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高超声速飞行器主动冷却系统优化设计
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V312.1[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001, [2]陕西鼓风机(集团)有限公司,陕西西安710082
  • 相关基金:国家自然科学基金创新研究群体项目(51121004)The Foundation for Innovative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (51121004)
中文摘要:

以碳氢燃料为冷却剂的主动冷却系统是进行高超声速飞行器热防护最有效的方法之一.在满足工作要求的情况下,应尽量减小主动冷却系统的质量,实现飞行器的轻质化目标.利用MATLAB@2007软件对高超声速飞行器燃烧室的主动冷却系统进行了优化设计,计算了冷却通道在满足各项热负荷条件下,系统的最小质量以及此时所对应的冷却通道各项尺寸.选择了Inconel X-750、Inconel 625和Hastelloy X这3种不同的镍基合金分别当做冷却通道固壁材料,并且在主动冷却系统的近燃烧侧引入热障涂层,以分析不同材料和有无热障涂层对系统轻质化的影响,为高超声速飞行器主动冷却系统的材料选择和优化设计提供了理论依据.

英文摘要:

Active cooling with hydrocarbon-fuel is one of the most effective ways for hypersonic vehicle thermal protection. In order to enture the lightweight of a flight vehicle it is very necessary to minimize the weight of the active cooling system under working conditions. This paper provides an optimization method for the purpose by developing a code based on MAT- LAB@2007. The code is applied to calculate the minimum weight and the structure dimensions of the active cooling system under various loading conditions. Three Ni-based alloys including inconel X-750, Inconel 625 and Hastelloy X are selected as the solid materials of the active cooling system, respectively. A thermal barrier coating is applied on the actively cooled panel side near the combustion chamber to discuss the thermal barrier coating~s effect on minimizing the weight. This work is helpful in testing the optimal result of different materials and provides a good theoretical foundation for the material selec- tion and optimal design of the active cooling system.

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  • 《航空学报》
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  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
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  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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