[发明专利]一种热试验高温峰值的处理方法

说明书

本发明提出一种热试验高温峰值的处理方法，通过确定理论加热温度曲线和理论热壁热流曲线、判断是否进行高温峰值处理、高温峰值处理、判断是否满足总加热量等步骤确立达到试验要求的加热温度曲线和热壁热流曲线用于热试验。本发明将试验条件的温度限制作为约束条件，导入到冷壁热流和恢复焓控制的热试验中，使热环境模拟更为精确，大大提高了试验成功率，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及一种热试验高温峰值的处理方法，属于热试验设计技术领域。

背景技术

伴随着飞行器飞行速度的逐步提高，飞行器所受气动热越来越大，为了模拟飞行器的受热环境，检验热防护效果，需要进行地面加热试验，加热源一般是石英灯或石墨加热器。

在这类地面加热试验中，因为受到加热器材料特质、温度测量以及加热功率等限制，一般都有加热上限。某些试验中若出现模拟的热环境超过了这个加热限制，一般会采用以下几种方式进行处理，一种是在加热上限温度下进行试验，直至试验结束，这样可以会由于热量聚集，导致试验失败；另一种是根据经验确定一个在加热上限温度的时间段，这样设计的温度曲线不能很好的模拟所需的热环境，造成试验结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种温度模拟精确、提高试验成功率的热试验高温峰值的处理方法。

本发明的技术解决方案：一种热试验高温峰值的处理方法，包括以下步骤：

第一步，确定理论加热温度曲线和理论热壁热流曲线，

A1.1、利用公式(1)确定当前时刻t的热壁焓值H_wt，

其中，q_w(t-1)为前一时刻的热壁热流，H_rt为当前时刻的恢复焓，q_ct为当前时刻的冷壁热流，H_cool为冷壁焓值，T_w(t-1)为前一时刻的温度，T_ref为参考温度，ε为热试验材料的灰度、σ为斯忒藩.波尔兹曼常数；试验时间t∈[t₀,t_J],t₀为试验开始时间，t_J为试验结束时间，试验开始时的取值为试验开始时的冷壁热流试验开始时的温度为试验环境温度；

设计指标给定了的热环境参数冷壁热流q_c和恢复焓H_r，均为沿试验时间的曲线，根据试验的时间可以从曲线上插值得到当前时刻的恢复焓H_rt和冷壁热流q_ct；参考温度T_ref也是设计指标给定的已知值，冷壁焓值H_cool为参考温度下得到的焓值。

A1.2、根据步骤A1.1得到的热壁焓值H_wt，利用公式(2)确定当前时刻的热壁热流q_wt，

A1.3、判断是否满足|q_wt-q_w(t-1)|≤Δq_w，若满足则转入步骤A1.7,若不满足，则转入步骤A1.4,其中Δq_w为预设的热壁热流阈值，热壁热流阈值越小，迭代得到的热壁热流越精确，但迭代次数越多，运算量越大，本领域技术人员根据实际情况进行阈值大小确定，工程中一般取值为冷壁热流q_c幅值的0.1％～1％。

A1.4、利用公式(3)确定当前时刻的温度T_wt，

其中λ是热试验材料的热导率，x是沿热试验材料法向的位移；