某型充气式再入减速热防护结构优化分析

发布时间：2017-08-26 17:23

  本文关键词：某型充气式再入减速热防护结构优化分析

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【摘要】：随着航天技术的不断发展,充气式再入返回技术逐步成为国际上的研究热点。文章以充气式再入返回系统为背景,对柔性热防护结构进行了优化分析。首先,参考美国充气式再入返回试验中典型的充气式再入返回系统热防护材料和结构设计,建立了柔性热防护结构的一维传热模型。然后,根据差分算法,推导出了柔性热防护结构各功能层传热控制方程的离散格式。文章以材料的耐热能力为约束条件,柔性热防护结构各功能层的材料和铺层这两个参数为优化变量,得到了给定热边界条件下柔性热防护结构的优化方案。最后,通过差分算法计算出柔性热防护结构各功能层再入过程中的温度响应,并用ANSYS有限元方法对结果进行了验证。计算结果表明各功能层的材料分别为Nextel720、Refrasil 2000、Upilex,对应的铺层数分别为1、3、1时,为最优的柔性热防护结构设计方案,此时柔性热防护结构的面密度为2.128kg/m2。
【作者单位】： 北京空间机电研究所;
【关键词】： 充气再入 气动热 优化设计 热防护 航天返回
【基金】：载人航天预研项目
【分类号】：V445.1
【正文快照】： 0引言随着充气式再入返回技术越来越受到人们的重视,其关键的柔性热防护结构也日益成为人们研究的热点。充气式再入返回的热防护系统(thermal protection system,TPS)采用了结构和热防护的一体化设计,其热防护结构不仅要承受热载荷,而且还要承受再入、减速过程的气动载荷,因此

【共引文献】

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本文编号：742537