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高超声速飞行器逆向射流减阻防热技术综述

战术导弹技术 2021年第4期 67-75页

作者：高广宇刘冰黄伟冀晨钮耀斌国防科技大学空天科学学院长沙410073

高超声速飞行器在飞行中存在高阻力和气动加热两大问题,逆向射流作为一种有效的减阻防热技术近年来得到广泛研究。基于逆向射流流场结构,介绍了逆向射流减阻防热方案的结构特征,论述了逆向射流减阻防热机理。通过与其它减阻防热方案进... 详细信息

高超声速飞行器在飞行中存在高阻力和气动加热两大问题,逆向射流作为一种有效的减阻防热技术近年来得到广泛研究。基于逆向射流流场结构,介绍了逆向射流减阻防热方案的结构特征,论述了逆向射流减阻防热机理。通过与其它减阻防热方案进行对比,分析了逆向射流减阻防热方案存在的优势与不足。重点综述了逆向射流作为高超声速飞行器减阻防热方案的发展历史和研究现状,介绍了四种逆向射流与其他流动控制技术的组合方案。最后进一步探究了该技术未来发展趋势。

关键词：逆向射流减阻防热高超声速减阻杆迎风凹腔发汗冷却

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美国发汗冷却鼻锥技术概况

宇航材料工艺 1980年第5期 50-61页

作者：李泽田徐道揆

前言发汗冷却技术在国外已经进行了多年研究。自1929年奥勃斯(Oberth)第一次认识到发汗冷却对于火箭发动机冷却是一种可行的方法之后,这一领域的研究工作一直没有间断过。这一技术曾试图用于以下几个方面:(1)飞机发动机涡轮叶片;(2)火... 详细信息

前言发汗冷却技术在国外已经进行了多年研究。自1929年奥勃斯(Oberth)第一次认识到发汗冷却对于火箭发动机冷却是一种可行的方法之后,这一领域的研究工作一直没有间断过。这一技术曾试图用于以下几个方面:(1)飞机发动机涡轮叶片;(2)火箭发动机喷管喉部及内壁;(3)航天飞机鼻锥及机翼前缘部件;(4)洲际导弹鼻锥;

关键词：鼻锥飞行试验 SCAT 道格拉斯试飞发汗冷却冷却剂美利坚合众国北美洲美国

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液氢液氧发动机用丝网多孔发汗冷却面板材料

宇航材料工艺 1986年第5期 40-47页

作者：王燚郭章王桂香冶金部钢铁研究总院

丝网多孔发汗冷却材料是以金属丝网为原料,经高精度的轧制和真空烧结制成的多孔合金板材。材料有良好的渗透性能和渗透均匀性、较好的抗氧化性能。研制的材料工艺保证了材料具有较高的机械性能。同时,还研制出层间结合强度(即横向拉伸强... 详细信息

丝网多孔发汗冷却材料是以金属丝网为原料,经高精度的轧制和真空烧结制成的多孔合金板材。材料有良好的渗透性能和渗透均匀性、较好的抗氧化性能。研制的材料工艺保证了材料具有较高的机械性能。同时,还研制出层间结合强度(即横向拉伸强度)的测试方法。该材料在液氢液氧火箭发动机上通过了长程试车考验,材料的主要性能指标达到和超过国外同类材料的水平。我国发射通讯卫星的运载火箭中的氢氧发动机使用了丝网多孔发汗冷却面板,取得很好的使用效果。

关键词：发汗冷却抗氧化性能发汗冷却材料丝网面板材料

高超声速飞行器主动质量引射热防护技术研究进展

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空气动力学学报 2022年第6期40卷 1-13页

作者：沈斌贤曾磊刘骁周述光葛强中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

质量引射式热防护是解决未来长时间高超声速飞行器热防护问题的重要方案之一。本文介绍了发汗冷却、气膜冷却、逆向射流三种典型的主动质量引射热防护技术的作用机理,从冷却剂注入方式、流场特征及冷却效率三个方面比较了三种方案的特... 详细信息

质量引射式热防护是解决未来长时间高超声速飞行器热防护问题的重要方案之一。本文介绍了发汗冷却、气膜冷却、逆向射流三种典型的主动质量引射热防护技术的作用机理,从冷却剂注入方式、流场特征及冷却效率三个方面比较了三种方案的特点。从应用的角度分析了三种方案现阶段的局限性,介绍了几种能够弥补各自缺陷的组合方案。最后从多场耦合分析方法、引射结构设计及优化、热防护系统的优化及效能评估三个方面对质量引射热防护的进一步发展提出展望。

