超高温_大热流_非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究_吴大方
第２７卷 第３期２０１２年６月
实 验 力 学
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬ ＭＥＣＨＡＮＩＣＳ
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．２０１２
文章编号：１００１－４８８８（２０１２）０３－０２５５－１７
超高温、大热流、非线性气动热环境
试验模拟及测试技术研究＊
吴大方，潘兵，高镇同，牟朦，朱林，王岳武
（北京航空航天大学航空科学与工程学院固体力学所，北京１００１９１）
摘要：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟技术及相应的极端高温环境力学测试技术，是高超声速飞行器防热材料和结构安全设计中事关研制成败的关键技术。本文介绍了自行研制的可实现高至２１０℃／ｓ的极快非线性升温速率、能够生成高达２ＭＷ／ｍ２的瞬态非线性热流密度、实现高达１５００℃超高温氧化热环境的石英灯红外辐射式气动热环境试验模拟系统。基于这一性能优越的超高温气动热环境试验模拟系统，发展了如下超高温热环境力学测试技术：１）提出对环境光变化不敏感的主动成像数字图像相关方法，实现了Ｃ／ＳｉＣ复合材料１５５０℃高温变形的非接触、全场光学测量；２）发展了１４００℃超高温热／力联合试验环境下ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构的断裂特性试验测试技术。本文还简要介绍了高速巡航导弹翼面结构９００℃高温热振联合试验，９５０℃高温非线性热环境下的蜂窝结构隔热性试验等研究内容。本文所发展的超高温气动热环境试验模拟技术和高温热环境力学测试技术，对航天航空领域高超声速飞行器的研制具有重要的军事工程应用价值。
关键词：高超声速飞行器；热试验技术；高温热环境；红外辐射；气动热
中图分类号：Ｖ４１６．５ 文献标识码：Ａ
０ 引言
现代战争对飞行器高速、高精度、高机动性的作战性能要求，引发世界各国竞相开展高超声速飞行器的研制工作。高超声速飞行器能够实现全球远距离快速到达，实施有效的高空高速突防，完成快速精确打击。步入２１世纪以来，由于具有极其重要的军事应用价值和重大的战略意义，高超声速飞行器已经成为世界各主要航天大国研究的热点［１－４］。在各国竞相开展高超声速飞行器研制的大背景下，我国也在积极开展高超声速远程机动飞行器的研究［５］。
随着高超声速飞行器设计飞行速度的大幅度提高，由气动加热产生的高温热环境变得越来越严酷。以６个马赫数飞行的高超声速飞行器，其前端天线罩锥部的瞬时热流密度可超过１．２ＭＷ／ｍ２，驻点温度可高达１２００℃。由文献［６］记载的美国航天飞机穿越大气层时各部位的温度分布可知，该航天飞机机体、机翼、垂尾等大部分区域的温度在７５０℃～１５００℃之间，飞行器前锥端部和进气道等部位甚至会出现接近１８００℃的局部高温区。在如此极端恶劣的高温热环境条件下，使得高超声速飞行器材料和结构的热防护和热强度问题成为事关研制成败的关键问题。高速飞行时严重的气动加热所产生的高温，
＊收稿日期：２０１２－０３－０１；修订日期：２０１２－０４－２０
基金项目：国家自然科学基金（１１１７２０２６，１１００２０１２）、中国航天科技集团航天科技创新基金（ＣＡＳＣ２０１１０１）、航空科学基金（２０１１ＺＤ５１０４３）
通讯作者：吴大方（１９５０－），男，博士，教授。主要研究领域：实验力学，高速飞行器结构热试验技术，智能结构振动控制。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｄｆ１９５０＠１６３．ｃｏｍ
会显著降低高超声速飞行器材料的强度极限和飞行器结构的承载能力，使结构产生热变形，破坏部件的气动外形并影响飞行器结构的安全性能。为保证高速飞行器的安全，确认飞行器的材料和结构是否能经得起高速飞行时所产生的热冲击及高温热应力破坏，须对高超声速飞行器材料和结构进行静、动态的气动模拟试验与热强度试验。模拟飞行材料和结构在高速飞行时的受热状况，分析试验过程中飞行器各部分的热应力、
热变形、结构膨胀量等高温力学参数的变化对飞行器结构强度的影响。通过热环境模拟试验的方法，来观察分析在热、力联合作用下材料的力学性能及结构的受力状况，从而进一步研究其热防护材料和结构在高温下的承载能力、
使用寿命以及安全可靠性。为满足极端热环境下高超声速飞行材料和结构热／力性能测试的迫切需求，本文自行开发研制了性能优越的石英灯红外辐射式气动热环境试验模拟系统，该系统能够实现升温速率高达２１０℃／ｓ的极快
非线性高速热冲击过程的动态模拟；生成高至２ＭＷ／ｍ
２
的瞬态非线性热流密度试验环境；能实现高达１５００℃超高温氧化热环境。基于这一气动热环境试验模拟系统，发展了可测量Ｃ／ＳｉＣ复合材料１５５０℃
高温变形场的非接触式光学测量技术，并对高超声速飞行器使用的耐高温复合材料进行１４００℃高温下的热特性试验研究；生成１４００℃的超高温热／力联合试验环境，实现ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构在超高温环境下断裂特性的试验测试。此外，以高速巡航导弹翼面结构为研究对象，进行了翼面结构热－振联合试验，获得多种温度条件下（最高９００℃）翼面结构固有频率等振动特性的变化规律，并对金属蜂窝板结构在９５０℃高温非线性热环境下的隔热性能进行了试验测试和数值模拟等研究。
本文内容体现了我们在极高热流密度动态环境复现、快速高度复杂非线性热环境的准确模拟以及非接触式全场高温变形测量等超高温试验技术方面赶超国际先进水平的研究成果。近年来，北京航空航天大学热强度研究室使用自行研制的高超声速飞行器试验模拟系统和所发展的高温热／力测试技术完成了大量的军事工程研究项目（
如远程战略飞行器、高超音速巡航导弹、空天飞行器、高速无人战机、超音速反舰导弹、新型飞机发动机、地空拦截导弹系列、空－空战术导弹、临近空间远程机动飞行器、超音速反辐射导弹、
潜射导弹等尖端武器预研项目），为我国高超声速飞行器的研制和新型武器装备的升级换代提供了重要的试验手段和技术支撑。
１ 超高温、
大热流、非线性气动热环境试验模拟技术１．１ 石英灯红外辐射式气动热试验模拟系统
对高超声速飞行器高温热环境进行复现或模拟的气动热试验方法可分为“对流方式”和“非对流方
式”两类［７］
。“对流方式”主要以高温结构风洞为代表，试验时使高温高速气流快速流过结构表面，实现强迫对流换热［
８，９］
。“非对流方式”是以热传导或热辐射为主导换热形式的热试验方法，其中采用钨制螺旋丝状体作为辐射源，密封在透明的石英玻璃管中并通电发出强红外光线的辐射式气动热环境模拟
试验技术发展得较早，
应用最为普遍［１０－１２
］。对于“对流方式”的高温结构风洞而言，其优点是可以比较真实地模拟飞行过程中由气流相对运动
产生的气动加热环境和气流对飞行器外表面的剪切效应［７］
。但是由于采用台阶式热功率升、降方式实
现非稳态的热环境模拟，以平均热功率和平均热流密度进行整体评价，高温结构风洞难于模拟变化复杂
的动态非线性热环境。另外，高温结构风洞的试验成本极为昂贵，并且单次运行时间短［１３，１４］
，因此，目
前高温结构风洞还不能实现远程高超声速机动飞行器长达数千秒的气动热试验环境的全程模拟。
与高温结构风洞相比，“非对流方式”的石英灯辐射式气动热环境模拟试验技术具有如下突出优点：（１）石英灯辐射加热器的热惯性小，电控性能优良，非常适合于高速变化的瞬态气动加热模拟。（２）石英灯辐射加热器发热功率大、体积小，可组成不同尺寸和形状的加热装置，既适合于小型的材料热试验，也适用于大型全尺寸的结构热试验。（３）石英灯辐射加热试验的运行成本要比高温结构风洞低很多，实验设备制作相对容易。因此，石英灯辐射式气动热环境模拟试验技术对于高超声速飞行器热强度研究是
一种非常重要的试验方法［
１５，１６］
。基于高超声速飞行器在极端热环境下材料和结构性能试验研究的需求，设计制作了如图１所示的红外辐射式瞬态气动热试验模拟控制系统，对高速超声飞行器的热载试验环境进行动态模拟。其控制
６
５２ 实 验 力 学 （
２０１２年）第２７卷
系统结构框图如图１（ｂ
）所示，由石英灯红外辐射器、温度或热流传感器、信号放大器、模／数转换器、工业控制计算机、数／模转换器、移相触发器、可控硅功率调节器等部分组成闭环试验控制系统［
１７，１８］
。并自行研制了大功率电控调节驱动装置，其单台输出功率可达７００ｋＷ，控制输出电压可高至５８０Ｖ，为实现大型结构部件、高温、高热流、高冲击率的热强度试验提供了必要条件
。
图１ 气动热载试验模拟系统图
Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ
ｓｙｓｔｅｍ（ａ）Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，（ｂ）Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，（ｃ）Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｍａｔｉｃ ｌｏａｄｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，（ｄ）Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｗｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｅｑｕｉｐ
ｍｅｎｔ高超声速打击武器从发射到击中目标，其外表面温度为一种快速的随时间变化的复杂非线性历程，为了反拦截、突破反导系统，处于受热飞行状态下的高速飞行器有时会突然加速、爬升、转向或采用“蛇”形飞行方式，通过增加机动性能改变原有运行轨迹来达到规避反导武器打击的目的；要拦截敌方高速飞行的机动打击武器，
防空导弹和拦截导弹等也必须具有高度的跟踪机动转向变轨能力，以击毁敌方高速飞行的进攻性武器。这种飞行特点使得高超声速飞行器外表面的热流密度、温度与时间的关系变得非常复杂，成为一种多状态的快速连续非线性组合变化过程。因此在进行地面气动热环境模拟时，能够准确模拟高超声速机动飞行器在高速飞行过程中出现的复杂瞬变非线性气动热环境是一个必须解决的极为关键的问题，同时也是一个实现难度很大的涉及复杂高度非线性热环境快速动态复现的科学问题，必须要采用智能控制领域的最新科学理论和实现方法来解决这一难题。基于系统的快速响应和设定模拟环境的复杂非线性特点，本试验控制系统采用具有鲁棒性好、对参数变化适应性强、过渡过程时间短等优点的模糊控制与神经网络等智能控制方式实现了高温、高热流的高速热环境及载荷环境的动态模
拟［
１９，２０］
。图２为使用本气动热试验模拟系统进行的部分热环境热试验以及热－载联合试验的图片。１．２ 非线性超高温、
大热流气动热环境试验模拟由于目前以远程战略飞行器、高速巡航导弹为代表的高超声速飞行器设计速度的大幅度提高，对于原本就实现困难的高温、高热流密度、高热冲击速率以及表面热环境参数快速变化的热载试验模拟技术提出了更高的要求。图３是美国航空航天局制定的太空基础研究计划中关于航天飞机、单级入轨飞行
７
５２第３期吴大方等：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究
图２ 热环境试验和热－载联合试验照片
Ｆｉｇ．２ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ－ｌｏａｄｉｎｇ
ｔｅｓｔ（ａ）Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｅｒｉａｌ ｃｏｗｌｉｎｇ ｏｆ ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃｃｏｕｎｔｅｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｍｉｓｓｉｌｅ，（ｂ）Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｅｎｇｉｎｅ ｖｅｃｔｏｒ ｎｏｚｚｌｅ ｏｆ ｎｅｗ ｓｔｙｌｅ ｆｉｇｈｔｅｒ，（ｃ）Ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｆａｔｉｇｕｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｃｏｃｋｐｉｔ ｏｆｎｅｗ ｓｔｙｌｅ ｆｉｇｈｔｅｒ，（ｄ）Ｔｈｅｒｍａｌ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｂｌｉｓｔｅｒ ｏｆ ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ａｎｔｉ－ａｉｒｃｒａｆｔ ｍｉｓｓｉｌｅ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｈｅｒｍａｌ ｉｍｐａｃｔ，（ｅ）Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍｐａｃｔ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｓａｐｐ
