直升机动力舱整流罩热防护技术

周南海

摘 要：热防护是直升机动力舱整流罩使用的重要技术，主要起到保护的作用。针对直升机动力舱整流罩高温焦化问题，构建了整流罩平衡状态下受热传热数据模式。同时，根据模型分析热防护的效果，保证直升机动力舱整流罩使用的稳定性和安全性。本文针对直升机动力舱整流罩热防护技术的相关内容，展开了分析和阐述。

关键词：直升机;动力舱整流罩;热防护技术

中图分类号：V221 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）08-0085-02

直升机动力舱整流罩使用的复合材料比强度较高，抗疲劳性能好，可以很好地保证直升机的飞行性能，降低事故的发生。但是，在直升机动力舱整流罩的使用过程中，经常会因为高温产生焦化问题，影响直升机动力舱整流罩的使用性能，安全事故发生的概率也相应提高。因此，为了保证直升机动力舱整流罩使用的安全性，避免高温焦化问题的产生，将热防护技术应用到其中。在直升机动力舱整流罩表面采取合理的热防护技术，在热导率、折射率等方面进行调节，可以有效将直升机动力舱整流罩温度控制在安全标准范围内，以此避免安全事故的发生。

1 动力舱整流罩分析

动力舱整流罩是直升机结构中的重要组成部分，主要是用于维持气动外形，保护直升机以及其中的有效负载，避免直升机受到外界因素的影响，从而引发安全事故。直升机动力舱整流罩主要是由阻燃环氧树脂体系和Nomex蜂窝夹芯制备而成[1]。但是，由于材料结构耐热指标存在着一定的局限性，直升机动力舱整流罩很容易受到发动机本身的温度以及排气温度的影响。若是温度相对较高的话，就会影响直升机动力舱整流罩的使用寿命，直升机的飞行品质也会受到影响，从而导致事故的发生。因此，直升机动力舱整流罩在使用的时候，需要将其表面温度控制在安全标准范围内，这样才能避免安全事故的发生。

2 热防护技术

在直升机飞行的时候，发动机产生大量热量，通过辐射的方式传递到整流罩表面。此外，发动机排出的热气也有可能冲击到整流罩表面，其温度在300℃以上，这样对直升机动力舱整流罩表面就会造成严重的影响。热传递（或称传热）是物理学上的一个物理现象，是指由于温度差引起的热能传递现象。热传递中用热量量度物体内能的改变。热传递主要存在三种基本形式：热传导、热辐射和热对流。热防护技术，就是从这三点出发。例如将隔热材料贴附在直升机动力舱整流罩表面，形成一层保护层，以此降低高温气流对直升机动力舱整流罩的影响，保证直升机飞行的安全性与稳定性[2];或者在整流罩表面覆盖反射层，也可以通过适当的引气设计，导入外界冷空气，对发动机舱进行降温，降低热辐射。

3 热防护技术的应用

为了保证直升机飞性的稳定性和安全性，保证直升机动力舱整流罩表面温度处于安全标准的范围内，将热防护技术应用到直升机动力舱整流罩中。下面从不同角度和方向，对直升机动力舱整流罩中热防护技术的相关内容，展开了分析和阐述。

3.1 模型构建

模型构建是热防护技术在直升机动力舱整流罩上应用的基础，主要是对热能的实际情况进行分析。热能传递方式一般分为：热传导、热辐射与热对流，因此在应用的过程中，可以从这几方面方面展开，具体的内容如下。

（1）可以通过利用增加直升机动力舱冷却空气流量的方式，提升发动机舱的通风散热性能，以此保证整流罩不受损，避免安全事故的发生。同时，在模型构建的时候，需要对直升飞机动力舱灭火系统的性能，以及使用范围等方面进行综合性的考虑，模拟出直升机动力舱整流罩的散热方向。（2）在直升机处于悬停的状态，发动机舱内的空气流动相对较为缓慢，通过利用热防护技术可以假设空气处于滞动的状态[3]。同时，空气中含有的大量的双原子气体，并且这些双原子气体被认为热辐射的透明体，因此在模型构建的过程中，可以利用辐射和滞动空气的热传导等方面，有效完成向整流罩的传递。（3）在模型构建的过程中，通过利用复合材料对直升机动力舱整流罩表面的热量进行吸收，这样经过多次的传导，可以将热量有效传递出去，图1所示。

图1中的：δ1为整流罩外部表面、δ2為蜂窝夹心、δ为整流罩内面板的厚度;λ1为整流罩外面板、λ2为蜂窝夹心、λ3为整流罩内面板导热系数、T1、T2、T3、T4分别表示温度位置 。同时，根据相应的计算公式，可以对发动机表面到整流罩内面的辐射换热量展开计算，其公式为：

