[发明专利]一种用于航空构件的热辐射试验平台

说明书

本发明涉及一种用于航空构件的热辐射试验平台，主要由电源系统、控制系统、辐射加热装置、冷却水塔组成。控制系统分别控制电源系统、冷却水塔、辐射加热装置，控制系统包括多通道协调控制系统和温度测试系统；辐射加热装置由灯管、外罩、支架、进水管、出水管、隔热毡、电极组成。灯管位于支架上，在外罩与支架之间设置有隔热毡，隔热毡起隔热作用；在支架的两端，分别设置有进水管和出水管，进水管和出水管与冷却水塔连接。本发明的灯管成组固定于支架上，作为辐射光源，安装方便，光源均匀稳定，试验件表面受热均匀，且温度易于控制；本发明可用于飞机结构件温度场分析及指导航空结构件的设计。

技术领域

本发明属于飞机设计技术领域，具体是一种用于航空构件的热辐射试验平台。

背景技术

飞机在极端环境下对刹车材料的性能要求越来越严苛，传统的金属材料已无法满足其在使用温度上要求，新型高温隔热材料和先进高效的隔热结构设计的发展，直接决定着未来飞机的性能指标和研制方向。研究表明，当飞机处于高于其允许温度20℃的温度环境工作时，故障率增加8倍。热保护系统对于飞机刹车结构的总体设计和性能具有举足轻重的地位。因此对飞机刹车结构隔热和防热性能的研究迫在眉睫，根据刹车主机轮在工作中的热载荷谱，开展结构隔热性能的瞬态模拟仿真计算，搭建国内首个地面空间热辐射试验平台，开展热辐射试验，用于验证刹车主机轮热结构设计的合理性；缩短了产品设计周期，提高了飞机作战效率，增强飞机战斗力，因此能够产生重要的军事效益。

随着飞机战技指标不断升级，对飞机刹车结构的体积和重量要求越来越苛刻，对单位面积的承载能力和热防护指标越来越高，导致设计工作难度越来越大，传统的试错法研制周期过长，无法满足现阶段军机研制的节点紧、任务重的目标，因此前期的试验验证就显得尤为重要。

国外没有公开相关热辐射试验平台资料，导致热辐射试验开展存在问题。因此无法准确预测飞机结构的温度场分布水平，不具备指导飞机产品热设计的基本能力。

发明内容

为了克服现有存在的无法准确预测飞机结构的温度场分布水平，不具备指导飞机产品热设计的基本能力，本发明提出了一种用于航空构件的热辐射试验平台。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于航空构件的热辐射试验平台主要由电源系统、控制系统、辐射加热装置、冷却水塔组成；控制系统为中枢神经，分别控制电源系统、冷却水塔、辐射加热装置，控制电源系统为控制系统、辐射加热装置、冷却水塔提供各自所需要的电力；控制冷却水塔向辐射加热装置提供冷却水；控制辐射加热装置对试验件进行加热。

控制系统包括多通道协调控制系统和温度测试系统；多通道协调控制系统控制和温度测试系统分别控制电源系统、冷却水塔，温度测试系统用于测量辐射加热装置中航空构件的温度,并将航空构件的温度反馈给多通道协调系统。

控制系统具有各类载荷数据的控制、采集功能，使用闭环控制原理，对航空构件按所需加热温度进行控制，采集辐射加热试验装置的温度并加以控制。

辐射加热装置由灯管、外罩、支架、进水管、出水管、隔热毡、电极组成。

灯管位于支架上，灯管、支架位于外罩内部；在外罩与支架之间设置有隔热毡，隔热毡起隔热作用；在支架的两端，分别设置有进水管和出水管，进水管和出水管与冷却水塔连接，使冷却水塔的冷却水通过进水管流入支架，并通过出水管流出，返回到冷却水塔。

外罩为方形钢管焊接而成的结构件，空心的长方体形的6个面；距离加热区域的结构件可在管内注水循环降温，持续提供足够的荷载强度；外罩作为保护装置，用于建立封闭的试验环境，保证热辐射试验温度稳定。

冷却水塔持续提供循环冷却水。

上述的热辐射试验平台，所述电源系统可提供直流电压，通过控制系统实现对输出直流电压的调节，从而控制加热辐射加热装置。