当运载火箭往返地球时,会经历极高的温度和剧烈的空气摩擦,这对热防护系统是一个严峻的挑战。重返大气层时,火箭外壳需要承受数千摄氏度的高温。如果热防护系统设计不当,火箭的结构可能会因高温而受损,无法回收。本次试验针对不同厚度的热防护材料进行应力应变测试及温度测试,以验证热防护材料性能。
应力测试仪器
本次试验采用聚航科技生产的JHDY动态应变仪,仪器操作简单,支持多种类型的传感器测量,设置方便,软件式操作,测试数据实时同步,自动保存。
应力测试方案
由于热防护材料由5层不同材质的材料组成,因此在每两层之间的夹层中部区域安装K型热电偶进行测量,4个测点位置错开分布;然后在第5层的底部安装2个T型热电偶进行测量。
首先,将K型热电偶分层进行安装,前两层的温度较高,采用超高温陶瓷胶进行固定,后两层温度较低,采用高温胶带进行固定。T型热电偶也采用高温胶带固定在第5层的背面。
测试工况及数据分析
本次实验有两种厚度的样品,测点位置一致,各进行1次测试。每次试验共进行1000s。
下面附上部分测试数据:
样品 | 1号样品 | 2号样品 | |||
测点 | 类型 | 最大值(℃) | 最终值(℃) | 最大值(℃) | 最终值(℃) |
2# | K | 1101.4 | 99.6 | 197.6 | 119.4 |
3# | K | 203.9 | 128.8 | 156.9 | 131.9 |
4# | K | 129.3 | 108.1 | 130.2 | 123.2 |
5# | K | 135.8 | 131.4 | 103.0 | 102.9 |
6# | T | 76.0 | 73.7 | 74.7 | 72.4 |
7# | T | 108.1 | 107.8 | 77.2 | 77.2 |
从测量数据来看,在整个测试过程中,1号样品的2#测点的最大值要远远高于其他测点,这是因为测试过程中,1号样品的第一层保温材料被烧穿。2号样品的样品厚度要略厚于1号样品,该样品第一层没有烧穿,整体的温度均在可控范围内。
以上就是动态应变仪在运载火箭材料中的应用,如果您还想了解更多JHDY动态应变仪信息,可联系聚航科技热线,我们欢迎您的咨询。