其中公式的为辐射换热量、为温差换算常数、为发动机表面温度、整流罩内面板温度、发动机表面发射率、整流内罩内板复合材料表面发射率。另外，还需要对整流罩内面板向外板的热传导过程展开计算，其公式为：

这样可以在一定程度上保证模型构建的准确性。

3.2 计算分析

直升机在悬停作业的时候，动力舱内的通风量仅由旋翼下洗气流提供，直升机动力舱整流罩就会处于高温的状态。因此，在模型构建完成以后，需要对各方面进行计算分析，具体的内容可以从以下几个展开。

（1）根据模型假设温度和结果，设定直升机悬停状态下发动机表面的温度大约为300℃，环境温度为30℃的话，需要根据模型构建已知的条件，采取相应的温度控制措施，对直升机动力舱整流罩内部温度分布情况进行明确[5]。（2）在计算分析的时候，通过对直升机动力舱整流罩内部面板发射率的改变，内部温度的分布情况，也会产生一定的变化[6]。从图1中可以知道，直升机动力舱整流罩内部表面温度会随着发射率的变化，产生相应的变化，发射率相对较低的话，直升机动力舱整流罩内部表面温度也会相对较低，这样才能保证直升机动力舱整流罩的稳定性。（3）在计算分析的时候，还需要根据直升机动力舱整流罩的实际使用情况做出相应的调节，这样才能保证直升机动力舱整流罩内部表面的温度处于安全标准范围内，提升直升机飞行的稳定性和安全性。

3.3 温度控制

热防护技术在直升机动力舱整流罩使用的过程中，主要是利用隔热效果较好的材料，在直升机动力舱整流罩内表面增加隔热垫，这样可以有效起到隔热降温的作用，避免安全事故的产生。但是，在增加隔热垫的时候，需要根据温度的实际情况，选择隔热垫的厚度，这样才能对温度进行有效的控制，并且保证直升机动力舱整流罩的长期使用性能[7]。

4 发展分析

热防护技术属于较为一项先进的技术形式，主要是采取新的材料，以及结构概念降低直升机动力舱整流罩表面的温度，起到隔热降温的作用，以此降低直升机飞行安全事故，保证飞行的稳定。在热防护技术发展的过程中，根据直升机动力舱整流罩的使用情况，综合为以下几个方面要求：（1）热防护技术应用到直升机动力舱整流罩中时，耐用性较强，不需要额外做好相应的防水措施，这样可以在一定程度上降低成本。面板在安装和拆卸方面，要相对较为容易。（2）直升机在大气层飞行的时候，热防护技术可以起到阻抗的作用，降低外界高温对直升机的影响，保证直升机动力舱整流罩表面的温度处于安全标准范围内，避免事故的产生。（3）热防护技术的应用，可以保证直升机运输系统避免受到外界因素的影响，以此保证直升机动力舱整流罩的安全性和稳定性[8]。

5 结语

根据以上的综合论述，得出结论：（1）本文分别对直升机动力舱整流罩、动力舱的环境，以及防护技术的相关内容，展开了分析和阐述。只有对各个方面进行明确，才能将热防护技术很好的应用到直升机动力舱整流罩中，以此保证其应用效果，展现热防护技术的自身优势，实现预期的效果。（2）从不同角度和方向，例如：模型构建、计算分析、温度控制等方面，对直升机动力舱整流罩热防护技术的相关内容，展开了分析和阐述，其目的就是降低直升机动力舱整流罩的表面温度，避免受到高温的影响，保证直升机飞形的气动外形，提升其安全性，避免安全事故的发生。

参考文献

[1] 王晓欣，罗硼，王洪达.直升机动力舱整流罩热防护技术研究[J].军民两用技术与产品，2017（18）：28-29.

[2] 郭扬，郭冰冰，张巍.整流罩用隔热材料的研制[J].宇航材料工艺，2017，36（S1）：28-30.

[3] 王明慶.民用飞机主起落架舱表面防护技术分析及应用[J].科技展望，2017，26（20）：139-141.

[4] 郭朝邦，牛文，李文杰.HTV-2热防护系统及热结构技术研究进展[J].飞航导弹，2017（1）：96-102.

[5] 杨强，解维华，彭祖军，等.热防护设计分析技术发展中的新概念与新趋势[J].航空学报，2015，36（9）：2981-2991.

[6] 冯蕊，孙秦.飞机整流罩蒙皮局部屈曲优化设计研究[J].科学技术与工程，2018，10（13）：3153-3157.

[7] 张羽，王召娣，但春明，等.飞机结构复合材料设计值研究进展[J].高科技纤维与应用，2017（5）：8-15.

[8] 王明庆.民用飞机翼身整流罩雷电防护技术分析及应用[J].装备制造技术，2018（11）：196-197.