固体火箭发动机高速高浓度两相流冲刷条件下4D编织炭/炭复合材料烧蚀特性研究

• 作者: 何国强 刘洋 李江 裴净秋
• 来源期刊: 新型炭材料
• 学科: 工学
• 关键词: 四向编织炭/炭复合材料 固体火箭发动机 两相流 烧蚀实验
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 144-151
• 页数: 8页
• 分类号: TQ342+.74
• 语种: 中文
• DOI: 10.1016/S1872-5805(17)60112-4

摘要

为了研究固体火箭发动机内高速高浓度冲刷条件下4D编织炭/炭复合材料的烧蚀行为,本文采用一种特别设计的小型实验发动机开展热试实验研究,分别测量获得了试验后炭/炭材料试件的炭棒和纤维束最大烧蚀率,并细分析了冲刷区域和非冲刷区域的烧蚀形貌和微观结构.结果表明:在核心冲刷区域,炭/炭材料试件表面出现了明显的凹坑;结合数值模拟结果可知当颗粒冲刷速度超过一定值后,机械剥蚀效应会大幅增加,是炭/炭材料烧蚀加剧的主导因素;和通常状态不同,在实验条件下,炭棒比纤维束更易受到两相流侵蚀;在颗粒的冲蚀作用下,炭棒表面形成了大量类陨石坑的孔洞,炭棒中的纤维头部几乎是平的,并且低于周围的基体;另外根据试验后试件的微观形貌,讨论了炭棒和纤维束之间界面的几种破坏模式,分析了界面易于被破坏的原因.