Calculation of transient temperature rise of dome under laminar heat transfer condition and improvement of dome structure

针对热障效应问题,采用流固耦合法计算了球形整流罩的瞬时温升,并对其进行了结构改进。首先,根据风洞及火箭撬实验,结合熵层涡干扰势分析,给出判别球型整流罩换热状态的临界来流雷诺数为2.7×106,并分析了Van Driest层流换热公式对大张角球面处的适用性;再以Van Driest换热系数为边界条件,利用有限元法进行球形整流罩瞬时温升计算,结果表明其温升较快,需合理轨迹规划以规避热障效应;针对高速长航时应用需求,利用多孔陶瓷材料的低热导率设计了新型复合整流罩,能有效延长制导系统飞行时间;复合整流罩还具有光学窗口处的气动热冲击应力小以及气动阻力小的优点,可应用于低空、高马赫数条件下的光学精确制导。