[发明专利]空天飞机测试用复杂曲面大梯度强时变热场模拟加热系统

说明书

本发明涉及飞机测试技术领域，公开了空天飞机测试用复杂曲面大梯度强时变热场模拟加热系统，包括箱式密封舱，设置在所述箱式密封舱上的微氧环境维持系统，设置在箱式密封舱内部用于固定飞机曲面结构的固定台，设置在箱式密封舱内且位于固定台正上方的复杂曲面加热系统，以及与复杂曲面加热系统电性连接的测控系统；复杂曲面加热系统包括设置在所述箱式密封舱内侧壁上且位于固定台两侧的调节装置，设置在调节装置之间的模块化加热组件；模块化加热组件包括均匀分布且两端分别与调节装置连接的柔性加热带；本装置的应用范围广、实用性强，能够完成大梯度强时变热场模拟加热试验，提高加热试验的试验效率。

技术领域

本发明涉及飞机测试技术领域，具体是涉及空天飞机测试用复杂曲面大梯度强时变热场模拟加热系统。

背景技术

当空天飞机在大气层中以高超声速飞行时，其结构表面受到严酷的气动加热作用，气动加热温度峰值高、温变速率大、热场极其复杂；在复杂曲面加热测试试验中复杂曲面表面的局部温度通常超过1800℃、温变超过200℃/s；因此，使得空天飞机测试中的结构热强度实验和评估极具挑战；现有技术中以石墨为发热单元的石墨加热器，具备强大的热输出能力，能够为高超声速飞行器地面热强度试验验证提供理想的超高温热环境。石墨可按需进行灵活设计，成型工艺相对简单，可以加工成三角形、四边形和多边形等多种形状，进而实现复杂曲面的仿形；

但是现有技术所提供的复杂曲面加热装置通常只能够对一种类型飞机曲面结构进行加热，并且此类型的飞机曲面结构尺寸发生变化后，曲面加热装置也不能进行使用；例如以战斗机头部头罩为例，现有技术所提供的复杂曲面加热系统只能对一种类型的头罩曲面进行加热；更换曲面结构使曲率发生变化或调整曲面结构尺寸的情况下，则往往需要建造专门的曲面加热系统，另行进行试验；

因此有必要对现有技术进行改进，提供一种能够适用于不同飞机曲面结构的大梯度强时变热场模拟加热试验，提高复杂曲面结构加热试验的试验效率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种应用范围广、实用性强的空天飞机测试用复杂曲面大梯度强时变热场模拟加热系统，能够完成大梯度强时变热场模拟加热试验，提高加热试验的试验效率。

本发明的技术方案是：空天飞机测试用复杂曲面大梯度强时变热场模拟加热系统，包括箱式密封舱，设置在所述箱式密封舱上的微氧环境维持系统，设置在所述箱式密封舱内部用于固定飞机曲面结构的固定台，设置在所述箱式密封舱内且位于固定台正上方的复杂曲面加热系统，以及与所述复杂曲面加热系统电性连接的测控系统；

所述复杂曲面加热系统包括设置在所述箱式密封舱内侧壁上且位于固定台两侧的调节装置，设置在所述调节装置之间的模块化加热组件；

所述模块化加热组件包括均匀分布且两端分别与调节装置连接的柔性加热带；

所述柔性加热带包括均匀排列的若干石墨加热单元，以及连接所述石墨加热单元的钢索；

所述石墨加热单元包括金属边框，镶嵌设置在所述金属边框下端面内的石墨加热板，镶嵌设置在所述金属边框上端面内的水冷循环板，夹设在所述石墨加热板与水冷循环板之间且一面与石墨加热板接触、另一面与水冷循环板接触的反射金属片，以及设置在所述金属边框上用于调节石墨加热板与飞机曲面结构之间的间距的限位组件；

所述水冷循环板两侧设置有连接套；

所述钢索贯穿连接套将各个石墨加热单元串联；

所述调节装置包括设置在所述箱式密封舱侧壁上且与柔性加热带端部一一对应的铺设调节装置；

所述铺设调节装置包括垂直设置在所述箱式密封舱侧壁上的安装架，设置在所述安装架上且垂直于水平面的滑槽，滑动设置在所述滑槽上的升降机架，以及设置在所述安装架上且位于安装架正下方的线滚；

所述升降机架两侧设置有与线滚上下对应的滑轮组；