关键词：热防护质量引射发汗冷却气膜冷却逆向射流

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浅谈洲际导弹弹头的发汗冷却鼻锥

中国航天 1982年第2期 20-22页

作者：李泽田徐道揆

众所周知,弹头,尤其是弹头鼻锥防热是洲际导弹设计的难题之一。为解决这一难题,国外曾提出过热沉、烧蚀和发汗三种技术途径。热沉技术常会使弹头过于笨重,故早已被淘汰;烧蚀技术因比热沉技术具有许多优点,现已被采用;发汗技术则因能保... 详细信息

众所周知,弹头,尤其是弹头鼻锥防热是洲际导弹设计的难题之一。为解决这一难题,国外曾提出过热沉、烧蚀和发汗三种技术途径。热沉技术常会使弹头过于笨重,故早已被淘汰;烧蚀技术因比热沉技术具有许多优点,现已被采用;发汗技术则因能保持鼻锥外形不变而著称。

关键词：发汗冷却导弹弹头热沉导弹设计气动加热低熔点金属自动匹配落点精度防热粒子云

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干钻PDC钻头延长寿命技术研究

干钻PDC钻头延长寿命技术研究

作者：刘辉中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

獾式钻探新技术是油气勘探开发的前沿课题,用于獾式钻探的PDC钻头在没有钻井液的工作条件下进行干钻,同时,獾式钻探为一次性钻探,边钻边埋,不能够起下钻,所以延长干钻PDC钻头寿命直接决定了钻探器钻井深度。本文进行了PDC单齿在干钻条... 详细信息

獾式钻探新技术是油气勘探开发的前沿课题,用于獾式钻探的PDC钻头在没有钻井液的工作条件下进行干钻,同时,獾式钻探为一次性钻探,边钻边埋,不能够起下钻,所以延长干钻PDC钻头寿命直接决定了钻探器钻井深度。本文进行了PDC单齿在干钻条件下的磨损试验,得出初始温度、切削线速度、钻压对PDC切削齿磨损率的影响规律,利于优化钻井参数。针对PDC切削齿在干钻条件下高温得不到冷却的问题,在内排屑PDC钻头的基础上进行结构创新设计,设计出离心式发汗冷却PDC钻头,将发汗冷却技术用于PDC切削齿的冷却当中。通过Fluent流体分析软件,对轴向发汗孔切削齿进行了冷却效果数值模拟分析,验证了离心式发汗冷却技术可以用于切削齿冷却。对于传统固定切削齿的严重偏磨问题,设计了三种不同结构可360°旋转的旋转PDC切削齿,阐述了旋转切削齿的工作原理,并对三种不同结构的旋转切削齿进行强度分析,都符合獾式钻探PDC钻头的工作要求。

关键词：干钻PDC钻头单齿磨损试验发汗冷却旋转切削齿

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中机中联

暖通空调 2016年第4期 7-10页

工业项目重庆医药（集团）股份有限公司重庆医药现代物流综合基地项目（2014年）建筑面积约6万m;,主要功能为药品拣配厂房和存储库房。厂区冷源为6台板管蒸发冷却式螺杆空调冷水机组,空调系统保证建筑内温度不超过22℃,相对湿度不超过60... 详细信息

工业项目重庆医药（集团）股份有限公司重庆医药现代物流综合基地项目（2014年）建筑面积约6万m;,主要功能为药品拣配厂房和存储库房。厂区冷源为6台板管蒸发冷却式螺杆空调冷水机组,空调系统保证建筑内温度不超过22℃,相对湿度不超过60%。采用两管制一级泵变流量闭式水平异程式系统,供回水温度分别为7℃/12℃。

关键词：冷水机组离心式冷热源燃气锅炉回水温度变流量调节两管制空调系统空气调节系统冷源异程式系统逆流回水式热水供暖系统空调水系统蒸发冷却发汗冷却供回水建筑高度中联

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变域传热发汗控制理论研究综述

控制与决策 2006年第7期21卷 721-725,729页

作者：孙冀杨学实刘火林南京师范大学电气与自动化工程学院南京210042 中国航天科工集团四部北京100854 中国科学技术大学地球与空间科学系合肥230027

论述了变域传热发汗控制理论的发展历史和研究现状.对变域传热发汗控制理论的产生背景及其空气动力学机理和变域传热发汗理论的特点进行分析.提出和建立了快烧蚀、结构温度控制和发汗的理论构架,总结了已取得的研究成果.分析了在发汗控... 详细信息