ｈｉｒｅ ｂｌｉｓｔｅｒ ｏｆ ａｉｒ－ｔｏ－ａｉｒ ｍｉｓｓｉｌｅ，（ｆ）Ｈｅａｔ ｄｅｆｅｎｃｅ ａｎｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｎｅａｒ ｓｐ
ａｃｅ ｒｅｍｏｔｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｉｒｃｒａｆｔ器（ＳＳＴＯ）、载人探索飞船（ＣＥＶ）
等高超声速飞行器在爬升及再入过程中其前锥部表面热流的变化情况［２１］
。图３中的曲线显示了单级入轨飞行器在爬升过程中具有复杂非线性动态变化的特点，其高温环境下热面最大瞬时冲击热流超过了１．８ＭＷ／ｍ
２
。高升温速率非线性热环境的准确模拟对于当前飞行速度和机动性能不断提高的高速飞行器的热试验极为重要，也是衡量热试验控制水平的重要指标。由于存在热滞后现象，快速升温及降温的准确模拟非常困难，据报道德国ＤＬＲ
ＩＡＢＧ实验室使用石英辐射式红外加热方式可以实现５０℃／ｓ可控温度速率模拟，瞬时热流密度可达１ＭＷ／ｍ
２［２２］。本文使用自行研制的红外辐射式瞬态气动热试验模拟系统８
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对图４中的高超声速飞行器表面的高度复杂非线性热流环境进行试验模拟，瞬时热流态峰值达到了
２ＭＷ／ｍ
２
。由图４可见热控系统对设定的高速动态变化的非线性热流环境符合得很好，试验模拟的准确性非常高
。
图３ 高超声速航天飞行器前锥部表面热流变化Ｆｉｇ
．３ Ｈｅａｔ ｆｌｕｘ ｃｕｒｖｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｍｆｅｒｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ａｅｒｏｓｐ
ａｃｅ ｃｒａｆ
ｔ图４ 高超声速飞行器表面复杂非线性热流试验结果Ｆｉｇ．４ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ
ｈｅａｔｆｌｕｘ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｈｙｐ
ｅｒｓｏｎｉｃ ａｉｒｃｒａｆ
ｔ图５ 高超声速飞行器表面非线性热冲击试验结果
Ｆ
ｉｇ．５ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｈｅａｔ ｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｈｙｐ
ｅｒｓｏｎｉｃ ａｉｒｃｒａｆｔ 本文还使用上述红外辐射式瞬态气动热试验模拟系统对图５中的高超声速飞行器升温速率超过２１０℃／ｓ的极端快速非线性高温热冲击过程进行了红外气动热试验模拟，图５中给出了设定温度曲线和高超声速飞行器表面（
非金属材料）温度的实际控制结果曲线。表１中给出了试验过程中的设定温度、实际控制结果温度、跟踪误差以及升温速率等数据。由表１数据可知在９～１０ｓ时，热冲击速率已超过２１０℃／ｓ，表面温度最高点达１３１６℃。本试验不但实现了极高速的非线性升温，还模拟了快速降温过程。图５显示不论是超过
２１０℃／ｓ的高速升温段和快速转折过渡段或是温度下降段，本试验的“设定温度”和“实际控制温度”
均吻合性良好。由表１所列各点的试验数据可知，包含升温速率超过２１０℃／ｓ极端快速非线性上升及快速下降过程中的跟踪误差均小于１．０％。
表１ 高超声速飞行器表面热冲击过程的设定温度与实际控制结果数据
Ｔａｂ．１ Ｓｅｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｈｙｐ
ｅｒｓｏｎｉｃ ａｉｒｃｒａｆｔ时间（ｓ）５
６
７
８
９
１０
１１
１２
２０
３０
４０
５０
６０
设定温度（℃）
２８４．７ ４２１．９ ６０２．１ ８０１．４ １０１２．１ １２１７．１ １３１４．９ １３１０．９ ８８２．７ ７１０．３ ６５０．１ ６３０．１ ６
２８．０实际控制温度（℃）２８２．３ ４２１．１ ５９７．４ ７９９．６ １０１７．０ １２１６．６ １３１６．２ １３１２．９ ８８２．４ ７０９．６ ６４９．９ ６２９．１ ６２５．３跟踪误差（％）
－０．８４－０．１９－０．７８－０．２２ ０．
４８－０．０４ ０．１０ ０．
１５－０．０３－０．１０－０．０３－０．１６－０．４３
升温速度（℃／ｓ）１０２．０ １３７．２ １８０．２ １９９．３ ２１０．７ ２０５．０ ９
７．８－４．０－５３．５－１７．２－６．０
－２．０
－０．２
上述试验结果表明，自行研制的辐射式瞬态气动热试验模拟系统能够按照导弹等高速飞行器飞行过程中外表面温度的非线性连续变化对气动模拟加热过程实施快速、准确的动态控制，即使在高速飞行器表面温升速率高达２１０℃／ｓ，温度高至１３００℃度的情况下、也能够实现准确的非线性动态跟踪模拟，取得与设定环境相符的非线性气动加热试验模拟效果。
９
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１．３ １５００℃超高温热试验模拟环境的实现
由于石英灯辐射加热器的热惯性小，电控性能优良，非常适合于高速变化的瞬态气动加热模拟［
７］
。同时，石英灯辐射加热器还具有发热功率大，体积小，可组成不同尺寸和形状加热装置的优点；对于外形
结构复杂的试验件，具有较好的适应能力，是气动加热模拟试验理想的辐射加热源［７］
。另外，石英灯辐
射加热试验方式的运行成本要比高温结构风洞试验低很多，因此，当前如美国ＮＡＳＡ的兰利和德莱顿
研究中心［２３，２４］，俄罗斯中央机械研究院强度所［２５］
，德国ＤＬＲ
ＩＡＢＧ实验室［２６］以及英、日、法等国家都将其作为高速飞行器非对流式气动加热试验模拟中主要的试验方法使用。
石英灯加热管外表面的石英玻璃，其熔化温度高达１７００℃，软化温度为１６００℃，
热膨胀系数极小，并且具有良好的抗热冲击性能［７］
。在模拟高超声速飞行的高温气动热试验环境中，石英灯加热器一般
距离试验件表面约有５０～９０ｍｍ的距离，当试验件表面温度达到１２００℃时，由于石英灯内的发热体钨丝与石英灯外壁之间的距离非常近，一般仅有几个毫米，作为热源的石英灯加热器表面温度会因为更加接近发热体钨丝，而达到或超过石英玻璃的软化温度（１６００℃）。因此，当试验件表面温度较长时间超过１２００℃时，
石英灯会出现如图６所示的破坏形态，即由于石英玻璃高温软化，灯管内部的气体膨胀引起管壁变薄破裂。虽然像硅碳、硅钼以及石墨加热器能够生成温度更高的热试验环境，但是其加热装置的热惯性比较大，升温速度比较慢，不太适合用于模拟复杂机动飞行条件下的快速非线性热环境
。
图６ 石英灯及其高温软化后的破坏形态Ｆｉｇ．６ Ｑｕａｒｔｚ ｌａｍｐ
ａｎｄ ｄａｍａｇｅｄ ｓｈａｐｅ ａｆｔｅｒｈｉｇｈ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｓｏｆｔｅ
ｎ图７ 复合材料ＳｉＣ／ＳｉＣ １５００℃热试验曲线Ｆｉｇ．７ １５００℃ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐ
ｅｒｉｍｅｎｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＳｉＣ／ＳｉＣ 由于高超声速飞行器设计速度的不断提高，机动飞行过程变化复杂，当前研制部门迫切希望能够突破石英灯加热器的温度使用极限，使用热惯性小、可控性能好的辐射式石英灯加热器生成１４００～１５００℃热试验环境，实现高超声速飞行器前锥部、机身或翼舵面等区域的瞬态高速非线性高温试验模拟。
本文采取对石英灯加热器的金属引出部位进行水冷冷却，并通过透明的流动介质流过石英玻璃的表面，带走石英灯表面的热量等一系列措施和技术方法，将石英灯管外壁表面温度降到软化温度之下，使石英灯加热阵列能够通过提升供电电压辐射出更多的热量到达试验件的表面，从而提高石英灯阵列的极限热辐射温度。将石英灯加热器生成的热温度环境提高到１５００℃，瞬时加热温度可达１５５０℃，逼近石英玻璃的软化温度１６００℃。图７为使用石英灯辐射加热方式生成高达１５００℃的高温热试验环境后，对高超声速飞行器关键部位所使用的耐高温复合材料ＳｉＣ／ＳｉＣ试验件进行高温热性能试验，得到的反映ＳｉＣ／ＳｉＣ材料高温传热性能的试验测试结果。图７的试验结果显示，由于ＳｉＣ／ＳｉＣ材料的导热系数比较大，５ｍｍ厚的平板试件经过约１４０ｓ以后，前后表面的温度已基本上趋于一致。图８中给出了ＳｉＣ／ＳｉＣ试验件在经过１５００℃高温试验前、后的外形照片。由图８（ｂ）可见受到１５００℃高温后复合材料ＳｉＣ／ＳｉＣ试验件表面虽然出现了一定的剥离现象，但是在经过１５００℃高温后试验件的面外变形非常小，没有出现明显的弯曲或翘曲，基本保持了初始的平面形态，说明复合材料ＳｉＣ／ＳｉＣ结构的高温抗变形能
０
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力非常强。上述极端高温热试验测试技术填补了国内空白，满足了１４００～１５００℃热环境下高超声速飞行器材料和结构高速动态热环境试验模拟的迫切需求，其试验结果对高超声速飞行器的安全设计和可靠性评估提供了重要依据
。
图８ 复合材料ＳｉＣ／ＳｉＣ在１５００℃高温试验前、
后的图片Ｆｉｇ．８ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＳｉＣ／ＳｉＣ ｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ １５００℃ｈｅａｔｉｎｇ
ｔｅｓｔ（ａ）Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＳｉＣ／ＳｉＣ ｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ，（ｂ）ＳｉＣ／ＳｉＣ ｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ ａｆｔｅｒ １５００℃ｈｅａｔｉｎｇ
２ 超高温热环境力学测试技术
２．１ １５５０℃高温热辐射下全场热变形的非接触式光学测量
在进行高超声速飞行器材料或结构的静、动态气动热环境模拟试验以及热－载联合试验时，试验材料或构件表面在极端高温环境下形变的准确测量是一个具有重要应用背景和需要深入研究的难题。为了在这一关键测试技术上取得突破，我们建立了与红外辐射式瞬态气动热环境试验模拟系统相结合的
非接触高温变形光学测量系统［２７］
（如图９（ａ）所示）。被测试样（图９（ｂ））由放置在背面的红外辐射式瞬态气动热环境试验模拟系统加热，
由放置在其正前方的“主动成像”数字图像相关测量系统［２８，２９］
（图９（ｃ
））采集不同温度下的表面图像，随后采用数字图像相关方法［３０，３１］
从所记录的数字图像中提取全场变形信息。需要特别强调的是，实验表明基于单色光照明和窄带通光学滤波成像相结合的主动成像数字图像相关测量系统对环境光强的剧烈变化不敏感，可有效避免高温物体热辐射所造成的图像质量退化
现象，
详细内容可参见作者最近发表的相关论文［２７，２８］
。为验证主动成像数字图像相关测量系统的性能，试验以铬镍奥氏体不锈钢（材料牌号为
１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ）为测量对象，被测不锈钢板材试样的几何尺寸为１００×１００×２ｍｍ
３
，在其表面随机喷溅了可耐受１７００℃高温的无机高温漆作为高温变形信息载体（如图９（ｂ）所示）。被测不锈钢板材试样无约束地垂直放置在自行研制的瞬态气动热试验模拟系统的红外辐射加热阵列正前方约２００ｍｍ处的样品台上（如图９（ａ
）所示）。图１０为由主动成像数字图像相关测量系统获得初始温度为７２℃和１３００℃高温下测铬镍奥氏体不锈钢板材试样表面的数字图像，由于高温热辐射和试样表面高温氧化的影响，所获得的图像的质量会出现一定的退化现象。从图１０（ｂ）可见，虽然白色高温散斑颗粒形态保存良好，但镍基合金表面的氧化使无散斑颗粒的试样表面区域亮度出现了显著变化。但是这些存在一定程度退化的数字图像仍可使用作者之前提出的抗干扰能力极强的数字图像相关算法予以处理，并能获得高可信度的变形测量结果。
