of thermal tests of cowlings made of nonmetallic materials | |
| Guang et al. | Experimental study on precise thrust control of hydrogen peroxide and polyethylene hybrid rocket motors | |
| RU2703491C1 (en) | Method for thermal testing of aircraft elements | |
| RU2677487C1 (en) | Method for heat loading of rocket fairings made of nonmetals | |
| RU2676385C1 (en) | Method for thermal control during heat tests of antenna domes of missiles | |
| RU2637176C1 (en) | Method of test of rocket fairings of nonmetallic materials | |
| RU2739524C1 (en) | Method for determining temperature field of aircraft elements during aerodynamic heating | |
| RU2649248C1 (en) | Method of thermal tests of ceramic shells | |
| RU2625637C1 (en) | Method of heat resistance tests of hypersonic aircrafts cowlings and installation for its realisation | |
| RU2451971C1 (en) | Method of setting thermal conditions of ceramic rocket cowlings | |
| RU2676397C1 (en) | Method for heat loading of rocket fairings made of nonmetals | |
| RU2694244C1 (en) | Infrared heater | |
| RU2696939C1 (en) | Method for thermal loading of rocket fairings | |
| Wu et al. | Experimental investigation of abrupt change in a scramjet with variable Mach-number flow | |
| RU2559193C1 (en) | Method of control over supersonic aircraft overflow | |
| RU2762167C1 (en) | Method for thermal testing of aircraft elements | |
| RU2690048C1 (en) | Method for thermal testing of full-scale ceramic elements of aircrafts | |
| Genin et al. | LOX/CH4 hot firing dual bell nozzle testing: Part I-Transitional behavior | |
| RU2649245C1 (en) | Method for thermal testing of metal frames of ceramic fairings | |
| Gyulmagomedov | Influence of the radiotransparent radome on characteristics of radar station |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |