目錄 �で把� 第1章緒論001 1.1超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)概述001 1.1.1超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理與組成001 1.1.2超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用003 1.2超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)概述004 1.3熱防護(hù)技術(shù)的材料基礎(chǔ)006 1.3.1高溫結(jié)構(gòu)/功能材料006 1.3.2高溫防護(hù)/隔熱材料010 1.4國(guó)外熱防護(hù)技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)狀011 1.4.1航天飛行器熱防護(hù)技術(shù)發(fā)展情況011 1.4.2超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)材料與熱防護(hù)發(fā)展概況015 1.5國(guó)內(nèi)熱防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)021 1.6本書(shū)主要內(nèi)容023 參考文獻(xiàn)024 第2章超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)系統(tǒng)及服役環(huán)境026 2.1高溫結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)系統(tǒng)026 2.1.1進(jìn)氣道027 2.1.2燃燒室027 2.1.3尾噴管028 2.1.4連接密封028 2.2結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)系統(tǒng)服役環(huán)境030 2.2.1超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)熱環(huán)境030 2.2.2超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)力環(huán)境038 2.3關(guān)鍵技術(shù)分析040 2.3.1高溫結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)材料040 2.3.2功能梯度多層復(fù)合隔熱技術(shù)042 2.3.3高溫結(jié)構(gòu)連接與密封042 2.3.4結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與熱匹配技術(shù)042 2.3.5熱仿真與結(jié)構(gòu)分析044 2.3.6高熱環(huán)境試驗(yàn)044 2.4技術(shù)指標(biāo)與要求045 2.4.1工作環(huán)境要求045 2.4.2高溫結(jié)構(gòu)材料要求046 2.4.3隔熱材料要求046 2.4.4其他要求046 參考文獻(xiàn)046 第3章前緣結(jié)構(gòu)及超高溫陶瓷材料049 3.1概述049 3.1.1國(guó)外相關(guān)前緣結(jié)構(gòu)與材料研究情況049 3.1.2國(guó)內(nèi)前緣結(jié)構(gòu)研究情況051 3.2前緣高溫結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)052 3.2.1整體前緣結(jié)構(gòu)方案052 3.2.2分體結(jié)構(gòu)方案053 3.2.3前緣結(jié)構(gòu)連接方案053 3.2.4前緣結(jié)構(gòu)安裝方案054 3.2.5前緣結(jié)構(gòu)熱匹配設(shè)計(jì)056 3.2.6前緣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析058 3.3超高溫陶瓷材料060 3.3.1碳化物及硼化物瓷復(fù)合材料概述060 3.3.2超高溫陶瓷材料制備062 3.3.3超高溫陶瓷材料性能070 3.4前緣高溫結(jié)構(gòu)與材料試驗(yàn)驗(yàn)證092 3.4.1前緣材料方案試驗(yàn)驗(yàn)證092 3.4.2整體前緣試驗(yàn)考核095 參考文獻(xiàn)096 第4章進(jìn)氣道/隔離段高溫結(jié)構(gòu)與材料100 4.1概述100 4.2高溫結(jié)構(gòu)方案100 4.2.1典型高溫結(jié)構(gòu)及其材料100 4.2.2矩形隔離段101 4.2.3軸對(duì)稱發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道102 4.3纖維連續(xù)增強(qiáng)SiC基復(fù)合材料103 4.3.1碳纖維和碳化硅纖維103 4.3.2連續(xù)纖維增強(qiáng)SiC基復(fù)合材料的界面技術(shù)106 4.3.3預(yù)制體工藝107 4.3.4預(yù)制體致密化工藝111 4.3.5陶瓷前驅(qū)體114 4.3.6纖維增強(qiáng)C/SiC復(fù)合材料性能115 4.4C/CSiC復(fù)合材料的性能和應(yīng)用120 4.4.1C/CSiC復(fù)合材料的制備方法121 4.4.2C/CSiC復(fù)合材料的性能121 4.5典型構(gòu)件制備與驗(yàn)證122 4.5.1構(gòu)件預(yù)制體122 4.5.2構(gòu)件預(yù)制體致密化123 4.6高溫結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究125 4.6.1試驗(yàn)研究對(duì)象125 4.6.2試驗(yàn)方案及其結(jié)果127 4.6.3試驗(yàn)總結(jié)分析128 參考文獻(xiàn)129 