图１１绘出了铬镍奥氏体不锈钢板表面温度从７２℃加热到１３００℃时表面的平均热应变随温度变化的曲线。该图中的两幅插图分别代表８０３℃和１３００℃时试样表面由热变形引起的位移等值线和位移矢
量场。需要注意的是，受热过程中试样的整体刚体位移和微小刚体转动已按作者之前提出的方法［３２］
消
除。图１１中的两幅插图都清晰地显示该不锈钢材料受热后围绕计算区域的中心点向四周均匀膨胀。需要注意的是，在极端高温下因图像质量有所退化，位移场等值线的波动加大，显示了随着温度的增加，位移场中的噪声影响会随之增大的现象，所获得的位移场的精度略有所降低。
为进一步检验我们建立的非接触式高温应变测量技术的性能，对耐高温Ｃ／ＳｉＣ复合材料在最高受１５５０℃极端高温热冲击下的表面全场变形进行测量。图１２为试验装置的现场图片，被测的Ｃ／ＳｉＣ复
１
６２第３期吴大方等：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究
图９ （ａ
）基于红外辐射加热技术和主动成像数字图像相关方法的高超声速飞行器高温变形非接触光学测量系统示意图；（ｂ）表面制有高温散斑的镍基不锈钢板试验件；（ｃ）主动成像数字图像相关测量系统Ｆｉｇ．９ （ａ）Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｆｒａｒｅｄｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ａｃｔｉｖｅ ｉｍａｇｉｎｇ
ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ，（ｂ）Ｔｅｓｔ Ｎｉ－ｂａｓｅｄ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｗｉｔｈ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ；（ｃ）Ｐｈｏｔｏｇｒａｐ
ｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｌｆ－ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖｅｉｍａｇｉｎｇ
ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅ
ｍ图１０ 采用主动成像数字图像相关测量系统拍摄的试样表面数字图像Ｆｉｇ．１０ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｃａｐｔｕｒｅｄ ｂｙ
ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｃｔｉｖｅｉｍａｇｉｎｇ
ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ（ａ）７２℃，（ｂ）１３００℃合材料板厚３ｍｍ，在其成像面制作了可耐１７００℃高温的白色高温散斑颗粒，热控系统采用石英灯辐射加热方式从７０℃开始，按照线性升温过程对Ｃ／ＳｉＣ复合材料板加热至最高１５５０℃。控制计算机在加热过程中每两秒给出一个触发信号，使图像采集系统自动保存各触发时间点的数字图像。热冲击升温过程（７０℃～１５５０℃）为９０ｓ，共保存４５幅数字图像。
２
６２ 实 验 力 学 （
２０１２年）第２７卷
图１１ 铬镍奥氏体不锈钢板表面温度从７２℃加热到１３００℃时表面的平均热变形随温度变化的曲线，
其中两幅插图分别为８０３℃和１３００℃时试样表面由热变形引起的位移等值线和位移矢量场Ｆｉｇ．１１ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｒａｉｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｒｏｍｉｕｍｎｉｃｋｅｌ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｓａｍｐｌｅ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｆｒｏｍ ７２℃ｔｏ １３００℃．Ｔｈｅ ｔｗｏ ｉｎｓｅｔｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｄｉｓｐ
ｌａｃｅｍｅｎｔ ｖｅｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｏｆｔｈｅ ｔｅｓｔ ｓａｍｐｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｔ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｆ ８０３℃ａｎｄ １３００
℃图１２ Ｃ／ＳｉＣ复合材料板１５５０℃高温热冲击变形测量的试验现场图片，左图为加热前复合材料板的安装情况Ｆｉｇ．１２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｅｔｕｐ ｆｏｒ ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒａｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃ／ＳｉＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｆｒｏｍ ７０℃ｔｏ １５５０℃．Ｔｈｅ ｌｅｆｔ ｆｉｇｕｒｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｓａｍｐ
ｌｅ图１３为不同温度下，由主动成像二维数字图像相关测量系统记录的Ｃ／ＳｉＣ复合材料板表面的散斑图像。该图显示，对于Ｃ／ＳｉＣ复合材料，因其热辐射特性和氧化特性与铬镍奥氏体不锈钢板不同，在试样表面达到１４０９℃时，散斑图质量退化现象不明显，仍具有较大的对比度。但当在试样表面超过１５００℃时，尽管白色散斑颗粒的形态保存完好，但由Ｃ／ＳｉＣ复合材料板辐射出的位于带通光学滤波片
３
６２第３期吴大方等：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究
带通范围内光线的能量会显著增强，使散斑图像亮度逐渐趋于饱和，对比度明显降低
。
图１３ 由主动成像数字图像相关测量系统获取的不同温度下Ｃ／ＳｉＣ复合材料板表面的数字图像，
可见当该材料表面温度超过１４００℃后，
位于带通光学滤波片带通范围内光线的热辐射能量会显著增强，使散斑图像亮度逐渐趋于饱和，对比度逐渐降低
Ｆｉｇ．１３ Ｓｕｒｆａｃｅ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ Ｃ／ＳｉＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ａｔ ｖａｒｉｏｕｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．Ｉｔ ｉｓ ｃｌｅａｒ ｔｈａｔｗｈｅｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｘｃｅｅｄｓ １４００℃，ｔｈｅ ｒａｄｉａｔｅｄ ｌｉｇｈｔ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｂａｎｄｐａｓｓ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ
ｉｎ ａｎ ｓｕｄｄｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｏｖｅｒａｌｌ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ａｎｄ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｉｍａｇｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ因温度为１５２６．１℃的第４０幅散斑图与参考图像相比其图像对比度存在严重退化，利用常规的数字图像相关分析算法将难于获得正确的变形计算结果。为此，本文采用了我们最近发展的参考图自适
应更新的增量变形计算策略［３３］
，即利用计算区域中种子点的相关系数作为判据，及时更新参考图像。
通过比较相邻两幅图的变形增量，再累加获得１５５０℃时Ｃ／ＳｉＣ复合材料板表面的全场变形，结果如图１４所示。该图显示Ｃ／ＳｉＣ复合材料板表面的热变形成近似周期性的规律分布，
这与实际的编织结构相符合。
２．２ １４００℃高温条件下复合材料结构断裂特性试验研究
高超声速飞行器的翼舵结构、前锥等关键部位处于极端恶劣的热环境之中，使用一般金属材料已难以胜任。目前高超声速飞行器翼舵结构多采用使用温度大于１４００℃的ＳｉＣ／ＳｉＣ、Ｃ／ＳｉＣ等新型耐高温复合材料的设计方案。实现对高超声速飞行器所使用的耐高温复合材料结构在１４００℃～１５００℃高温下的热力联合试验具有重要的实际应用背景及迫切的需求，而在如此高的温度下进行高超声速飞行器结构的热力联合试验研究在国内还属空白。
从本文１．２可知，我们已经能够生成１５００℃的极端热环境，但是在如此高的温度下进行热力联合试验，还必须解决如何保证试验过程中力载荷能够始终有效地施加在处于极端高温环境中的结构部件之上的难题。对结构件施加超高温力载荷可考虑采用如下方法：
１
）采用耐高温陶瓷材料制作高温环境下的力传递部件。但是由于陶瓷材料脆性大，实施拉伸或交变载荷时容易断裂，而在施加单纯压载荷时可以考虑采用。另外，陶瓷材料硬度大不易加工，使用时需要解决高温下与试验件和作动器之间的有效联接问题。
２）采用钨、钼材料制作高温环境下的力传递部件。金属钨的熔点约为３３８０℃、
最高工作温度可达３２００℃；钼的熔点约为２６００℃，
从耐温的角度可以胜任高温力载荷环境的要求。但钨、钼材料制在高温４
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下会快速氧化，引起传力部件强度下降或断裂，一般要在真空或充有惰性气体的环境中使用。同时在设计高温传力部件时需要注意金属钨比较脆和钼的强度比较低的问题
。
图１４ １５５０℃极端高温下Ｃ／ＳｉＣ复合材料板表面的应变场
（ａ）ｘ方向正应变，（ｂ）ｙ方向正应变，（ｃ）切应变
Ｆｉｇ．１４ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｒａｉｎ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ Ｃ／ＳｉＣ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ ａｔ １５５０℃：（ａ）ｘ－ｄｉｒｅｔｉｏｎａｌ ｎｏｒｍａｌ
ｓｔｒａｉｎ，（ｂ）ｙ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｎｏｒｍａｌ ｓｔｒａｉｎ，（ｃ）ｓｈｅａｒ ｓｔｒａｉｎ
３）采用普通金属材料制作高温环境下的力
传递部件，但必须解决金属承力联接件在高温热
环境下出现的刚度下降，变形、软化甚至融化的
问题（金属铜的熔点约为１０８０℃，镍基不锈钢
１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ的熔点约为１４００℃）。本试验对金
属承力联接件的形状进行特殊设计，使其内部成
为中空结构，空心通道中流过低温液体介质使金
属承力联接件的温度下降，保持加载联接件的刚
性并避免金属高温软化现象的出现。同时，控制
冷却介质的流量及流速，使金属承力联接件的温
度下降到一定程度，但又不至出现过度冷却现
象，以避免因承力联接件由于温度下降过大对周
围高达１４００℃～１５００℃热环境产生大的热耦合
干扰；尽量使承力联接件能够工作在高温合金材
料的高温安全强度区域的上端，接近但又不超过
可使用的临界高温安全强度范围。
我们使用自行研制的热力联合试验装置完成了１４００℃高温条件下复合材料结构断裂特性试验研究。图１５为ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构高温热试验前、后的照片，图１６是１４００℃热力联合试验装置结构示意图
。
图１５ ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构１４００℃高温热试验件照片
Ｆｉｇ．１５ Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＳｉＣ／ＳｉＣ ｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ ａｆｔｅｒ １４００℃ｈｅａｔｉｎｇ（ａ）Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＳｉＣ／ＳｉＣ ｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ，（ｂ）ＳｉＣ／ＳｉＣ ｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ ａｆｔｅｒ ａｂｒｕｐｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｗｉｔｈ １４００℃ｈｅａｔｉｎｇ
图１７中给出了ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构１４００℃热环境试验模拟结果和力载荷试验的结果。由图可
５
６
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第３期吴大方等：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究
见当热试验环境达到１４００℃并趋于稳定之后，对复合材料结构施加了线性上升的力载荷，得到ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构在１４００℃高温下的断裂强度和出现断裂时的时间点等参数。该试验结果对高超声速飞行器在极端高温环境下关键受热部件的安全设计和可靠性评定提供了极为重要的依据
。
图１６ １４００℃热力联合试验装置示意图Ｆｉｇ．１６ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｌｏａｄｉｎｇ
ｔｅｓｔ ｗｉｔｈ １４００
℃图１７ 复合材料ＳｉＣ／ＳｉＣ １４００℃热－力载荷试验结果Ｆｉｇ．１７ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｌｏａｄｉｎｇ
ｔｅｓｔｗｉｔｈ １４００℃ｆｏｒ ｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＳｉＣ／ＳｉＣ３ 结构高温热振联合试验和隔热性能试验研究
３．１ 高速巡航导弹翼面结构高温（９００℃）
热振联合试验高速巡航导弹飞行速度快，滞空时间长，由气动加热引起弹翼、整流罩和弹体等部件外表面温度升高的同时，还会伴随有长时间的剧烈振动。气动加热产生的热环境会使材料和结构的弹性模量、刚度等力学性能发生明显变化，
对导弹结构的固有振动特性带来严重的影响。因此，对高速巡航导弹的弹翼等结构进行高温热模态试验，
模拟飞行过程中的高温热环境与振动环境，在力－热复合环境条件下对弹翼结构的振动特性进行试验测试，得到部件固有频率等参数随温度的变化规律，对于高速巡航导弹的可靠性设计和安全飞行具有重要的意义
。
图１８ 双层翼面结构试验件
Ｆｉｇ．１８ Ｓｐ
ｅｃｉｍｅ
ｎ图１９ 翼面结构热－振试验件安装示意图
Ｆｉｇ．１９ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｍｉｓｓｉｌｅ ｗｉｎｇ
ｓｐｅｃｉｍｅｎｆｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
ｔｅｓｔ 试验件如图１８所示，为中空双层梯形镍基不锈钢金属翼面结构。试验件的上、下表面中部安装有温度传感器，用以在试验过程中测量并控制翼面结构表面温度的动态变化。在翼面结构的四个截面上通过引伸杆安装有８个加速度传感器，对翼面的振动响应进行测试。翼面结构热－振试验件的安装如图１９所示。翼面结构的上、下两面安装石英灯红外辐射加热阵列对翼面结构的上、下表面进行加温，通过气动热环境模拟控制系统生成试验所需的动态温度环境。试验时激振器通过连接杆在热场之外对翼
６
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面进行激励。使用能耐１６００℃高温的刚玉陶瓷引伸杆，将翼面上的振动信号传递到热场之外，加速度传感器固定在引伸杆的冷端，对振动信号进行采集。
本翼面结构的温度试验环境选择在常温、２００℃、３００℃、…、９００℃九种不同的温度条件下进行，除常温试验外，热试验过程均在２００ｓ内将试验件从室温加热到各目标设定值，由于高速远程巡航导弹的飞行时间比较长，翼面结构的恒温过程保持至１８００ｓ，以便对翼面结构在长时间加热环境下其动态特性的变化规律进行观察与分析。图２０为２００℃～９００℃不同温度条件下，翼面的设定温度与上、下表面实际控制结果温度曲线，从图２０中的试验结果可以看到，在热－振联合试验过程中，翼面上的温度“控制曲线”与“设定曲线”重合在一起，即使在温度快速上升段和曲线转折处都符合得很好。图２１是弹翼热－振联合试验的照片。图２２、图２３是常温至９００℃温度环境下双层翼面结构的一阶和三阶固有频率变化曲线。本试验中温度环境对翼面振动特性的影响主要来自于：高温环境使材料和结构的力学性能发生了改变，弹性模量和结构的刚度会随着温度的升高而降低；温度快速变化时结构内部出现温度梯度，导致结构内部产生热应力，进而使结构刚度发生变化。由于以上原因，在升温阶段和温度转折过渡段，翼面结构固有频率随温度频率的变化而改变；当温度趋于稳定后，温度梯度产生的热应力减少，同时翼面材料和结构的力学性能参数也逐渐趋于稳定，振动固有频率的变化趋势变得比较缓慢，逐渐趋于稳定状
态。由于篇幅所限，一阶和三阶以外的固有频率变化的试验结果未列出
。
图２０ 弹翼上、下表面的设定和实际控制温度曲线Ｆｉｇ．２０ Ｓｅｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｎｕｐｐｅｒ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｆ ｍｉｓｓｉｌｅ ｗｉｎ
ｇ
图２１ 弹翼结构热－振联合试验照片Ｆｉｇ．２１ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｅｓｔ ｆｏｒ ｍｉｓｓｉｌｅ ｗｉｎ
ｇ
图２２ 不同温度下频率变化曲线（一阶）
Ｆｉｇ．２２ Ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｕｒｖｅｓ ｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（ｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
）
图２３ 不同温度下频率变化曲线（三阶）
Ｆｉｇ．２３ Ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｕｒｖｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（ｔｈｉｒｄ ｏｒｄｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）
高温条件下翼面结构固有频率等振动特性变化规律的获得，为高速巡航导弹弹翼结构在热振耦合
７
６
２
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环境下的振动特性分析与安全设计提供了重要试验依据。
３．２ 非线性热环境下高温合金蜂窝板结构（最高９５０℃）
隔热性能试验金属蜂窝板结构的重量轻，在高温环境下的抗变形能力强（刚度大）、薄壁空心结构使其导热系数较
小，是航空航天器设计中理想的防热结构［３４］
，现已在航空航天领域得到了广泛应用。金属蜂窝板结构
在高温热环境下的隔热特性的研究对高超声速飞行器热防护设计具有重要的应用价值。
试验用镍基高温合金蜂窝板结构平板试件如图２４所示（平面尺寸２００ｍｍ×２００ｍｍ，蜂窝单元外接圆直径６ｍｍ，高度７．５ｍｍ，面板厚度０．１６ｍｍ，总厚度７．８２ｍｍ）。图２５为辐射热试验装置的结构示意图，在金属蜂窝板结构前后表面中部均焊接热电偶，用以实时控制或测量金属蜂窝板结构前后表面的温度
。
图２４ 金属蜂窝板试验件
Ｆｉｇ．２４ Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｐａｎｅｌ ｓｐ
ｅｃｉｍｅ
ｎ图２５ 红外辐射式热试验装置示意图Ｆｉｇ．２５ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｎｔ ｔｈｅｒｍａｌ
ｔｅｓｔ 本试验设置了四种非线性动态热模拟过程Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３和Ｔ４（图２６实线）。四条曲线的最高点温度分别为３５６．９℃、７１３．６℃、８３０．３℃［３５］
和９５０．４℃，图２６显示金属蜂窝板前表面温度的“设定曲线”和“实际控制曲线”吻合性良好。由后表面温度传感器的测量结果可得到非线性温度环境下金属蜂窝板结构隔热性能
。
图２６ 蜂窝板前表面设定和实际控制温度曲线Ｆｉｇ．２６ Ｓｅｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｐ
ａｎｅ
ｌ图２７ 曲线Ｔ４（最高点９５０．４℃）的试验和计算结果Ｆｉｇ．２７ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｔ Ｔ４（ｈｉｇｈ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ９５０．４℃） 图２
７是蜂窝板前表面温度曲线为Ｔ４（最高点温度９５０．４℃）时，蜂窝板后表面温度的试验结果和数值计算结果。由图可知蜂窝板后表面的数值计算结果与试验结果十分接近，取得了比较良好的一致性。图２８给出四条非线性温控曲线Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３和Ｔ４的前后表面温差随时间的变化历程。从图中蜂窝板前后表面温度差的变化可知在快速变化的非线性高温环境中的不同时刻，金属蜂窝板的隔热效果与受热面温度变化率以及变化率的方向相关联。非线性高温环境下金属蜂窝板隔热效果变化规律的获得，为研究处于高速变化的复杂飞行过程中航天航空飞行器的热防护设计提供了重要依据。
图２９是高温合金板与金属蜂窝板结构经过相同的９５０℃高温试验后的外形照片。由图可以看到
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高温合金薄板试件经过９５０℃高温后，出现了比较大的扭转和弯曲，而金属蜂窝板结构在经过９５０℃高温热环境试验后其平面跷曲和变形都很小。因此高温合金蜂窝板结构特别适合用于制作在气动热引起的高温热环境下要求变形量小、质量轻的高速飞行器结构部件
。
图２８ 蜂窝板在不同温度曲线下前后表面的温度差变化
Ｆｉｇ．２８ Ｈｅａｔ－ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｉｃｈｏｎｅｙ
ｃｏｍｂ ｐａｎｅｌ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅ
ｓ图２９ 高温合金板和金属蜂窝经过９５０℃高温后的变形图Ｆｉｇ．２９ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｌｌｏｙ
ｐａｎｅｌ ａｎｄｍｅｔａｌｌｉｃ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｐ
ａｎｅｌ ａｆｔｅｒ ９５０℃ｈｅａｔｉｎｇ４ 结论
本文介绍了最近几年我们在高超声速飞行器热防护材料和结构气动热环境试验模拟技术研究以及极端热环境力学测试技术研究方面赶超国际先进水平所取得的进展，具体研究成果总结如下：１
）在高超声速飞行器热防护材料和结构气动热环境试验模拟技术研究方面，自行开发研制了性能逼近极限的石英灯红外辐射式高超声速飞行器气动热环境试验模拟系统。该系统可实现升温速率高达
２１０℃／ｓ的极快非线性高速热冲击过程的动态模拟，具有瞬时热流密度达到２ＭＷ／ｍ
２的非线性热冲击环境模拟的能力，并且将石英灯加热器的热辐射能力提高到１５００℃（
接近石英玻璃的软化温度），实现了ＳｉＣ／ＳｉＣ高温复合材料结构在１５００℃有氧环境下的热性能测试。
２
）极端热环境力学测试技术研究方面，将基于图像的变形测量方法和高超声速瞬态气动热环境试验模拟系统相结合，发展了可实现超过１５５０℃高温变形测量的非接触光测技术；发展了在有氧环境中可实现１４００℃高温条件下的复合材料结构断裂特性试验技术，并且完成了ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料结构在１４００℃极端热环境下的断裂性能试验测试。
３）进行了高速巡航导弹翼面结构９００℃高温环境下的热载联合试验，并对高温合金蜂窝平板结构在９５０℃的非线性热环境下的隔热性能进行了试验研究。参考文献：
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ＨＦＬ）＂ＩＧＬＡ＂ｉｎ Ｔｈｅ ＰＧＵ ｏｆ ＴＳＩＩＭＡＳＨ［Ｒ］．ＡＩＡＡ ２００１－１８７５．［４］ Ｌａｕｒｅｎｔ Ｓ，Ｆｒａｎｃｏｉｓ Ｆ．ＰＲＯＭＥＴＨＥＥ：ｔｈｅ Ｆｒｅｎｃｈ ｍｉｌｉｔａｒｙ
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Ｃｈｉｎｅｓｅ））［６］ 李成功，傅恒志，于翘．航空航天材料［Ｍ］．北京：国防工业出版，２００２（Ｌｉ Ｃｈｅｎｇ－ｇｏｎｇ
，Ｆｕ Ｈｅｎｇ－ｚｈｉ，ＹｕＱｉａｏ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｆｏｒ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｐｒｅｓｓ，２００２（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ））９
６２第３期吴大方等：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究
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ｓｙｓｔｅｍ０
７２ 实 验 力 学 （
２０１２年）第２７卷
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ＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｅ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ
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Ｃｈｉｎｅｓｅ））Ｏｎ ｔｈｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｈｉｇｈ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ ａｎｄ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｈｅａｔｉｎｇ
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏ－ｍａｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ
ＴｅｃｈｎｉｑｕｅＷＵ Ｄａ－ｆａｎｇ，ＰＡＮ Ｂｉｎｇ，ＧＡＯ Ｚｈｅｎ－ｔｏｎｇ，ＭＵ Ｍｅｎｇ
，ＺＨＵ Ｌｉｎ，ＷＡＮＧ Ｙｕｅ－ｗｕ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１００１９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｉｇｈ ｈｅａｔ ｆｌｕｘ ａｎｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｘｔｒｅｍｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓａｆｅｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓ ｏｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｈｏｍｅ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｑｕａｒｔｚ ｌａｍｐ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｈｅａｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ｈｅａｔ ｆｌｕｘ ｏｆ ２ＭＷ／ｍ２，ｈｅａｔｉｎｇ ｒａｔｅ ｕｐ ｔｏ ２１０℃／ｓ，ａｎｄ ｈｉｇｈｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｐ
ｔｏ １５００℃．Ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈｏｍｅ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｈｅａｔｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｉｎｃｌｕｄｅ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ：（１）ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ａｍｂｉｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｃｈａｎｇｅ ａｃｔｉｖｅ ｉｍａｇｉｎｇ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｙ
ｕｓｉｎｇｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，ｆｕｌｌ－ｆｉｅｌｄ ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｕｐ ｔｏ １５５０℃．（２）ｆｒａｃｔｕｒｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＳｉＣ／ＳｉＣ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｉｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｕｐ
ｔｏ１４００℃ｗａｓ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ．Ｓｏｍｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｕｃｈａｓ ｔｈｅｒｍａｌ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｗｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｃｒｕｉｓｅ ｍｉｓｓｉｌｅ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｔ－ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｐａｎｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒ ｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｕｐ ｔｏ ９５０℃．Ａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ｆｌｉｇｈｔｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ ａｅｒｏｓｐ
ａｃｅ ａｎｄ ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ｆｉｅｌｄｓ．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ；ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉａｎｔ；ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ
１
７２第３期吴大方等：超高温、大热流、非线性气动热环境试验模拟及测试技术研究
选修六-环境保护测试题
选修六环境保护测试题 一、单选题： 下图是我国能源保障分布区示意图， 完成1～3题。 1．我国能源保障水平的分布特征是 ①沿海高，内陆低②西部高，东部低 ③北部高，南部低④东部高，中西低 A．①②B．②③ C．①③D．②④ 2．影响我国能源保障水平分布的主要 因素是 ①地区能源生产总量 ②地区能源消费总量 ③地区国民生产总量 ④地区国民人口总量 A．①②B．②③ C．①③ D．②④ 3．M地区能源保障水平高，主要是因为 ①煤炭资源丰富②石油资源丰富③天然气资源丰富④水能资源丰富 A．①② B．②③ C．①③D．③④ 4．造成我国大部分地区水污染的主要污染源是 ①工业废水②生活污水③农业退水④家庭炉灶⑤水土流失⑥酸雨 A．①②⑥ B．①②③ C．②④⑥D．④⑤⑥ 下表为“部分国家人均水资源拥有量及每万元GDP 耗水量表”，回答5～7 题。 中国美国澳大利亚法国世界平均人均水资源拥有量（m3）2200 8952 18245 3357 8900 每万元GDP耗水量（m3）5045 514 387 288 1344 5、由表分析可以看出 A、我国人均水资源拥有量和水资源总量均低于法国 B、我国每万元GDP 耗水量约是美国的10倍 C、我国人均水资源拥有量约占世界平均水平的1/3 D、澳大利亚人均水资源拥有量高是因为水资源特别丰富 6、我国每万元GDP耗水量高的主要原因是 A、工业发达，耗水量大 B、技术水平低和节水意识淡薄 C、人口众多，生活用水量大 D、水污染严重 7、建设节水型社会的主要措施是 A、加大水利建设投入 B、控制城市规模 C、提高水资源利用率 D、优先发展工业 8、读下面相关示意图，指出其中符合自然资源的图例是
信息安全测试检测
信息安全测试检测 目录 1、概述 (2) 1.1信息安全风险评估的概念与依据 (2) 1.2信息安全等级保护的定义 (2) 1.3涉密系统测评的两种形式 .............................................. 错误!未定义书签。 2、信息安全测试检测的重要性 (4) 1.1信息安全风险评估的意义和作用。 (4) 1.2信息安全等级保护测评的意义 (4) 1.3涉密系统测评的意义 (5) 3、涉密信息系统测评要点分析 (5) 3.1应首先核实管理体系文件能否被执行 (5) 3.2应从全局角度确认管理体系的完整性 (6) 3.3采用风险分析的方法来确认具体 (6) 3.4应掌握评价管理制度可操作性的关键要素 (6) 3.5管理体系应能够自我改进 (7) 4. 信息安全等级保护测评中应关注的几项问题 (8) 5、信息安全风险评估策划阶段关键问题 (9) 5.1确定风险评估范围 (9) 5.2确定风险评估目标 (9) 5.3建立适当的组织机构 (10) 5.4建立系统性风险评估方法 (10) 5.5获得最高管理者对风险评估策划的批准 (11) 5.6总结 (11)
信息安全测试检测是一个统称的概念。用来概括信息系统风险评估、等级保护测评和涉密系统测评三项信息安全方面的测试检测工作。信息系统风险评估、等级保护测评和涉密系统测评这三种实现信息安全的方法都是当前我国进行信息安全保障工作的重要内容和手段，信息安全测试检测概念的提出对于规范和明确信息安全日常工作具有重要作用。 1、概述 通常来讲，信息安全测试检测包含风险评估、等级保护测评以及涉密系统测评。以上3种检测都需要相应的检测资质，例如风险评估工作需要风险评估资质，等级保护测评需要等级保护资质，资质不能混用，全国目前同时具备以上3种检测资质的单位并不多，具了解，山东省软件评测中心同时具备风险评估、等级保护、涉密系统3种检测资质。 1.1信息安全风险评估的概念与依据 风险评估是对信息及信息处理设施的威胁、影响、脆弱性及三者发生的可能性的评估。它是确认安全风险及其大小的过程，即利用定性或定量的方法，借助于风险评估工具，确定信息资产的风险等级和优先风险控制。 风险评估是风险管理的最根本依据，是对现有网络的安全性进行分析的第一手资料，也是网络安全领域内最重要的内容之一。企业在进行网络安全设备选型、网络安全需求分析、网络建设、网络改造、应用系统试运行、内网与外网互联、与第三方业务伙伴进行网上业务数据传输、电子政务等业务之前，进行风险评估会帮助组织在一个安全的框架下进行组织活动。它通过风险评估来识别风险大小，通过制定信息安全方针，采取适当的控制目标与控制方式对风险进行控制，使风险被避免、转移或降至一个可被接受的水平。 1.2信息安全等级保护的定义 信息安全等级保护是对信息和信息载体按照重要性等级分级别进行保护的一种工作，在中国、美国等很多国家都存在的一种信息安全领域的工作。在中国，信息安全等级保护广义上为涉及到该工作的标准、产品、系统、信息等均依据等级保护思想的安全工作；狭义上称为的一般指信息系统安全等级保护，是指对国
气动加热对于弹体结构刚度有何影响
气动加热对结构的影响主要表现为在热流作用下结构的表面温度 升高导致材料特性发生变化，同时由于受热不均匀导致产生温度梯 度，从而影响结构整体的动力学性能。其主要表现为对结构刚度的影响，即结构刚度在高温情况下会发生变化，同时刚度决定了结构的动力学特性，结构刚度的改变就意味着结构动力学性能的改变，由此带来飞行器结构热环境下飞行性能的变化，引起热颤振、热振动等问题。 1弹体结构气动加热下刚度变化分析 针对热效应对结构刚度的影响，主要考虑三个方面：(1)材料的弹性模量会随温度的变化而变化，导致结构刚度特性的变化;(2)结构在约束状态或温度梯度下，热应力的产生导致刚度特性的变化;(3)结构初始变形对刚度的影响。考虑到本文采取的模型变形程度较小，属于小变形，第三条因素不做考虑。 针对结构模态分析，考虑弹性模量变化和热应力对结构固有频率 的影响，方程可以写为[1]： 假设弹体飞行高度为21400m，来流速度为2440m/s，来流密度为0.0757kg/m3，经计算驻点的热流密度为387KW/m2，材料的传热参数见表1。 采用有限元软件建立弹体结构的传热模型，弹体结构采用shell 元来模拟，根据前面气动加热的计算结果在结构表面施加相应的热流 密度，采用热辐射边界条件模拟与外部环境的对流换热，利用稳态传热求解获得气动加热下弹体结构表面的温度分布，结果如图2：从仿真结果可以看出，气动加热产生的热流密度使结构温度有很
大提升，其中在弹体头部温度最大，达到471℃;同时热流密度在弹体表面分布不均匀，导致受热不均匀产生温度梯度，这也是结构产生热应力的主要因素。 3气动加热环境下结构的刚度变化 结构在温度载荷作用下使得结构材料发生软化以及产生热应力， 表现出与常温下不同的刚度特性，刚度特性可以通过固有模态来反 映。不同温度下，钛合金材料的参数与温度的关系如下： 由前面计算获得的温度作为边界条件，首先计算结构在温度载荷下的热应力大小。下图给出了热载荷下结构的热应力分布，从图中可以看出，由于受热不均匀产生温度梯度导致结构中产生热应力，最大热应力可达 1.84×107Pa。 计算在常温下以及在温度载荷作用下结构的固有模态频率，考虑到弹性模量下降和热应力作用都会导致结构的刚度变化，分别考虑材料软化和热应力作用这两个因素，下图给出了前三阶模态振型，表3给出了热效应对结构固有频率的影响，分别分为三种情况。 由表3可以看出，结构在气动加热条件下刚度会发生显著降低。 比较热效应下的材料软化效应以及热应力对结构刚度的影响可以进 一步发现，材料软化因素对结构刚度下降占绝大多数因素，这是由于结构产生的热应力一般较小，其数量级在106-107Pa，而弹性模量的变化比较显著，其数量级有1010Pa。实际结构中，当温度梯度比较大或结构受热不能自由变形，会产生很大热应力，对结构刚度特性也有很大影响，甚至引起结构的失稳破坏。
住宅建筑热环境模拟工具包(DeST-h)
教育部科技发展中心 成果名称：住宅建筑热环境模拟工具包（简称“DeST-h ） 申请单位：清华大学 成果编号：鉴字[教NF2003]第003号 鉴定日期：2003年3月26日 学 科：土建水 成果简介：（1000字以内，可公开部分） 住宅建筑热环境模拟工具包（简称“DeST-h ”）为国家自然科学基金重点项目“住区微气候工程热物理问题研究”编号59836250的子课题，是在清华大学建筑环境与设备研究所十余年的科研成果的基础上，由清华大学建筑技术科学系研制开发的面向住宅类建筑的设计、性能预测及评估并集成于AutoCAD R14上的辅助设计计算软件。 DeST-h 主要用于住宅建筑热特性的影响因素分析、住宅建筑热特性指标的计算、住宅建筑的全年动态负荷计算、住宅室温计算、末端设备系统经济性分析等领域。DeST-h 采用状态空间法求解不稳定传热方程组，在此基础上分析建筑动态热特性，计算住宅建筑的空调能耗，客观全面地反映住宅建筑的热状况。 DeST-h 提供可视化的建筑几何与热环境描述界面，用DeST-h 描述中等复杂度的建筑平均只需一人一天的时间，而对应的描述数据量超过1兆字节。DeST-h 是高度集成的软件，所有的描述均嵌入在AutoCAD 中，使用方便快捷。 DeST-h 是动态模拟软件，计算过程的实质是求解非稳态传热微分方程组，由于DeST-h 计算核心在计算速度方面做了充分的优化，用DeST-h 在平均速度的计算机上计算复杂建筑全年8760小时上百个房间的负荷只需要不超过一个小时的时间，计算基础室温的时间更是只有十几分钟。用EXCEL 做相同复杂度的计算基本不可实现，而手算更无法完成。 由于采用C++各动态分配数据技术，DeST-h 对计算对象的复杂度没有实质的限制。在测试中建筑复杂度超过了300个房间，而工程实例中有多个上百个房间的案例。用DeST-h 对平均复杂度的工程做一次分析，只需要一人周的时间，而对于简单工程，两天则可完成，大大提高生产效率。 DeST-h 是国内唯一可以对建筑物及其空调供暖系统进行全年逐时模拟分析的软件。DeST-h 是世界上第一个专门用于住宅类建筑能耗模拟分析的软件。 清华大学热能系空调教研组在其十余年对建筑和空调系统模拟的基础上，不断与国内外从事模拟研究的机构进行交流（美国的LBL 实验室，欧洲的BRE 和国际能源组织IEA 等），从国内空调设计的实际情况出发，逐步开发出一套面向设计人员的设计用模拟工具：Desinger's Simulation Toolkit (DeST) ，目的是把模拟分析技术有效的引入设计中，为设计人员提供全面有力的帮助。 DeST 与其他传统的模拟系统的区别主要在于充分考虑了设计的阶段性，根据设计的不同阶段采用不同的模拟方法，并且在不同的模拟模块之间建立起详 细具体的数据连接。DeST 整体开发过程中一直遵循着"以人为本"的方针，充分考虑了设计人员的设计思路，使得设计人员在使用DeST 时只需要很短的时间就可以熟悉掌握。采用DeST 作为工具，复杂的模拟分析工作变成一项简单而有趣味的工作，设计人员可以把更多的时间用于提高设计的可靠性上，十年前AUTOCAD 逐渐取代画板，在计算机技术和模拟技术高度发展的今天，高度集成的、可靠的模拟分析工具将起到越来越重要的作用。 能源世界——中国节 能 建 筑 网 w w w .c h i n a g b .n e t
2021版高考地理一轮复习选修6环境保护第45讲环境污染与防治达标检测知能提升新人教版
第45讲环境污染与防治 非选择题 1．(2020·福州质检)非点源污染又称面源污染，主要源自农村，如来自含有农药、化肥的农田废水等。下图示意2005－2015年我国某县部分农田非点源污染的变化状况。 与农业种植公司相比，指出该县2005－2015年种植散户农田非点源污染的变化特点，并分析原因。 解析：变化特点可对比图中种植散户与农业种植公司的数据，从数量与变化角度分析。分析原因时，要注意农业种植公司具有集中布局、技术与管理经验较先进的优势，而种植散户排放具有时空的分散性，更因技术、意识等因素，污染排放多、处理难度大。 答案：特点：与农业种植公司相比，种植散户的农田非点源污染较严重且逐年加剧。 原因：来自种植散户的非点源污染分布广，排放时空更不确定；环保意识较薄弱，排放更无序，在管理上更难以控制和治理；经济技术较低，污染处理技术较弱，难以达标排放。 2．融雪剂可通过降低冰雪融化温度融化道路上的积雪，播撒处效果明显。普通融雪剂成分主要是醋酸钾和氯盐。研究发现，含普通融雪剂的(雪)水具有较强的腐蚀性。我国北方的很多城市处理城市积雪时，往往大面积播撒融雪剂，部分不能及时融化的积雪会集中堆放在绿化带或农田附近。 分析大量播撒普通融雪剂可能造成的危害，并提出可行的解决措施。 解析：含普通融雪剂的(雪)水具有较强的腐蚀性，融雪后会腐蚀道路、桥梁等设施；进入农田、地下水中，会污染土壤、地下水等。解决措施可从改良融雪剂以及减少普通融雪剂使用量等角度分析。 答案：危害：腐蚀路面、桥梁等市政工程设施，减少设施使用寿命；造成土壤污染，导致绿化植物死亡；污染地表水和地下水，危害人体健康等。 措施：增加机械清雪和人工清雪，减少普通融雪剂的使用；研制和使用环保型融雪剂；等等。 3．(2020·宜昌模拟)长江中下游两岸的能源重化工业快速涌现、密集布局，呈现杂乱无序、过度开发之势。这些能源重化工业每天产生的各类工业废水偷排入江，混杂着生活污
信息安全等级测评师测试题
信息安全等级测评师测试题
信息安全等级测评师测试 一、单选题（14分） 1、下列不属于网络安全测试范畴的是（ C ） A. 结构安全 B. 边界完整性检查 C. 剩余信息保护 D. 网络设备防护 2、下列关于安全审计的内容说法中错误的是（ D ）。 A. 应对网络系统中的网络设备运行情况、网络流量、用户行为等进行 日志记录。 B. 审计记录应包括：事件的日期和时间、用户、事件类型、事件是否 成功及其他与审计相关的信息。 C. 应能根据记录数据进行分析，并生成报表。 D. 为了节约存储空间，审计记录可以随意删除、修改或覆盖。 3、在思科路由器中，为实现超时10分钟后自动断开连接，实现的命令应 为下列哪一个。（ A ） A. exec-timeout 10 0 B. exec-timeout 0 10 C. idle-timeout 10 0 D. idle-timeout 0 10 4、用于发现攻击目标。（ A ） A. ping扫描 B. 操作系统扫描 C. 端口扫描 D. 漏洞扫描 5、防火墙提供的接入模式中包括。（ ABCD ） A. 网关模式 B. 透明模式 C. 混合模式 D. 旁路接入模式 6、路由器工作在。( C ) A. 应用层 B. 链接层 C. 网络层 D. 传输层 7、防火墙通过＿＿控制来阻塞邮件附件中的病毒。( Ａ ) Ａ．数据控制Ｂ．连接控制Ｃ．ACL控制Ｄ．协议控制 二、多选题（36分） 1、不同设VLAN之间要进行通信，可以通过＿＿。( A B ) A交换机B路由器C网闸 D入侵检测 E入侵防御系统2、能够起到访问控制功能的设备有＿＿。( ABD ) A网闸 B三层交换机 C入侵检测系统 D防火墙 3、路由器可以通过来限制带宽。（ ABCD ） A．源地址 B.目的地址 C.用户 D.协议 4、IPSec通过实现密钥交换、管理及安全协商。（ＣＤ） A. AH B. ESP C. ISAKMP/Oakley D. SKIP 5、交换机可根据＿＿＿＿来限制应用数据流的最大流量。（ ACD ） A.IP地址 B.网络连接数 C.协议 D.端口 6、强制访问控制策略最显著的特征是＿＿＿＿＿。（ BD ） A.局限性 B.全局性 C.时效性 D.永久性 7、防火墙管理中具有设定规则的权限。（ CD ） A．用户 B.审计员 C.超级管理员 D.普通管理员 8、网络设备进行远程管理时，应采用协议的方式以防被窃听。 （ＡＣ） A. SSH B. HTTP C. HTTPS D. Telnet E.FTP 9、网络安全审计系统一般包括（ABC ）。 A.网络探测引擎 B.数据管理中心C审计中心 D声光报警系统
气动系统的结露问题
气动系统的结露问题 1 前言 随着气动技术向小型化、高速化方面的发展，气动系统中的结露问题，越来越成为急需解决的重要课题。 近年来，国外一些学者对气动系统中的结露问题进行了研究[1I。但是迄今为止还没有形成一种较完善的、系统的理论，还没有一个能够正确判别气动系统是否结露的准则。 本文总结了作者多年的理论和实验研究，将结露现象分为内部结露和外部结露，分析了它们的产生机理和影响结露产生的各种因素及影响程度，并提出了预防结露的一些简单措施。希望能够对气动系统的设计提供一些参考。 2 结露的的分类及其产生机理 根据气动系统中结露现象发生的位置不同将其分为两类：内部结露的和外部结露。内部结结露是指在气动系统运行过程中其内部(例如气缸、气管和阀等的内部)出现水滴的现象。外部结露的是指在气动系统运行过程中系统元件的外部出现水滴甚至结冰的现象。这两种结露对系统的润滑、寿命以及可靠性等都有很大的影响，其发生机理如下所述。 2．1 内部结露 在气动系统运行过程电压缩空气(经干燥器干燥过)的突然膨胀使其温度急剧下降，如果该温度达到当时条件下的露点温度，则包含在在其中的部分蒸气会凝结为液态的水滴。在排气过程中，一些水滴会随着压缩空气排人大气，如果随压缩空气排出系统的水滴的质量小于由这些压缩空气凝结出来的水滴的质量，就会有一部分水滴留在系统中，使系统中水和水蒸气的含量之和增加。如此不断累积的结果使系统出现内部结露。内部结露一般容易出现在由气缸和长管路组成的系统中，这是因为水滴在随空气排出过程中，管路越长越容易留在其中。 2．2 外部结露 在系统运行过程中，压缩空气的温度随着系统排气而急剧下降，导致系统元件温度的下降，使元件的外表面温度低于环境温度，如果该温度达到外部空气的露点温度，则在元件外部出现水滴，形成外部结露。如果元件外表面温度由于急速排气而不断下降，达到零度以下，就会结冰。外部结露一般易发生在由大气缸和短管路所组成的回路电这是由于在这种系统中气缸及气管外侧表面积和其容积的比值很小，外部空气和系统内部空气之间不能进行充分的热交换，导致系统元件的外表面温度较低所造成的。 3 影响结露产生的主要因素 根据结露的发生的机理，影响结露的主要因素有：供气压力、压缩空气和环境的温度及露点温度、气缸和气管的材质、运行负载等。 3．1 供气压力、压缩空气温度、压缩空气和环境空气结露点温度的影响 显而易见，供气压力越高、压缩空气的温度越低，在排气过程中压缩空气可能达到的最低温度越低，则系统越容易发生结露。压缩空气或环境空气的露点温度越高，其中的水蒸气越容易达到饱和状态，则系统越容易发生结露。 3．2 环境温度的影响 气动系统中的压缩空气，在其充气和放气过程中必然要和外部空气进行热交换。因此环境温度直接影响压缩空气的状态。环境温度越高，越不易产生结露。 3．3 气扛和气管的材质及尺寸的影响 气缸和气管材质直接影响外部空气和元件内压缩空气的热交换。环境温度较高时，气缸和气管材质的热传导率越高、壁面越薄，越不易产生结露。 3．4 负载的影响
【免费下载】室外风环境模拟软件介绍
风环境模拟软件 风环境模拟软件是由PKPM与Cradle公司为满足中国绿色建筑标准而定制合作研发的一款软件，属于PKPM绿色建筑系列软件之一，是实现绿色建筑系列软 件中室外风环境、室内自然通风以及热岛模拟计算等CFD模拟分析的专业软件。该软件已经发展成为用户界面友好，计算速度高，并具有丰富功能的风环境模件。 拟软 【软件特点】 l 向导模式，易于掌握 软件提供向导模式，用户可根据向导指导进行操作，软件的操作具有提示性，会一路提示操作者设定边界条件，方便新用户快速掌握。经过几天培训，没使用过风环境模拟软件的设计师就能利用其进行简单的分析计算。 l 高效的操作流程 软件直接导入PKPM绿建系列软件统一的数据模型，设置好室外边界、室外辅助参数（比如地形高差、种植绿化等）等信息后，由软件自动划分网格进行计算，大大提高工作效率，最后通过强大的可视化处理，生成高质量图片，甚至可以输出高清的动画效果，给予客户更直观，更清晰的感受。
l 快而有效的求解 软件基于WIN平台开发,相对于其他同类软件,对同等规模的网格数所需要的硬件要求更低，效率更高，能够多核并行计算，快速实现超高网格数量的模型计算。 【软件功能】 1）强大的导模和建模功能 软件不仅自带强大的建模功能，可快速进行复杂模型的建模，同时能导入多种格式的模型数据，比如CAD、revit等输出的dxf、gbXML等模型文件。 2 ）模型简化分析功能 软件还有常见形状的图形库，图形库基本涵盖了建筑分析所需要的模型。除此之外，软件还有模型简化功能，能够去掉一些不影响分析结果但会增加网格数目的地方。 3）自动划分网格 计算机在短时间能自动划分网格,同时, 直观易懂的接口让完成划分网格的工作无需丰富的经验知识。
浅谈航空飞行器中的热环境和热结构问题 1100200330 陈鸿威
Harbin Institute of Technology 热环境控制大作业 题目：浅谈航空飞行器中的热环境和热结构问题院系：能源学院 班级： 1002104 姓名：陈鸿威 学号： 1100200330 哈尔滨工业大学
浅谈航空飞行器中的热环境和热结构问题 1100200330 陈鸿威 摘要：为了对超高空低速飞行器的热环境特性进行分析，建立了超高空低速飞行器的热环境分析模型。通过数值模拟研究了热辐射和对流对超高空低速飞行器热环境特性的影响。研究结果表明,飞行器表面吸收辐射比越大,气流速度对超高空低速飞行器热效应的影响越大；飞行器表面辐射物性的变化可使飞行器蒙皮温度改变70 K。热辐射和对流换热均对飞行器的热特性有重要影响，飞行器蒙皮温度存在非均匀性并随时间变化。 高超声速飞行器热结构设计分析的关键技术及其发展趋势：（1）高超声速飞行器瞬态表面温度和气动加热率计算技术；（2）流-热-固多物理场耦合机理模型技术；（3）流-热-固多场耦合计算分析技术；（4）高超声速飞行器热防护结构设计技术。 关键词：航空飞行器，热结构，热环境控制，热辐射，超音速飞行等。 超高空低速飞行器主要靠浮力提供升力, 可长期驻留高空或低速飞行, 在 情报侦察、预警、导航、通信中继及大气环境监测等领域有广泛的应用前景。高速航空器(如飞机)飞行速度很大, 高速对流换热是影响其热特性的主要因素,而外部热辐射的作用很小。近地轨道航天器的主要热环境因素是太阳辐射、地球对太阳的反射和地球红外辐射, 几乎没有外部对流换热。超高空低速飞行器主要有飞艇和高空气球两大类。其环境热效应是对流和热辐射综合作用的结果。大气物性和温度等参数随高度大幅度变化。太阳热辐射昼夜变化。从而影响超高空低速飞行器蒙皮和气囊中气体的温度。超高空低速飞行器蒙皮的辐射物性影响其吸收的外部辐射和本身辐射。超高空气流速度变化影响飞行器外部的对流换热。研究超高空低速飞行器的热环境特性对超高空低速飞行器的研制有重要意义。国内外一些学者对超高空低速飞行器的热环境特性进行了研究。 物理数学模型：超高空低速飞行器的热环境影响因素包括外表面的红外辐射、太阳直接辐射、地球反照、地-气红外辐射和对流换热,如图所示：
地理选修六环境保护常见四类题型(答题模式)
选修6 环境保护答题模板 题型一：表现类 常用的行为动词一般有:判断、说出、指出、写出等,一般没有关键词。 表现类试题,解答的关键一是熟练掌握环境问题的表现;二是根据材料先寻找依据，再判断. 常考知识点: １、当代人类面临的主要环境问题：环境污染、生态破坏、资源短缺、全球气候变化。 2、主要的环境污染问题：水污染、大气污染、固体废弃物污染. 3、主要的资源问题:淡水资源短缺、耕地日益减少、矿产频临耗竭。 4、主要的生态问题:森林破坏、草地退化、湿地干涸、生物多样性减少。 题型二：原因类 常用的关键词一般有:原因、成因等。 常考知识点:1、环境问题产生的主要原因【见课本】； ２、水、大气、固体废弃物污染的原因（水俣病污染事件形成的原因、可吸入颗粒物、酸雨、光化学烟雾形成的原因）; (1）水污染的原因:自然原因：①水域较封闭,水体自净力较差；②风向、风速；③降水少，河流径流量小(湖泊水位低)；④水温:多发生在气温较高的季节。 人为原因:排入水域中的工业废水、生活污水、农业用水中含有大量的的N、P等营养物质。(２）大气污染的原因:自然原因：①地形:盆地(谷地)地形较封闭,不利于污染物的扩散；②风向、风速；③降水；④气温：逆温天气;⑤植被覆盖率。人为原因：污染物或污染源 (３)可吸入颗粒物污染的原因:自然原因:①气候降水少,地表沙土较干燥；②植被覆盖率低； 人为原因:③城市汽车猛增尾气排放多;④工业、家庭燃煤多,大气污染大;⑤建筑工地、沙土废土随意堆放。 (4)形成酸雨的原因：自然原因:①气候:降水;②地形；③土壤；人为原因（污染物、污染源):④有色冶金工业发达⑤大量矿物燃料的燃烧。排放大量的酸性气体。 (5)光化学烟雾形成的原因:人为原因:汽车数量多，排放大量含有氮氧化物和碳氢化合物的尾气。自然原因：西面临海,三面环山,污染气体不易扩散; 夏季(副热带高压控制)，气温高，云量少,湿度低，太阳紫外线强,易发生光化学反应，产 生光化学烟雾。 (6）水俣病污染事件形成的原因:工业生产中任意排放含汞的废水 (7）固体废弃物污染的原因:自然原因:略.人为原因：①随着人类社会的发展,垃圾种类与总量日益增多,许多固体废弃物的排放量与堆积量超过了环境的自净能力;②现代工业科技的发展，垃圾的品种多、变化大，垃圾的处理技术难度大。 4、水、耕地、矿产资源短缺的原因； （1）淡水资源短缺的原因：自然原因:①可利用淡水资源总量有限;②淡水资源的空间分布和时间分配很不均匀．人为原因：①水资源不合理的开发与管理措施，导致水浪费严重；②水体污染严重;③人口激增和工农业发展,需水量大增. （2)耕地日益减少的原因:自然原因:①地形:山地多，平地少，耕地比重小;②气候:气候干旱（高寒)区域大;③耕地地区分布很不均，人均耕地地区差别很大。人为原因:①人口众多,人均耕地少 ②非农业建设用地增长迅速,加剧人均耕地的减少(如城市建设,交通、水利、工矿业等建设用地）; ③土地利用强度大,土地退化严重;④不合理的灌溉和施用农药，耕地污染严重；⑤生态退耕，耕地减少（退耕还林、还草、还湖） (3）矿产（化石燃料)频临耗竭的原因：自然原因:①矿产资源非可再生性;②地区分布不平衡;③矿产资源总量有限。人为原因:①经济的快速发展,矿产消耗增加;②人口众多,人均能源资源相对不足;③矿产资源的生产和消费地区差异大；④富矿少，贫矿多，采富弃贫，使矿产品位下降; ⑤有些矿产资源探明储量不能满足经济发展的需要. 5、水土流失、荒漠化、森林破坏、草地退化、湿地干涸、物种减少产生的原因。
信息安全测试卷
信息安全试题 姓名：地区：分数： 一、单项选择题(每题3分，共10题30分) 1.DES和RSA是分别属于什么类型的加密算法（D） A、非对称加密算法和对称加密算法 B、都是非对称加密算法 C、都是对称加密算法 D、对称加密算法和非对称加密算法 2.入侵检测系统与防火墙的关系是（c ） A、有了入侵检测就不需要防火墙了 B、有了防火墙不需要入侵检测 C、入侵检测是防火墙的合理补充 D、入侵检测和防火墙都是防止外来入侵 3.入侵检测互操作的标准是（d ） A、CIDF B、TCP/IP C、OSI D、PKI 4.IDS系统中哪个部件是对分析结果作出反应的功能单元（B） A、事件产生器 B、事件分析器 C、响应单元 D、事件数据库 5.下列哪个技术不属于防火墙技术（c） A、地址转换技术 B、负载平衡技术 C、神经网络技术 D、代理技术 6.在UNIX系统中，当用ls命令列出文件属性时，如果显示-rwx rwx rwx，意思是（A ） A、前三位rwx表示文件属主的访问权限；中间三位rwx表示文件同组用户的访问权限； 后三位rwx表示其他用户的访问权限 B、前三位rwx表示文件同组用户的访问权限；中间三位rwx表示文件属主的访问权限； 后三位rwx表示其他用户的访问权限 C、前三位rwx:表示文件同域用户的访问权限；中间三位rwx表示文件属主的访问权限； 后三位rwx:表示其他用户的访问权限 D、前三位rwx表示文件属主的访问权限；第二个rwx表示文件同组用户的访问权限；后 三位rwx表示同域用户的访问权限 7.防火墙是一种( c )技术，是在内部网络和不安全的网络之间设置障碍，阻止对信息资源的 非法访问 A、信息管理 B、检测响应 C、访问控制 D、防病毒技术 8.如果有个5个节点的网络，使用对称密钥机制，则需要的密钥总数为( B ) A、8 B、10 C、15 D、20 9.下列哪个进程是win2K系统第一个创建的进程（A ） A、SMSS.exe B、Svchost.exe C、services.exe D、csrss.exe 10.MD5哈希算法的作用在于保证信息的（D） A、保密性 B、可用性 C、完整性 D、以上都可以 二、填空题（每空1分，共10分） 1.在安全风险评估中增加风险的因素有环境因素、设备因素、媒体因素组成。 2.常见的防火墙芯片类型有___TTS FWTK___、___AXENT Raptor__、__SECUreZone_. 3.TCP/IP协议的4层概念模型是应用层、传输层、网络层、链路层。 三、简答题（每题15分，共4题60分） 1．在信息安全中密码学实现的安全目标有哪些？ 完整性,可用性,可控性，保密性
高中地理_选修六_环境保护全套教案[教案]说课讲解
环境保护全套教案选修6 课时安排：4课时 教学目标： 一、环境与环境问题 λ 1、人类与环境的相互关系，正确的环境伦理观 λ 2、环境问题产生的主要原因及危害 λ 3、当前人类所面临的主要环境问题 二、资源问题与资源的利用、保护 λ 1、主要的资源问题及其产生的原因 λ 2、非可再生资源耗竭对人类活动的影响，以及人类采取的相应措施 λ 3、非可再生资源开发过程中应采取的环境保护措施 λ 4、人类对可再生资源不合理利用造成的问题，以及保护、合理利用的成功经验三、生态环境问题与生态环境保护 λ 1、主要的生态环境问题及其产生的原因 2、某种生态环境问题形成的一般过程 3、某一区域的生态环境问题对其他区域的影响 4、我国不同区域的主要生态环境问题 5、生态环境保护的主要措施及其作用 四、环境污染与防治 λ 1、主要的环境污染问题 2、环境污染事件形成的原因、过程及危害 3、针对某类环境污染的主要防治措施 五、环境管理 λ 1、环境管理的基本内容和主要手段 λ2、当前全球环境问题的管理与国际行动 3、个人在环境保护中应具备的态度、责任和行为准则 本讲重点：当前人类所面临的主要环境问题与其产生的主要原因及危害 本讲难点：
