疏导式热防护是在充分分析各类新型高超声速飞行器热流密度分布特性的基础上,摈弃了将外加热量就地“消化”的烧蚀防热传统思维,提出的一种新型非烧蚀热防护技术。
《疏导式热防护/中国航天技术进展丛书》系统阐述了疏导式热防护的典型性能表征、结构特征及适用的条件,疏导式防热的物理机制,复杂外形热环境预测技术,高温和超高温热管,以及热防护试验技术。内容具有较强的学术性和工程价值。
《疏导式热防护/中国航天技术进展丛书》适合于从事疏导式热防护的技术人员、科研人员及高等院校相关专业的本科生或研究生学习、参考与使用。
目 录
第1章 概论 ................................ 1
1.1 高超声速飞行器烧蚀热防护的应用与局限 ................ 1
1.1.1 烧蚀热防护的应用 ........................ 1
1.1.2 烧蚀热防护的局限性 ....................... 2
1.2 非烧蚀热防护 ............................ 3
1.2.1 新型高超声速飞行器的热环境特性 ................. 3
1.2.2 非烧蚀热防护功能 ........................ 4
1.2.3 非烧蚀热防护的飞行试验尝试与面临的挑战 ............. 5
1.3 疏导式热防护 ............................ 6
1.3.1 疏导式热防护机制 ........................ 6
1.3.2 疏导式热防护的结构特征 ..................... 7
1.3.3 疏导式热防护的典型性能表征 ................... 7
1.3.4 疏导式热防护的特点及适用的条件 ................. 8
参考文献 ................................ 10
第2章 复杂外形热环境预测技术 ...................... 11
2.1 热环境工程计算方法 ......................... 12
2.1.1 基于边界层理论的热流预测方法 .................. 13
2.1.2 稀薄气体效应对气动加热的影响 .................. 27
2.2 热环境数值模拟技术 ......................... 32
2.2.1 热环境预测中的数值计算方法 ................... 33
2.2.2 热环境数值预测的后处理技术 ................... 40
2.2.3 网格尺度的准则 ......................... 44
2.2.4 应用实例及展望 ......................... 49
2.3 风洞热环境试验技术 ......................... 51
2.3.1 薄膜热电阻热流测量方法 ..................... 52
2.3.2 磷光热图热流测量方法 ...................... 57
2.3.3 红外热图热流测量试验方法 .................... 64
2.3.4 薄壁模型热流测量试验方法 .................... 68
参考文献 ................................ 71
第3章 疏导式防热的物理机制 ....................... 75
3.1 快速传热机制 ............................ 75
3.1.1 快速传热的概念和表征 ...................... 76
3.1.2 快速传热的材料和元件 ...................... 78
3.1.3 接触热阻 ............................ 80
3.1.4 快速传热预测技术及电加试验验证 ................. 83
3.1.5 快速传热效率的影响因素与分析 .................. 89
3.2 高效隔热机制 ............................ 93
3.2.1 典型隔热材料的制备与结构 .................... 94
3.2.2 隔热性能与影响因素 ....................... 95
3.2.3 传热模型与模拟方法 ....................... 99
3.2.4 高效隔热材料相关参数的辨识方法 ................ 106
3.3 辐射散热控制机制 ......................... 111
3.3.1 辐射散热与疏导式热防护 .................... 111
3.3.2 辐射散热性能的影响因素 .................... 112
3.3.3 典型防热材料表面的辐射特性 .................. 116
3.3.4 疏导式热防护辐射散热控制机制 ................. 119
3.4 表面抗氧化机制 .......................... 122
3.4.1 材料高温氧化性质概述 ..................... 122
3.4.2 影响材料高温抗氧化性能的因素及材料选取方法 .......... 123
3.4.3 典型复合材料的抗氧化性能预测技术 ............... 126
3.5 疏导式热防护技术的应用 ...................... 135
3.5.1 疏导式热防护的技术特征和应用条件 ............... 136
3.5.2 疏导式热防护技术的典型应用 .................. 137
3.5.3 热疏导思想在国外的探索与应用 ................. 144
参考文献 ................................ 147
第4章 高温和超高温热管 ......................... 151
4.1 热管的概念 ............................ 152
4.1.1 热管的特性 .......................... 152
4.1.2 传热极限 ........................... 156
4.1.3 工作流体 ..............
李锋,空气动力学专家。现任中国空气动力学会、中国航空学会、中国宇航学会常务理事,《气体物理》杂志主编。获国防或省部级科技进步奖16项,专利20项,公开发表论文100余篇。获全国五一劳动奖章、国家高新工程一期突出贡献者、首次月球探测工程突出贡献者、航天十佳科技青年等荣誉。