超燃沖壓發(fā)動機高溫結構與熱防護技術

目錄前言第1章緒論0011.1超燃沖壓發(fā)動機概述0011.1.1超燃沖壓發(fā)動機基本工作原理與組成0011.1.2超燃沖壓發(fā)動機應用0031.2超燃沖壓發(fā)動機熱防護概述0041.3熱防護技術的材料基礎0061.3.1高溫結構/功能材料0061.3.2高溫防護/隔熱材料0101.4國外熱防護技術研究與發(fā)展現狀0111.4.1航天飛行器熱防護技術發(fā)展情況0111.4.2超燃沖壓發(fā)動機材料與熱防護發(fā)展概況0151.5國內熱防護技術基礎0211.6本書主要內容023參考文獻024第2章超燃沖壓發(fā)動機熱防護系統(tǒng)及服役環(huán)境0262.1高溫結構與熱防護系統(tǒng)0262.1.1進氣道0272.1.2燃燒室0272.1.3尾噴管0282.1.4連接密封0282.2結構與熱防護系統(tǒng)服役環(huán)境0302.2.1超燃沖壓發(fā)動機熱環(huán)境0302.2.2超燃沖壓發(fā)動機力環(huán)境0382.3關鍵技術分析0402.3.1高溫結構與熱防護材料0402.3.2功能梯度多層復合隔熱技術0422.3.3高溫結構連接與密封0422.3.4結構一體化設計與熱匹配技術0422.3.5熱仿真與結構分析0442.3.6高熱環(huán)境試驗0442.4技術指標與要求0452.4.1工作環(huán)境要求0452.4.2高溫結構材料要求0462.4.3隔熱材料要求0462.4.4其他要求046參考文獻046第3章前緣結構及超高溫陶瓷材料0493.1概述0493.1.1國外相關前緣結構與材料研究情況0493.1.2國內前緣結構研究情況0513.2前緣高溫結構方案設計0523.2.1整體前緣結構方案0523.2.2分體結構方案0533.2.3前緣結構連接方案0533.2.4前緣結構安裝方案0543.2.5前緣結構熱匹配設計0563.2.6前緣結構強度分析0583.3超高溫陶瓷材料0603.3.1碳化物及硼化物瓷復合材料概述0603.3.2超高溫陶瓷材料制備0623.3.3超高溫陶瓷材料性能0703.4前緣高溫結構與材料試驗驗證0923.4.1前緣材料方案試驗驗證0923.4.2整體前緣試驗考核095參考文獻096第4章進氣道/隔離段高溫結構與材料1004.1概述1004.2高溫結構方案1004.2.1典型高溫結構及其材料1004.2.2矩形隔離段1014.2.3軸對稱發(fā)動機進氣道1024.3纖維連續(xù)增強SiC基復合材料1034.3.1碳纖維和碳化硅纖維1034.3.2連續(xù)纖維增強SiC基復合材料的界面技術1064.3.3預制體工藝1074.3.4預制體致密化工藝1114.3.5陶瓷前驅體1144.3.6纖維增強C/SiC復合材料性能1154.4C/CSiC復合材料的性能和應用1204.4.1C/CSiC復合材料的制備方法1214.4.2C/CSiC復合材料的性能1214.5典型構件制備與驗證1224.5.1構件預制體1224.5.2構件預制體致密化1234.6高溫結構試驗研究1254.6.1試驗研究對象1254.6.2試驗方案及其結果1274.6.3試驗總結分析128參考文獻129第5章復相陶瓷基復合材料與燃燒室超高溫結構1375.1概述1375.2超高溫陶瓷復合材料燒蝕過程分析1385.2.1陶瓷基復合材料的燒蝕過程1385.2.2燒蝕過程中的熱化學現象1395.2.3燒蝕過程中的熱物理現象1405.2.4復合材料燒蝕厚度的變化方程1465.2.5邊界條件和初始條件1505.3燃燒室超高溫復相陶瓷基復合材料1525.3.1C/CZrCSiC復相陶瓷基復合材料1545.3.2ZrB2ZrCSiC復相陶瓷基復合材料1735.3.3HfB2HfCSiC復相陶瓷基復合材料1965.3.4ZrCSiC納米復相陶瓷基復合材料2105.3.5超高溫復相陶瓷基復合材料燒蝕性能的對比研究2165.4燃燒室與尾噴管超高溫結構2245.4.1燃燒室結構2245.4.2尾噴管結構2265.4.3高溫結構試驗驗證227參考文獻229第6章高溫涂層及應用2336.1熱障涂層2336.1.1概述2336.1.2熱障涂層體系的結構2356.1.3熱障涂層材料的性能要求2366.1.4熱障涂層陶瓷材料的研究現狀2386.1.5熱障涂層的熱物理性能2456.1.6等離子噴涂熱障涂層的高溫氧化2526.1.7熱障涂層制備工藝2676.2抗氧化燒蝕涂層2686.2.1抗氧化燒蝕涂層的功能要求2686.2.2抗氧化燒蝕涂層的結構設計2696.2.3抗氧化燒蝕涂層體系2706.2.4抗氧化燒蝕涂層的制備工藝2756.3高溫涂層在超燃沖壓發(fā)動機中的應用281參考文獻282第7章多功能梯度復合隔熱2937.1概述2937.1.1典型的隔熱結構形式2937.1.2發(fā)動機隔熱結構一般組成與特點2957.2典型隔熱材料及其制品2967.2.1氧化鋯纖維及其制品2967.2.2氧化鋁纖維及其制品3017.2.3氣凝膠隔熱材料及其制品3057.2.4多層復合熱防護材料及其結構3167.2.5材料隔熱性能快速評價方法3207.3發(fā)動機隔熱傳熱過程分析與設計3247.3.1發(fā)動機隔熱結構傳熱過程分析3247.3.2服役環(huán)境對發(fā)動機隔熱性能的影響3307.3.3發(fā)動機隔熱設計流程3307.4隔熱結構試驗研究3327.4.1石英燈加熱3327.4.2等離子焰加熱3337.4.3電弧風洞加熱335參考文獻337第8章高溫承載結構強度分析3448.1復合材料結構強度評估方法3448.1.1復合材料結構本構模型3448.1.2復合材料失效準則3468.2高溫合金強度評估方法3518.2.1疲勞壽命預測模型的發(fā)展3518.2.2考慮應力集中的疲勞壽命預測方法3528.3典型部件強度分析實例3598.3.1進氣道強度分析3598.3.2燃燒室強度分析3608.3.3尾噴管強度分析361參考文獻362第9章試驗驗證與性能評價方法3659.1主要試驗方法3669.1.1電弧風洞試驗3669.1.2燃燒直連式試驗3749.1.3燃燒自由射流試驗3809.2結構與熱防護性能評估3839.2.1平板性能評估3839.2.2結構件評估385參考文獻387第10章材料、結構與熱防護技術發(fā)展及應用展望389