[发明专利]空天飞机测试用模块化极端高温加热系统

说明书

本发明提供了空天飞机测试用模块化极端高温加热系统，属于飞机测试技术领域。系统包括：水冷壳体，水冷壳体包括：前后两面为大小形状相同的侧水冷板、冷却管组件、内部水冷板、石墨电极、石英玻璃组件、石墨发热元件。本发明解决了现有加热系统无法满足空天飞机进气道热强度试验要求的问题，具有试验效果好、能够根据空天飞机进气道形状定制加热系统的优点。

技术领域

本发明涉及飞机测试技术领域，具体是涉及空天飞机测试用模块化极端高温加热系统。

背景技术

在针对空天飞机的多种热强度测试试验中，通常是对空天飞机外部进行热载荷施加，但对空天飞机内部结构尤其是空天飞机进气道内表面进行热强度测试试验，仍然存在较大困难。

首先，空天飞机进气道内表面温度极高，现有加热技术除石墨发热元件外无法对空天飞机进气道内表面温度进行模拟。

其次，石墨在高温状态下极易氧化，常见的石墨发热元件必须连同被加热件一并放置在真空罐内或环境箱内，但受真空罐或环境箱尺寸限制，现有的加热系统开展空天飞机进气道热强度测试试验几乎是不可能的。

虽然公开号为“CN113063728B”的发明专利公开了一种飞机部件强度测试加热装置，能够提供无需将石墨发热元件与被加热件一同放置在真空罐且能够在开放环境下进行热强度试验的石墨加热元件，但其也只能提供一个加热面，更不能适应空天飞机进气道的形状，完成空天飞机进气道内表面的热强度测试试验。

因此，亟需一种空天飞机测试用模块化极端高温加热系统，解决飞机进气道热强度测试试验开展面临的困难。

发明内容

本发明提出了空天飞机测试用模块化极端高温加热系统，以满足在开放环境下进气道及全机级别的空天飞机热强度测试试验。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

空天飞机测试用模块化极端高温加热系统，包括：

用于高温加热系统快速降温的水冷壳体，水冷壳体前后两面为大小形状相同的侧水冷板，两个侧水冷板的每个对应边均通过石英玻璃组件固定连接，其中，每两个石英玻璃组件之间通过冷却管组件固定连接，侧水冷板内设有数条纵向贯通侧水冷板且内部流通有冷却水的第三水冷管，

与石英玻璃组件平行且固定在水冷壳体内部的石墨发热元件，石墨发热元件一侧通过悬挂点支座固定在水冷壳体内壁，另一侧电性连接有穿出水冷壳体的石墨电极，石墨电极与水冷壳体固定连接，

横向贯穿水冷壳体且位于水冷壳体内中部的内部水冷板，内部水冷板内设有数条横向贯穿内部水冷板且内部流通有冷却水的第二水冷管。

上述系统中，内部水冷板、冷却管组件还在水冷壳体起到主要支撑的作用。

进一步地，冷却管组件包括：用于连接两个石英玻璃组件的连接件、纵向贯通连接件且内部流通有冷却水的第一水冷管。

进一步地，石英玻璃组件由内外两块形状大小相等且平行的石英玻璃组成，两块石英玻璃间设有空隙，侧水冷板与石英玻璃组件连接处设有将空隙与外界连通的数个贯通孔。

进一步地，空隙内流通有冷却气体。

更进一步地，石墨发热元件为蛇形，在石墨发热元件的拐点处设有第一吊挂点，在石墨发热元件的最后一个拐点处设有第二吊挂点。

优选地，水冷壳体的形状为梯形立方体、正方体或长方体。

优选地，每个侧水冷板与每个石墨发热元件之间的距离相同，内部水冷板与每个石墨发热元件之间的距离相同，每个石英玻璃组件的内层石英玻璃与每个石墨发热元件之间的距离相同。

本发明的有益效果是：