美国高温密封试验技术研究.pdf

Hydraulics Pneumatics &Seals/No 10 2015
doi:10.3969/-iSsn.1008-0813.2015.10.002
美国高温密封试验技术研究
张婕,蒋军亮,任青梅,李玺
(中航工业飞机强度研究所全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点实验室,陕西西安710065)
摘要:高温密封是高超音速飞行器的关键技术。文章详细介绍了美国关于热密封结构所开展的试验技术研究,包括压力试验、热暴
露试验、热摩擦试验、泄漏试验的试验方法和试验设备。
关键词:高温密封;压力试验;泄漏试验;热暴露试验;电弧喷射试验;热摩擦试验
中图分类号:TB42;V216.5
文献标志码:A
文章编号:1008-0813(2015)10-0007-04
The Review of Test Technology for the Ameriacan High Temperature Structural Seals
ZHANG ie, JIANG Jun-liang, REN Oing-mei, L/ Xi
Aeronautics Science and Technology Key Laboratory of Full Scale Aircraft Structure and Fatigue
Aircraft Strength Research Institute, AVIC, Xi'an 710065, China
Abstract: High temperature structural seals have been identified as a critical technology in the development of space-earth shuttle Perfor
mance criteria and design criteria for high temperature Seals were introduced in this paper. A series of thermal/strengthen performance test
technology and facility for the high temperature structural seals such as pressure tests, leak test, temperature exposure test, scrub test were
discussed. It can be helpful for the development of seal test for us
Key words: high temperature seal; pressure test; leak test; temperature exposure test; arc jet test; scrub test
0引言
封结构主要有高温基线密封、热障密封结构、垫片密封
高温密封是高超音速飞行器的关键技术,X-51A结构等(如图2所示),基线密封是NASA应用最多的结
高超声速试验飞行器在首飞试验中就是因为发动机与构,垫片密封结构由于具有强的抗氧化能力和良好的
尾喷管之间的密封泄漏导致无法达到预定马赫数。
回弹性能,最早应用在X-51的冲压发动机上。
高速飞行器在飞行过程中要承受高热负荷及氧化环
境,为此密封构件必须具有良好的隔热性能;能将泄漏
降到最低;具有良好的柔韧性,能够满足复杂的机身构
型要求;具有良好的弹性和耐磨性,在热力循环载荷使
控面
用下能保持密封完整性。
NASA先后开展了多个有关高温密封的研究,包括
NASA-JSC(X-38项目)、NASA-ARC(热防护分支)、
图1高超音速飞行器热密封位置
NASC-KSC(轨道飞行器试验)和Hi-Temp(密封和热防
热障密封结构
陶瓷垫片密封结构
间腺变化
护制造)等。 NASA GRC致力于研究用于发动机的耐
热气流
热柔性动结构密封和用于可重复使用再入飞行器的控
高热流环境
制面密封,经过几十年的发展,各类高温热密封组件
Saffil
陶瓷纤维织物桥式元件
膜冷却
防热毡
分隔墙
已经广泛应用在航天飞机、X-37B、X-38、HTV-2、X-
Inconel
金属箔片
51等飞行器中。
陶瓷垫片
增压腔
高超音速飞行器的密封位置主要在其操纵面如升
斜圈弹簧
降舵副翼、机体襟翼,前缘、缝隙接口处和发动机机身
陶瓷套
交界面,以及各种门如起落架门、货舱门、有效载重舱
门、乘务人员通道门以及座舱罩等部位(如图1)。热密
收稿日期:2015-02-03
Safi纤维毡
弹簧管骨果基线密封结构
作者简介:张婕(1980-),女,陕西耀县人,高级工程师,硕土,主要从事
热强度研究。
图2热密封结构类型