耐高温复合材料的主动冷却实验和数值计算研究

• 作者: 何国强 妯佩进 彭丽娜 魏祥庚
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 高超声速吸气式发动机 热防护 陶瓷基耐高温复合材料 主动冷却 复合结构
• 年，卷（期）: 2008,（5）
• 所属期刊栏目: 材料、结构与制造
• 页码范围: 1668-1672
• 页数: 5页
• 分类号: V.438|V434.14
• 字数: 4117字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2008.05.039

摘要

高超声速吸气式发动机面临着严重的热防护问题,同时还存在着燃料和冷却剂不匹配的同题,必须使用耐高温材料与主动冷却相结合的冷却策略.针对一种使用陶瓷基耐高温复合材料的主动冷却模式开展了实验和数值研究,该多层材料主动冷却模式结合了主动冷却和耐高温复合材料的优点.基于这种主动冷却模式设计了一种多层材料组成主动冷却实验装置.利用燃气发生器提供的高热流环境对主动冷却实验装置开展了实验研究,并建立了一维非稳态复合结构的传热模型,模拟了不同材料组成的多层复合结构中的非稳态温度场.研究表明:基于C/SiC复合材料的多层材料主动冷却结构在高温高热流环境中的冷却能力较强,可以在使用较少冷却剂的条件下使发动机壳体内部的温度保持在可靠工作的范围内,说明使用基于耐高温复合材料的主动冷却模式是解决高超声速吸气式发动机热防护问题的新途径.