第5章復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料與燃燒室超高溫結(jié)構(gòu)137 5.1概述137 5.2超高溫陶瓷復(fù)合材料燒蝕過(guò)程分析138 5.2.1陶瓷基復(fù)合材料的燒蝕過(guò)程138 5.2.2燒蝕過(guò)程中的熱化學(xué)現(xiàn)象139 5.2.3燒蝕過(guò)程中的熱物理現(xiàn)象140 5.2.4復(fù)合材料燒蝕厚度的變化方程146 5.2.5邊界條件和初始條件150 5.3燃燒室超高溫復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料152 5.3.1C/CZrCSiC復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料154 5.3.2ZrB2ZrCSiC復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料173 5.3.3HfB2HfCSiC復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料196 5.3.4ZrCSiC納米復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料210 5.3.5超高溫復(fù)相陶瓷基復(fù)合材料燒蝕性能的對(duì)比研究216 5.4燃燒室與尾噴管超高溫結(jié)構(gòu)224 5.4.1燃燒室結(jié)構(gòu)224 5.4.2尾噴管結(jié)構(gòu)226 5.4.3高溫結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)證227 參考文獻(xiàn)229 第6章高溫涂層及應(yīng)用233 6.1熱障涂層233 6.1.1概述233 6.1.2熱障涂層體系的結(jié)構(gòu)235 6.1.3熱障涂層材料的性能要求236 6.1.4熱障涂層陶瓷材料的研究現(xiàn)狀238 6.1.5熱障涂層的熱物理性能245 6.1.6等離子噴涂熱障涂層的高溫氧化252 6.1.7熱障涂層制備工藝267 6.2抗氧化燒蝕涂層268 6.2.1抗氧化燒蝕涂層的功能要求268 6.2.2抗氧化燒蝕涂層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)269 6.2.3抗氧化燒蝕涂層體系270 6.2.4抗氧化燒蝕涂層的制備工藝275 6.3高溫涂層在超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用281 參考文獻(xiàn)282 第7章多功能梯度復(fù)合隔熱293 7.1概述293 7.1.1典型的隔熱結(jié)構(gòu)形式293 7.1.2發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱結(jié)構(gòu)一般組成與特點(diǎn)295 7.2典型隔熱材料及其制品296 7.2.1氧化鋯纖維及其制品296 7.2.2氧化鋁纖維及其制品301 7.2.3氣凝膠隔熱材料及其制品305 7.2.4多層復(fù)合熱防護(hù)材料及其結(jié)構(gòu)316 7.2.5材料隔熱性能快速評(píng)價(jià)方法320 7.3發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱傳熱過(guò)程分析與設(shè)計(jì)324 7.3.1發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱結(jié)構(gòu)傳熱過(guò)程分析324 7.3.2服役環(huán)境對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱性能的影響330 7.3.3發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱設(shè)計(jì)流程330 7.4隔熱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究332 7.4.1石英燈加熱332 7.4.2等離子焰加熱333 7.4.3電弧風(fēng)洞加熱335 參考文獻(xiàn)337 第8章高溫承載結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析344 8.1復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估方法344 8.1.1復(fù)合材料結(jié)構(gòu)本構(gòu)模型344 8.1.2復(fù)合材料失效準(zhǔn)則346 8.2高溫合金強(qiáng)度評(píng)估方法351 8.2.1疲勞壽命預(yù)測(cè)模型的發(fā)展351 8.2.2考慮應(yīng)力集中的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法352 8.3典型部件強(qiáng)度分析實(shí)例359 8.3.1進(jìn)氣道強(qiáng)度分析359 8.3.2燃燒室強(qiáng)度分析360 8.3.3尾噴管強(qiáng)度分析361 參考文獻(xiàn)362 第9章試驗(yàn)驗(yàn)證與性能評(píng)價(jià)方法365 9.1主要試驗(yàn)方法366 9.1.1電弧風(fēng)洞試驗(yàn)366 9.1.2燃燒直連式試驗(yàn)374 9.1.3燃燒自由射流試驗(yàn)380 9.2結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)性能評(píng)估383 9.2.1平板性能評(píng)估383 9.2.2結(jié)構(gòu)件評(píng)估385 參考文獻(xiàn)387 第10章材料、結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用展望389