导弹变曲率舱段石英灯阵列辐射热流计算方法

  • 张肖肖 ,
  • 王彬文 ,
  • 吴敬涛 ,
  • 姚迟森 ,
  • 李昕昕
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  • 中国飞机强度研究所

收稿日期: 2025-09-29

  修回日期: 2025-12-29

  网络出版日期: 2025-12-29

基金资助

高性能热电转换与承载结构一体化研究

Calculation method of radiation heat flux for quartz lamp array for the variable curvature cabins of missile

  • ZHANG Xiao-Xiao ,
  • WANG Bin-Wen ,
  • WU Jing-Tao ,
  • YAO Chi-Sen ,
  • LI Xin-Xin
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Received date: 2025-09-29

  Revised date: 2025-12-29

  Online published: 2025-12-29

摘要

针对导弹圆锥形等变曲率舱段在结构热强度试验中的表面热流密度场解析计算问题,提出了灯丝半圆柱面采用多个网格划分时的圆锥形石英灯阵列辐射热流解析计算方法,通过求解过圆锥母线切面与灯丝网格面中心线的交点以及灯丝网格面所在平面与圆锥母线的交点坐标,明确给出了外加热和内加热时单根石英灯照射范围表达式,分析了网格数对典型区域热流密度分布的影响,以及单交点判据与双交点判据作用下热流密度计算结果的差异,对比有限元模型计算结果两者相对误差较小,验证了该计算方法的正确性,对于导弹变曲率舱段热试验的响应预示和方案评估具有重要的参考价值。

本文引用格式

张肖肖 , 王彬文 , 吴敬涛 , 姚迟森 , 李昕昕 . 导弹变曲率舱段石英灯阵列辐射热流计算方法[J]. 航空学报, 0 : 1 -0 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2025.32846

Abstract

Aiming at the problem of analytical calculation of heat flux density field for variable curvature cabin such as conical cab-in in thermal strength tests of missiles, this paper proposes an analytical method for calculating radiation heat flux of the conical quartz lamp array with filament semi-cylindrical surfaces divided into multiple elements. By solving the coordinates of the intersection points between the tangent through the conical generatrix and the central axis of the filament element surfaces, as well as the intersections between the filament element surfaces and the conical generatrix, explicit expressions for the irradiation ranges of single quartz lamp under external and internal heating conditions are derived. The study analyzes the influence of element number on the heat flux density distribution in typical regions and examines the discrepancies in heat flux density results under single-intersection and double-intersection criteria. Comparisons with finite element method results show that the relative errors between the two methods are small, validating the accuracy of the proposed calculation method. This method provides important reference value for response prediction and scheme evaluation of the thermal test for missile cabins with variable curvature.

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