[发明专利]一种姿控动力系统整机热环境模拟分区热流标定方法

说明书

本发明属于航天发动机试验方法，为了解决现有技术中灯阵热流计采集的热流值与产品表面实际到达热流值有差异，无法准确为产品提供热流的技术问题，提供一种姿控动力系统整机热环境模拟分区热流标定方法，包括步骤1，建立模拟舱体；步骤2，将模拟舱体分为十二个区；步骤3，安装灯阵热流计；步骤4，安装标定热流计；步骤5，采集热流值，拟合计算。需要对舱体进行加热时，可以方便快捷的得到灯阵热流计对应的热流值，便于对各区的红外灯阵进行控制。

技术领域

本发明属于航天发动机试验方法，具体涉及一种姿控动力系统整机热环境模拟分区热流标定方法。

背景技术

在航天发动机地面防隔热试验中，需对轨控舱进行分区热流加载，热载荷加载区域分为迎风面锥段、迎风面柱段、背风面锥段和背风面柱段，共四个区域，并需按照任务要求的目标热流密度曲线进行热加载。其中不仅需要灯阵的加热总功率满足整机热加载要求，而且要求各个区域的热载荷加载同时满足要求，由于灯阵热流计与舱体表面热流计布置位置的不同，灯阵热流计采集的热流值与产品表面实际到达热流值有差异，对于各个分区的热流则需逐一进行标定，标定的载体为实际使用产品的模拟件。

发明内容

本发明的主要目的是在于解决航天发动机地面防隔热试验中，灯阵热流计采集的热流值与产品表面实际到达热流值有差异，无法准确为产品提供热流的技术问题，提供一种姿控动力系统整机热环境模拟分区热流标定方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种姿控动力系统整机热环境模拟分区热流标定方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，建立模拟舱体

制作与目标舱体结构和尺寸相同的模拟舱体，在模拟舱体外围按照目标舱体与红外灯阵相同的布置结构设置相同的红外灯阵；所述模拟舱体沿轴向分为三段：柱段、前锥段和后锥段；

步骤2，将模拟舱体分为十二个区

将柱段、前锥段和后锥段分别沿周向均匀分为四个区；各区对应的红外灯阵相互独立；

步骤3，安装灯阵热流计和标定热流计

在红外灯阵和模拟舱体外表面之间安装灯阵热流计，模拟舱体的十二个区中每个区各对应一个灯阵热流计；所述灯阵热流计的感应面朝向红外灯阵；

在模拟舱体每个区的表面各嵌入一个与灯阵热流计规格型号相同的标定热流计，同一区域内灯阵热流计与标定热流计处于模拟舱体沿轴向的同一位置；

步骤4，采集热流值，拟合计算

在氮气消防压力不变的条件下，调整红外灯阵输出热量，分别采集模拟舱体各区标定热流计和灯阵热流计的热流值，通过多项式拟合得到各区灯阵热流计与标定热流计的对应关系方程；

步骤5，采用目标舱体使用的目标热流计替换模拟舱体各区或部分区的标定热流计；调整红外灯阵输出热量，采集目标热流计的热流值，通过各区灯阵热流计与标定热流计的对应关系方程，计算红外灯阵输出热量相同时，目标热流计与标定热流计的差值，若差值超出预设差值，则调整标定热流计，再重复步骤3至步骤5；若差值符合预设差值，则各区灯阵热流计与标定热流计的对应关系方程适用；

步骤6，在不同氮气消防压力下，重复步骤4和步骤5，得到各氮气消防压力下，各区灯阵热流计与标定热流计的对应关系方程，选取目标热流计与标定热流计的差值最小时对应的氮气消防压力，作为目标舱体的氮气消防压力。

进一步地，步骤4中，所述调整红外灯阵输出热量具体为，使灯阵热流计的热流值覆盖目标舱体相应区的工作热流范围。