超燃冲压发动机高温结构与热防护技术

　　本书主要介绍超燃冲压发动机高温结构与热防护技术。第1章对超燃冲压发动机基本工作原理及热防护技术相关内容进行了介绍；第2~9章依次针对热防护系统及服役环境、前缘结构及超高温陶瓷材料、进气道/隔离段高温结构与材料、复相陶瓷基复合材料与燃烧室超高温结构、高温涂层及应用、多功能梯度复合隔热、高温承载结构强度分析、结构验证与性能评价方法这8个方面开展了详细论述。第10章为材料、结构与热防护技术发展及应用展望。

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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