1.主要的资源问题及其产生的原因 2. 主要的生态环境问题及其产生的原因 3.主要的环境污染问题 考点点拨： 第一课时 一、我们周围的环境 （一）环境的概念及分类 1．概念：指相对并相关于某项中心事物的周围事物。 2．分类（根据人类对其影响的程度） （二）人类与环境 1．关系：互相影响、互相制约。人类活动影响了环境，反过来环境也会制约人类，作用力越大则反作用的制约力越大。 2．人类与环境关系变化历程： [经典例题1]读人类社会演进和人地关系两幅示意图，回答问题。
phoenics含地形的室外环境模拟
带有地形信息的室外环境模拟 目前，有越来越多的建筑是临山而建，我们的CAD图纸中，不仅有建筑的设计信息，还会加入一定的高程信息或者山脉的等高线信息。由于山体的属性较为复杂且对环境的影响较大，如果简单的将山体视为一个实体置入PHOENICS进行计算，会使影响室外热环境的准确性。为了使模拟结果与实际情况更为吻合，我们可以讲山体分解为下垫面（土壤层）与表层（植被层）两个部分，分别定义属性参数从而计算。具体操作方法如下： 一、 模型建立 1.地形信息 项目CAD中的地形信息以等高线的形式给出，其处理方式有3种： （1） 通过三角形网格较真实的反应地貌，输出格式为.STL，可由PHOENICS直接读取。 （2） 根据等高线以梯田的方式逐层拉伸，可输出格式有.dwg、.3ds，可由PHOENICS 直接读取。 （3） 使用sketch up中的地图获取功能，构建地形实体，输出格式.3ds，可由PHOENICS 直接读取。 第一种方法的三角形网格精度高,可以较好的捕捉山体实际地貌，适用于对山体形状要求高的项目模拟；第二种方法建立的山体表面为阶梯状，工作量大且与实际地貌不符；第三种方法构建的实体连续性较好，便于修改并支持分块导出，在实际建模中较常用到。 2.运用sketch up建立地形 使用sketch up中自带的Google earth功能得到带有地形信息的地形图片，然后使用沙盒拉伸并处理成实体块。需要注意的是，这里需要建立2个地形实体块，即下垫面（土壤层）与表层（植被层）。 （1） 收集地形的坐标信息：经纬度、就进城市或山脉名称。 （2） 添加地理位置：sketch up中文件——地理位置——添加位置
选修六环境保护测试题完整版
选修六环境保护测试题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
选修六环境保护测试题 一、单选题： 下图是我国能源保障分布区示意 图，完成1～3题。 1．我国能源保障水平的分布特征 是 ①沿海高，内陆低②西部高，东 部低③北部高，南部低④东部 高，中西低 A．①②B．②③ C．①③D．②④ 2．影响我国能源保障水平分布的 主要因素是 ①地区能源生产总量 ②地区能源消费总量 ③地区国民生产总量 ④地区国民人口总量 A．①②B．②③ C．①③ D．②④3．M地区能源保障水平高，主要是因为 ①煤炭资源丰富②石油资源丰富③天然气资源丰富④水能资源丰富A．①② B．②③ C．①③D．③④ 4．造成我国大部分地区水污染的主要污染源是 ①工业废水②生活污水③农业退水④家庭炉灶⑤水土流失⑥酸雨A．①②⑥ B．①②③ C．②④⑥D．④⑤⑥ 下表为“部分国家人均水资源拥有量及每万元GDP 耗水量表”，回答5～7 题。 中国美国澳大利 亚 法国世界平均 人均水资源拥有量 （m3） 2200 8952 18245 3357 8900 每万元GDP耗水量 （m3） 5045 514 387 288 1344 5、由表分析可以看出 A、我国人均水资源拥有量和水资源总量均低于法国 B、我国每万元GDP 耗水量约是美国的10倍 C、我国人均水资源拥有量约占世界平均水平的1/3 D、澳大利亚人均水资源拥有量高是因为水资源特别丰富 6、我国每万元GDP耗水量高的主要原因是 A、工业发达，耗水量大 B、技术水平低和节水意识淡薄 C、人口众多，生活用水量大 D、水污染严重
高中地理选修六环境保护学案
铭选中学地理选修6环境保护学案 一、环境问题及其产生原因 1．人类面临的主要环境问题 人类过度索取资源造成生态破坏、资源短缺等环境问题，其成因、地区分布及危害具 环境 问题 成因分布危害 荒漠化自然：气候变干，降水量 减少 人为：滥伐、滥垦、滥牧， 植被破坏 干旱、半干旱地区；我 国西北、华北、东北西 部 生态环境恶化，耕地、林地、 草地退化且面积减少 沙化季风区的边缘地带 沙尘暴自然：干旱、大风、气流 上升、冷锋 人为：植被破坏 西北、华北 降低大气能见度，危害人体健 康、交通、湖泊、水库、农业 生产、村庄、城市 次生盐渍化自然：干旱 人为：不合理灌溉 西北、华北、东北土地退化，生物多样性减少 水土流失自然：暴雨、土质疏松 人为：滥垦、滥伐，植被 破坏 降水量较大的山地丘陵 区，我国黄土高原 使山区成为荒漠，高原表面沟 壑纵横，淤积湖泊、河床，加 剧洪涝灾害 臭氧减少人类大量使用制冷剂、杀 虫剂等，使空气中氟氯烃 增多 南极臭氧层空洞，北极 臭氧层变薄，青藏高原 上空臭氧层变薄 地面紫外线辐射增强，损害人 的免疫力，使人易患皮肤癌； 危及海洋生物，导致全球变暖 森林锐减焚耕开垦、开辟农牧场、 商业性木材采伐、不合理 的生物资源利用等 亚马孙河流域、刚果河 流域、东南亚等地，以 巴西最严重 生物多样性遭到破坏，影响全 球气候 草原退 化 牧场超载非洲、南美洲、亚洲影响畜牧业，生物多样性减少 湿地减 少自然：全球变暖 人为：围垦、水土流失、 污染、水利工程建设 大陆性增强、旱涝加剧、污染 加剧、生物多样性减少 生物多样性减 少自然灾害；人类对野生动 植物资源的掠夺式利用； 环境污染等 遍及全球，尤以热带雨 林最突出 影响全球食物供给；破坏生物 多样性；破坏生态平衡 资源、能源短缺人类无计划、不合理地大 规模开采；资源、能源数 量有限；浪费现象严重 资源、能源分布比较少 或经济发达，资源、能 源需求量大的地区突出 阻碍经济发展，影响人民生活 质量的提高 （1）根本原因 环境问题产生的实质体现在两个方面：一方面是人类生产和生活活动索取资源的速度超过了资源本身及其替代品的再生速度；另一方面是人类向环境排放的废弃物超过了环境的自净能力。 （2）主要表现：环境问题产生，既有自然原因，也有人为原因。人为原因更为重要，具体表现为以下几对矛盾的冲突。
高中地理选修六《环境保护》检测试题
《环境保护》测试题 （共30题，每题2分） 环境和环境问题是当代人最关心的问题之一。据此回答1-2。 1、关于人类对环境影响的叙述，正确是（） A人类可以通过植树造林来恢复被砍伐林区原有的生态环境 B生态环境遭到破坏后，人工措施无法恢复其原貌 c人类活动不能改变干洁空气的成分 D人类进行任何生产和生活活动都会对环境造成伤害 2、关于环境和环境问题的叙述，正确的是（） A发达国家的环境问题比发展中国家严重 B水土流失和酸雨危害在许多国家都存在，是全球性的环境问题 c天然水体具有一定的自净能力，湖泊水量大故自净能力强 D水体富营养化的主要污染物质是含有氮、磷的化合物 大气中二氧化碳含量增多导致全球气候变化。已成为全球关注的热点问题。图12为地球热 量平衡示意图。读图回答3?4题。 3、二氧化碳含量增多.导致大气对地面保温作用增强。下列数字所示环节与大气保温作用直接相关的有（） A .①② B .②③ C .①③ D .②④
4.全球气候变化会对粮食生产产生较大影响.其主要原因是（ A .作物的产量均大辐下降 B .旱涝灾害增多 C .某些物种灭绝 D .土壤肥力下降 5、目前在我国实现“低碳经济”的主要途径是（） ①产业转移②推行清洁生产，提倡绿色消费 ③控制人口增长，减轻环境压力④加快产业升级步伐，淘汰落后产业 A.②④ B.③④ C.①③ D.①② 2004年5月7日中国教育报《风沙威逼北京域》报道，今年4月25日，古都北京风沙再起, 这已是今春第8次沙尘暴天气了。据气象专家说，像今年沙尘暴来得这样早，次数频繁，危害大，是历史上从来未有过的，风沙威逼北京城已成为不争的事实。据此回答6-8题。 6。从城市环境污染角度看，沙尘暴将使北京城市环境质量严重下降。沙尘暴的首要污染物是 （） A二氧化碳 B 二氧化硫C碳氢化合物D悬浮颗粒 7?从生态破坏角度看，与沙尘暴形成原因紧密相关的是（） A西北地区水土流失面积日趋扩大B西北地区土地荒漠化日趋严重 C西北地区土地盐渍化问题日趋严重 D 西北地区野生动植物濒临灭绝 &沙尘暴作为一种天气现象，它的形成是由于（） A冷锋过境 B 暖锋过境c气旋过境D反气旋过境 黄河口是我国新增湿地最快的地区，近50年来平均每年造地4 05万亩，但近年来湿地增
信息安全测评工具
信息安全等级保护测评工具选用指引 一、必须配置测试工具 （一）漏洞扫描探测工具。 1.网络安全漏洞扫描系统。 2.数据库安全扫描系统。 （二）木马检查工具。 1.专用木马检查工具。 2.进程查看与分析工具。 二、选用配置测试工具 （一）漏洞扫描探测工具。 应用安全漏洞扫描工具。 （二）软件代码安全分析类。 软件代码安全分析工具。 （三）安全攻击仿真工具 （四）网络协议分析工具 （五）系统性能压力测试工具 1.网络性能压力测试工具 2.应用软件性能压力测试工具 （六）网络拓扑生成工具 （七）物理安全测试工具 1.接地电阻测试仪 2.电磁屏蔽性能测试仪 （八）渗透测试工具集 （九）安全配置检查工具集 （十）等级保护测评管理工具 综合工具： 漏洞扫描器：极光、Nessus、SSS等； 安全基线检测工具（配置审计等）：能够检查信息系统中的主机操作系统、数据库、网络设备等； 渗透测试相关工具：踩点、扫描、入侵涉及到的工具等； 主机：sysinspector、Metasploit、木马查杀工具、操作系统信息采集与分析工具(Win,Unix)、日志分析工具、数据取证工具（涉密）； 网络：Nipper（网络设备配置分析）、SolarWinds、Omnipeek、laptop（无线检测工具）； 应用：AppScan、Webinspect、FotifySCA、Sql injection tools、挂马检测工具、webravor等。
信息安全测评工具 五大网络安全评估工具 1.Wireshark Wireshark（原名Ethereal）是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是截取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。 工作流程 （1）确定Wireshark的位置。如果没有一个正确的位置，启动Wireshark后会花费很长的时间捕获一些与自己无关的数据。 （2）选择捕获接口。一般都是选择连接到Internet网络的接口，这样才可以捕获到与网络相关的数据。否则，捕获到的其它数据对自己也没有任何帮助。 （3）使用捕获过滤器。通过设置捕获过滤器，可以避免产生过大的捕获文件。这样用户在分析数据时，也不会受其它数据干扰。而且，还可以为用户节约大量的时间。 （4）使用显示过滤器。通常使用捕获过滤器过滤后的数据，往往还是很复杂。为了使过滤的数据包再更细致，此时使用显示过滤器进行过滤。 （5）使用着色规则。通常使用显示过滤器过滤后的数据，都是有用的数据包。如果想更加突出的显示某个会话，可以使用着色规则高亮显示。 （6）构建图表。如果用户想要更明显的看出一个网络中数据的变化情况，使用图表的形式可以很方便的展现数据分布情况。 （7）重组数据。Wireshark的重组功能，可以重组一个会话中不同数据包的信息，或者是一个重组一个完整的图片或文件。由于传输的文件往往较大，所以信息分布在多个数据包中。为了能够查看到整个图片或文件，这时候就需要使用重组数据的方法来实现。 Wireshark特性： ?支持UNIX和Windows平台 ?在接口实时捕捉包 ?能详细显示包的详细协议信息 ?可以打开/保存捕捉的包 ?可以导入导出其他捕捉程序支持的包数据格式 ?可以通过多种方式过滤包 ?多种方式查找包 ?通过过滤以多种色彩显示包 ?创建多种统计分析 Wireshark不是入侵侦测系统（Intrusion Detection System,IDS）。对于网络上的异常流量行为，Wireshark不会产生警示或是任何提示。然而，仔细分析Wireshark撷取的封包能够帮助使用者对于网络行为有更清楚的了解。Wireshark 不会对网络封包产生内容的修改，它只会反映出目前流通的封包资讯。Wireshark本身也不会送出封包至网络上。 Wireshark不能提供如下功能： ?Wireshark不是入侵检测系统。如果他/她在您的网络做了一些他/她们不被允许的奇怪的事情，Wireshark不会警告您。但是如果发生了奇怪的事情，Wireshark可能对察看发生了什么会有所帮助。 ?Wireshark不会处理网络事务，它仅仅是“测量”(监视)网络。Wireshark