论述了变域传热发汗控制理论的发展历史和研究现状.对变域传热发汗控制理论的产生背景及其空气动力学机理和变域传热发汗理论的特点进行分析.提出和建立了快烧蚀、结构温度控制和发汗的理论构架,总结了已取得的研究成果.分析了在发汗控制理论和技术研究中有待解决的几个问题,指出了发汗冷却控制技术的应用前景.

关键词：传热发汗冷却分布参数控制系统

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超高速光学头罩组合冷却方法研究

超高速光学头罩组合冷却方法研究

作者：熊浩西国防科技大学

学位级别：硕士

在高超声速飞行器的研制过程中,直接暴露在高热流下的结构的热防护是一个具有挑战性的问题。尤其是飞行器头部位置,是直面高温高速来流,承受热流最大的位置,需要可靠的冷却系统对其进行冷却,头部一般以耐烧蚀材料对高热流进行抵抗,很少... 详细信息

在高超声速飞行器的研制过程中,直接暴露在高热流下的结构的热防护是一个具有挑战性的问题。尤其是飞行器头部位置,是直面高温高速来流,承受热流最大的位置,需要可靠的冷却系统对其进行冷却,头部一般以耐烧蚀材料对高热流进行抵抗,很少有合适的冷却方式运用于头部,疏密材质的头部发汗冷却方案虽然进行了很多机理实验,但几乎很难用于高速飞行器头部,本文提出了一种新型的头部冷却系统,通过高温合金钢设计球头换热内流道模型,搭建了实验台进行了冷却系统性能的相关实验。本文首先详细介绍了目前在高速飞行其中常用的冷却方式,而比较新颖的是发汗冷却,国内外很多人开始研究相变发汗冷却,其冷却效果更好,并设计了球头换热流道模型,介绍了实验中所用设备以及压力传感器,温度传感器,纹影和红外相机等测试系统,利用液氮罐各种管道和模型搭建了一套冷却系统实验台,介绍了纹影测试系统,并分析了各种测试系统的误差,以及实验的正确性。然后通过液氮流经球头换热流道的入口和出口的温度传感器和压力传感器数据,并结合可视化玻璃管在不同实验状态下的图像,获得了不同加热档位和不同液氮供给压力条件的汽化效果,发现在这几种实验工况下,液氮流经换热流道都可以完全汽化,并通过红外相机拍摄了球头部分加热以及注入液氮过程中的红外特性,以验证该冷却方案搭载在武器上的安全性,发现在加热过程中,球头表面随着温度升高亮度会增大,但在注入液氮时,球头会立马变暗,随着液氮持续注入,球头由驻点处向上慢慢变黑,这是注入液氮导致的温度骤降。再者对不同实验状态下受热后的液氮的压力和温度进行了研究,发现液氮在现有实验工况下能完全汽化,并且汽化后的氮气的总温在140K以上,可以用作喷流冷却的供应气源,也使得成像制导导弹携带小型液氮瓶来实现球头冷却和光学窗口的冷却,但当外界加热热流一定时,随着液氮供应压力的增大,在某个液氮压力值处,液氮流经受热头部将无法完全汽化。最后对于球头换热装置进行了热阻分析,说明其散热性能很好,同时获得不同实验状态下通过液氮时的对流换热系数,研究了不同液氮供给压力和不同加热档位对对流换热系数的影响,发现液氮换热系数随着液氮供给压力的增大而增大,随着外壁面的加热档位的增大而增大;同时对于不同实验状态下的冷却效果进行了分析,认为尽量保证冷却剂供给压力在短时间内上升到额定压力,冷却效果才更好,同时还需要尽量保证冷却剂供给压力稳定。外界热流一定时,冷却效果随压力的增加而变好,对于本实验冷却系统,在高热流情况下,冷却效果随冷却剂压力的降低比在低热负荷下更为剧烈,且热流越高,液氮供给最大压力相同时,冷却效果普遍越好。

关键词：发汗冷却冷却效果纹影汽化效率红外效应