考虑弹头滚转姿态变化影响的防热层厚度优化

摘要

基于气动热/结构温度响应耦合计算方法，研究了弹头固定攻角再入条件下锥身典型子午面结构温度响应特性，以及滚转姿态变化时刻对各子午面结构温度响应的影响，建立了考虑弹头滚转姿态变化影响的防热层厚度优化方法，并基于该方法开展了弹头防热层厚度优化。最后，研究了滚转姿态变化次数对优化效果的影响。结果表明：在再入弹道前段进行滚转姿态变化可使外壁面气动加热量更为合理，有效降低弹体锥身壳体内壁面温升。当迎、背风面壳体内壁面最大温升约束为25 K时，与无滚转姿态变化状态下相比，滚转姿态变化设计可使防热层厚度减小0.725 mm,减小幅度为5.4%。通过与滚转姿态变化时刻的联合设计可有效降低锥身防热层厚度。与单次滚转姿态变化时相比，两次滚转姿态变化时防热层厚度减小量仅增大1.9%,增加滚转姿态变化次数对优化效果影响较小。

关键词

气动热 / 再入攻角 / 滚转姿态变化 / 结构热响应 / 厚度优化

基金资助

中物院重大项目