引用本文:时圣波,王韧之,严立,孙培杰,唐硕.运载火箭尾段防热/承载一体化热防护系统设计及性能分析[J].上海航天,2020,37(4):64-73.
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运载火箭尾段防热/承载一体化热防护系统设计及性能分析
时圣波1,王韧之1,严立2,孙培杰2,唐硕1
1.西北工业大学 航天学院,陕西省空天飞行器设计重点实验室,陕西 西安710072;2.上海航天技术研究院 上海宇航系统工程研究所,上海201109
摘要:
先进热防护技术是可重复使用运载火箭研制的关键技术之一,具有高结构效率的防热/承载一体化热防护系统是运载火箭极具潜力的备选热防护方案。本文系统地总结了可重复使用运载火箭尾舱段防热和承载两方面的设计要求,设计了一种全复合材料防隔热/承载一体化热防护系统。开展了运载火箭尾段一体化热防护系统设计,进行了代表性单胞结构的高温环境地面试验,揭示了复合材料一体化热防护系统的防隔热机理。同时施加力学和热流载荷,利用有限元方法对运载火箭尾段进行了热力耦合分析,获得了尾段结构的温度场、应变场和应力场。结果表明:在典型载荷工况下一体化热防护系统内壁温度保持在89.2 ℃以下,内部最大应力不超过9.53 MPa,安全系数达到1.89。
(1.Shaanxi Aerospace Flight Vehicle Design Key Laboratory, School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, China;2.Shanghai Aerospace System Engineering Institute, Shanghai Academy of Spaceflight Technology, Shanghai 201109, China)

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