空天飞机测试用模块化极端高温加热系统的制作方法

1.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：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。


技术实现要素：

7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.进一步地，空隙内流通有冷却气体。
13.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。
14.优选地，水冷壳体的形状为梯形立方体、正方体或长方体。
15.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。
16.本发明的有益效果是：相比公开号为“cn113063728b”的仅可进行单面加热的发明专利，本发明提供的空天飞机测试用模块化快时变极端高温加热系统能够通过上下左右四个面进行辐射加热，还能够根据空天飞机进气管道内表面的大小及形状对模块化快时变极端高温加热系进行定制，保证模块化快时变极端高温加热系统的加热面贴合空天飞机整进气管道内表面，达到良好的测试效果。
附图说明
17.图1是实施例1水冷壳体的立体结构示意图；图2是实施例1水冷壳体正面示意图；图3是实施例1水冷壳体的纵向截面示意图；图4是图3中a-a向剖面示意图；图5是实施例1中石墨加热元件结构示意图；图6是实施例2中空天飞机测试用模块化极端高温加热系统工作状态图；图7是实施例3中水冷壳体的纵向截面示意图；图8是实施例4中水冷壳体的纵向截面示意图；其中，1-水冷壳体、2-侧水冷板、3-石英玻璃组件、4-冷却管组件、5-连接件、6-第一水冷管、7-石墨发热元件、8-悬挂点支座、9-石墨电极、10-内部水冷板、11-第二水冷管、12-空隙、13-第三水冷管、14-第一吊挂点、15-第二吊挂点、16-贯通孔。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
20.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述
……
，但这些
……
不应限于这些术语。这些术语仅用来将
……
区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一
……
也可以被称为第二
……
，类似地，第二
……
也可以被称为第一
……
。
21.实施例1本实施例为空天飞机测试用模块化极端高温加热系统，如图1、图2所示，包括：用于高温加热系统快速降温的水冷壳体1，水冷壳体1的形状为长方体，水冷壳体1前后两面为大小形状相同的侧水冷板2，两个侧水冷板2的每个对应边均通过石英玻璃组件3固定连接，石英玻璃组件3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12，侧水冷板2与石英玻璃组件3连接处设有将空隙12与外界连通的两个贯通孔16，空隙12内流通有冷却气体，其中，每两个石英玻璃组件3之间通过冷却管组件4固定连接，侧水冷板2内设有四条纵向贯通侧水冷板2且内部流通有冷却水的第三水冷管13，如图3所示，冷却管组件4包括：用于连接两个石英玻璃组件3的连接件5、纵向贯通连接件5且内部流通有冷却水的第一水冷管6，与石英玻璃组件3平行且固定在水冷壳体1内部的石墨发热元件7，如图4所示，石墨发热元件7一侧通过悬挂点支座8固定在水冷壳体1内壁，另一侧电性连接有穿出水冷壳体1的石墨电极9，石墨电极9与水冷壳体1固定连接，如图5所示，石墨发热元件7为蛇形，在石墨发热元件7的拐点处设有第一吊挂点14，在石墨发热元件7的最后一个拐点处设有第二吊挂点15，横向贯穿水冷壳体1且位于水冷壳体1内中部的内部水冷板10，内部水冷板10内设有三条横向贯穿内部水冷板10且内部流通有冷却水的第二水冷管11，其中，每个侧水冷板2与每个石墨发热元件7之间的距离相同，内部水冷板10与每个石墨发热元件7之间的距离相同，每个石英玻璃组件3的内层石英玻璃与每个石墨发热元件7之间的距离相同。
22.实施例2本实施例为基于实施例1空天飞机测试用模块化极端高温加热系统的应用，包括以下内容：根据需要进行空天飞机进气道热强度试验的空天飞机进气道结构形状，设定模块化快时变极端高温加热系统的形状为长方体，将模块化快时变极端高温加热系统植置入空天飞机进气道，进行空天飞机进气道热强度试验，空天飞机进气道热强度试验过程中模块化快时变极端高温加热系统工作状态如图6所示。
23.实施例3如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于：水冷壳体1的形状为正方体，内部水冷板10内设有一条横向贯穿内部水冷板10且内部流通有冷却水的第二水冷管11。
24.实施例4
如图8所示，本实施例与实施例1的区别在于：水冷壳体1的形状为梯形立方体。