超燃冲压发动机高温结构与热防护技术

目录前言第1章绪论0011.1超燃冲压发动机概述0011.1.1超燃冲压发动机基本工作原理与组成0011.1.2超燃冲压发动机应用0031.2超燃冲压发动机热防护概述0041.3热防护技术的材料基础0061.3.1高温结构/功能材料0061.3.2高温防护/隔热材料0101.4国外热防护技术研究与发展现状0111.4.1航天飞行器热防护技术发展情况0111.4.2超燃冲压发动机材料与热防护发展概况0151.5国内热防护技术基础0211.6本书主要内容023参考文献024第2章超燃冲压发动机热防护系统及服役环境0262.1高温结构与热防护系统0262.1.1进气道0272.1.2燃烧室0272.1.3尾喷管0282.1.4连接密封0282.2结构与热防护系统服役环境0302.2.1超燃冲压发动机热环境0302.2.2超燃冲压发动机力环境0382.3关键技术分析0402.3.1高温结构与热防护材料0402.3.2功能梯度多层复合隔热技术0422.3.3高温结构连接与密封0422.3.4结构一体化设计与热匹配技术0422.3.5热仿真与结构分析0442.3.6高热环境试验0442.4技术指标与要求0452.4.1工作环境要求0452.4.2高温结构材料要求0462.4.3隔热材料要求0462.4.4其他要求046参考文献046第3章前缘结构及超高温陶瓷材料0493.1概述0493.1.1国外相关前缘结构与材料研究情况0493.1.2国内前缘结构研究情况0513.2前缘高温结构方案设计0523.2.1整体前缘结构方案0523.2.2分体结构方案0533.2.3前缘结构连接方案0533.2.4前缘结构安装方案0543.2.5前缘结构热匹配设计0563.2.6前缘结构强度分析0583.3超高温陶瓷材料0603.3.1碳化物及硼化物瓷复合材料概述0603.3.2超高温陶瓷材料制备0623.3.3超高温陶瓷材料性能0703.4前缘高温结构与材料试验验证0923.4.1前缘材料方案试验验证0923.4.2整体前缘试验考核095参考文献096第4章进气道/隔离段高温结构与材料1004.1概述1004.2高温结构方案1004.2.1典型高温结构及其材料1004.2.2矩形隔离段1014.2.3轴对称发动机进气道1024.3纤维连续增强SiC基复合材料1034.3.1碳纤维和碳化硅纤维1034.3.2连续纤维增强SiC基复合材料的界面技术1064.3.3预制体工艺1074.3.4预制体致密化工艺1114.3.5陶瓷前驱体1144.3.6纤维增强C/SiC复合材料性能1154.4C/CSiC复合材料的性能和应用1204.4.1C/CSiC复合材料的制备方法1214.4.2C/CSiC复合材料的性能1214.5典型构件制备与验证1224.5.1构件预制体1224.5.2构件预制体致密化1234.6高温结构试验研究1254.6.1试验研究对象1254.6.2试验方案及其结果1274.6.3试验总结分析128参考文献129第5章复相陶瓷基复合材料与燃烧室超高温结构1375.1概述1375.2超高温陶瓷复合材料烧蚀过程分析1385.2.1陶瓷基复合材料的烧蚀过程1385.2.2烧蚀过程中的热化学现象1395.2.3烧蚀过程中的热物理现象1405.2.4复合材料烧蚀厚度的变化方程1465.2.5边界条件和初始条件1505.3燃烧室超高温复相陶瓷基复合材料1525.3.1C/CZrCSiC复相陶瓷基复合材料1545.3.2ZrB2ZrCSiC复相陶瓷基复合材料1735.3.3HfB2HfCSiC复相陶瓷基复合材料1965.3.4ZrCSiC纳米复相陶瓷基复合材料2105.3.5超高温复相陶瓷基复合材料烧蚀性能的对比研究2165.4燃烧室与尾喷管超高温结构2245.4.1燃烧室结构2245.4.2尾喷管结构2265.4.3高温结构试验验证227参考文献229第6章高温涂层及应用2336.1热障涂层2336.1.1概述2336.1.2热障涂层体系的结构2356.1.3热障涂层材料的性能要求2366.1.4热障涂层陶瓷材料的研究现状2386.1.5热障涂层的热物理性能2456.1.6等离子喷涂热障涂层的高温氧化2526.1.7热障涂层制备工艺2676.2抗氧化烧蚀涂层2686.2.1抗氧化烧蚀涂层的功能要求2686.2.2抗氧化烧蚀涂层的结构设计2696.2.3抗氧化烧蚀涂层体系2706.2.4抗氧化烧蚀涂层的制备工艺2756.3高温涂层在超燃冲压发动机中的应用281参考文献282第7章多功能梯度复合隔热2937.1概述2937.1.1典型的隔热结构形式2937.1.2发动机隔热结构一般组成与特点2957.2典型隔热材料及其制品2967.2.1氧化锆纤维及其制品2967.2.2氧化铝纤维及其制品3017.2.3气凝胶隔热材料及其制品3057.2.4多层复合热防护材料及其结构3167.2.5材料隔热性能快速评价方法3207.3发动机隔热传热过程分析与设计3247.3.1发动机隔热结构传热过程分析3247.3.2服役环境对发动机隔热性能的影响3307.3.3发动机隔热设计流程3307.4隔热结构试验研究3327.4.1石英灯加热3327.4.2等离子焰加热3337.4.3电弧风洞加热335参考文献337第8章高温承载结构强度分析3448.1复合材料结构强度评估方法3448.1.1复合材料结构本构模型3448.1.2复合材料失效准则3468.2高温合金强度评估方法3518.2.1疲劳寿命预测模型的发展3518.2.2考虑应力集中的疲劳寿命预测方法3528.3典型部件强度分析实例3598.3.1进气道强度分析3598.3.2燃烧室强度分析3608.3.3尾喷管强度分析361参考文献362第9章试验验证与性能评价方法3659.1主要试验方法3669.1.1电弧风洞试验3669.1.2燃烧直连式试验3749.1.3燃烧自由射流试验3809.2结构与热防护性能评估3839.2.1平板性能评估3839.2.2结构件评估385参考文献387第10章材料、结构与热防护技术发展及应用展望389