机械工程学报

作者：黄祯君, 张涛, 王杰

单位：1. 四川大学制造科学与工程学院 成都 610065;2. 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 绵阳 621000

关键词：高焓,高热流,半椭圆喷管,结构设计,热力分析；

电弧风洞是开展高超声速飞行器地面防热试验的重要设备，在开展大面积防热试验以及材料烧蚀考核试验时，通常配置半椭圆喷管，现有半椭圆喷管使用功率不高，不能满足高焓高热流条件下试验需求。选择一组接近电弧风洞试验设备功率上限的工况作为输入条件，计算半椭圆喷管内壁面热流分布，计算结果显示最高热流超过30 MW/m2。分析传统夹层焊接冷却结构缺点，设计圆孔冷却通道形式的半椭圆喷管，并开展所设计半椭圆喷管热力分析。制造圆孔冷却通道形式半椭圆喷管并多次开展长时间高焓值高热流试验。结果表明：所研制半椭圆喷管试验后内壁未出现烧损，解决了高焓高热流条件下喷管设计中强度与换热对壁厚要求矛盾的问题，同时大大降低了加工成本和加工周期，并保证了设备长时间安全稳定运行。所研制半椭圆喷管对保障国内高超声速飞行器及材料烧蚀考核地面试验具有重要意义。

来源：2019年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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