[发明专利]一种适用于微风洞试验设备的热防护试件

说明书

本发明提供一种适用于微风洞试验设备的热防护试件，所述热防护试件包括热防护试件背板和设置在热防护试件背板背面的防热层；其中，所述热防护试件背板的中部设有一热阻断层，所述热阻断层将热防护试件背板分割为中心区域和外框区域，所述中心区域为微风洞热防护试验区域。通过设置热阻断层，将热防护试件背板分割为中心区域和外框区域，所述中心区域和外框区域之间通过热阻断层实现热量阻断，相互不会进行热量传导，有效提高了测量数据的有效性和重复性，避免由于试件面积尺寸过大造成热量大量分散流失，进而使试验数据失真的问题，可指导高超声速飞行器的热防护设计和理论方法的试验验证。

技术领域

本发明涉及高超声速飞行器热防护技术领域，特别涉及一种适用于微风洞试验设备的热防护试件。

背景技术

高超声速飞行器(一般指飞行速度超过5马赫的飞行器)，在大气层内长时间高超声速机动飞行，飞行器面临持续气动加热，面临严重的气动加热，峰值热流峰值达到1MW/m²，总加热量为5×10³MJ/m²，飞行器表面温度较高。为保证高超声速飞行器受气动加热不被烧坏，飞行器表面需要进行热防护设计，不同热防护方案具有不同的防热效果，为寻求最优的热防护设计方案，需开展地面动态热材料筛选试验考核，试验进入批量生产时，需要对每件产品进行本体取样试片级批量检测，以确保产品工艺质量的一致性。微风洞试验设备操作相对简便、运行成本较低、可控性好，为试片级试验、防热材料的研发设计、批次性产品的一致性检测提供了可行性。不过，现有的微风洞试验设备的热防护试件的大小一般为100mm×100mm的方形块状试件，但是微风洞试验流场均匀区一般为φ20mm左右，因此，现有的试件相对微风洞试验流场均匀区来说，面积尺寸过大，容易造成热量大量分散流失，且试件各部分受热不均匀，进而使得试验数据的失真率较高。

发明内容

本发明提供一种适用于微风洞试验设备的热防护试件，用以解决上述提出的技术问题。

本发明提供一种适用于微风洞试验设备的热防护试件，所述热防护试件包括热防护试件背板和设置在热防护试件背板背面的防热层；其中，所述热防护试件背板的中部设有一热阻断层，所述热阻断层将热防护试件背板分割为中心区域和外框区域，所述中心区域为微风洞热防护试验区域。

优选的，所述热阻断层仅对所述热防护试件背板进行分割。

优选的，所述热阻断层为以热防护试件背板中心为中心设置的方形热阻断层。

优选的，所述热阻断层为以热防护试件背板中心为圆心设置的环状热阻断层。

优选的，所述环状热阻断层为多个以热防护试件背板中心为圆心、环状排列设置在热防护试件背板上的阻断通孔。

优选的，所述阻断通孔仅贯穿热防护试件背板设置。

优选的，所述环状热阻断层为一以热防护试件背板中心为圆心设置的阻断环，所述阻断环将热防护试件背板分割为中心区域和外框区域。

优选的，所述阻断环内填充有隔热材料。

优选的，所述隔热材料为低导热系数材料。

优选的，所述热阻断层的尺寸大小与微风洞试验流场均匀区范围一致。

本发明所述一种适用于微风洞试验设备的热防护试件，其通过设置热阻断层，将热防护试件背板分割为中心区域和外框区域，所述中心区域和外框区域之间通过热阻断层实现热量阻断，相互不会进行热量传导，有效提高了测量数据的有效性和重复性，避免由于试件面积尺寸过大造成热量大量分散流失，进而使试验数据失真的问题，可指导高超声速飞行器的热防护设计和理论方法的试验验证。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明