高超聲速飛行器熱防護電弧風洞氣動加熱試驗技術

目錄
叢書序
序
前言
第1章 熱環(huán)境及熱防護系統(tǒng)概述 /1
1.1 引言 /2
1.2 再入航天器類飛行器熱環(huán)境及熱防護系統(tǒng) /2
1.2.1 高超聲速飛行器的飛行軌道 /3
1.2.2 各種高超聲速飛行器的熱環(huán)境及其特點 /5
1.3 高超聲速飛行器熱防護概述 /8
1.3.1 防熱結構的功能 /8
1.3.2 防熱結構的類型和發(fā)展 /8
1.3.3 幾種防熱結構的基本原理、特點、設計與分析 /10
1.4 飛行器熱防護地面考核試驗方法 /19
1.4.1 高超聲速飛行器氣動加熱機理 /19
1.4.2 高超聲速飛行器氣動加熱地面試驗方法 /21
符號表 /25
參考文獻 /26
第2章 電弧氣動加熱試驗設施 /27
2.1 管狀電弧加熱器 /29
2.1.1 發(fā)展史及國內(nèi)外現(xiàn)狀 /29
2.1.2 工作原理及結構特點 /30
2.1.3 性能特點 /33
2.1.4 相似規(guī)律 /37
2.2 疊片式電弧加熱器 /40
2.2.1 發(fā)展史及國內(nèi)外現(xiàn)狀 /40
2.2.2 工作原理及結構特點 /42
2.2.3 性能參數(shù)及優(yōu)缺點 /45
2.3 長分段式電弧加熱器 /48
2.3.1 發(fā)展史及國內(nèi)外現(xiàn)狀 /48
2.3.2 工作原理及結構特點 /49
2.3.3 性能參數(shù)及優(yōu)缺點 /50
2.4 交流電弧加熱器 /52
2.4.1 發(fā)展史及國內(nèi)外現(xiàn)狀 /52
2.4.2 工作原理及結構特點 /54
2.4.3 性能參數(shù)及優(yōu)缺點 /55
2.5 電弧風洞 /63
2.5.1 概述 /63
2.5.2 用途及特點 /64
2.5.3 國外典型設備 /66
2.5.4 電弧風洞工作原理 /69
2.5.5 電弧風洞試驗程序 /70
2.6 電弧風洞本體部件組成及結構特點 /72
2.6.1 電弧加熱器 /72
2.6.2 混合穩(wěn)壓室 /73
2.6.3 噴管 /73
2.6.4 試驗段 /78
2.6.5 擴壓段 /80
2.6.6 冷卻器 /83
2.6.7 真空管道和擋板閥 /84
2.7 電弧風洞附屬系統(tǒng)組成及特點 /85
2.7.1 供氣系統(tǒng) /85
2.7.2 供水系統(tǒng) /88
2.7.3 真空系統(tǒng) /91
2.7.4 供電系統(tǒng) /94
2.7.5 控制系統(tǒng) /98
2.7.6 測試系統(tǒng) /104
2.8 小結 /106
符號表 /107
參考文獻 /107
第3章 電弧加熱試驗參數(shù)測量 /110
3.1 熱環(huán)境參數(shù)測量 /111
3.1.1 氣流總焓 /111
3.1.2 模型表面熱流密度 /116
3.1.3 壓力 /124
3.1.4 氣體流量 /127
3.1.5 等離子體參數(shù)診斷 /129
3.1.6 高溫流場非平衡溫度診斷 /135
3.1.7 高溫流場及材料燒蝕組分濃度診斷 /137
3.1.8 基于LIF的電弧風洞自由流參數(shù)診斷 /141
3.2 熱響應參數(shù)測量 /143
3.2.1 質(zhì)量燒蝕率和線燒蝕率測量 /143
3.2.2 有效燒蝕焓和燒蝕熱效率測量 /144
3.2.3 表面溫度測量 /145
3.2.4 內(nèi)部溫度測量 /153
3.2.5 熱應變測量 /156
3.2.6 燒蝕變形測量 /159
符號表 /166
參考文獻 /166
第4章 端頭燒蝕試驗技術 /170
4.1 端頭熱環(huán)境分析 /170
4.1.1 尖錐彈道式端頭熱環(huán)境 /172
4.1.2 鈍頭升力式端頭熱環(huán)境 /178
4.2 端頭燒蝕試驗參數(shù)測量 /183
4.2.1 熱流密度測量 /183
4.2.2 氣流總焓測量 /191
4.2.3 駐點壓力測量 /194
4.2.4 熱流壓力共同測量 /196
4.2.5 背面溫度測量 /198
4.3 端頭燒蝕試驗模型外形 /200
4.3.1 平頭圓柱外形表面熱流密度分布 /200
4.3.2 球面圓柱外形表面熱流密度分布 /201
4.3.3 等熱流球面圓柱外形表面熱流密度分布 /203
4.3.4 等熱流外形球面系數(shù)驗證 /206
4.4 端頭燒蝕考核試驗技術 /207
4.4.1 試驗數(shù)據(jù)處理 /208
4.4.2 大氣環(huán)境端頭試驗 /209
4.4.3 電弧風洞端頭試驗 /210
4.5 端頭燒蝕外形測量技術 /214
符號表 /215
參考文獻 /216
第5章 高超聲速飛行器典型部位燒蝕試驗技術 /217
5.1 大面積材料燒蝕試驗技術 /217
5.1.1 超聲速矩形噴管自由射流平板試驗技術 /217
5.1.2 超聲速鈍楔試驗技術 /229
5.1.3 半橢圓噴管試驗技術 /232
5.2 湍流導管試驗技術 /233
5.2.1 亞聲速矩形湍流導管試驗技術 /234
5.2.2 超聲速矩形湍流導管試驗技術 /237
5.3 包罩試驗技術 /244
5.3.1 包罩試驗技術分類 /245
5.3.2 常規(guī)亞聲速包罩試驗技術 /245
5.3.3 異型亞聲速包罩試驗技術 /253
5.4 舵軸氣動加熱試驗技術 /257
5.4.1 整艙舵軸射流試驗技術 /258
5.4.2 截短舵射流試驗技術 /260
5.4.3 舵軸導管試驗技術 /261
5.5 活動部件試驗技術 /263
5.5.1 艙門部件氣動熱試驗技術 /263
5.5.2 FLAP氣動熱試驗技術 /266
符號表 /268
參考文獻 /269
第6章 吸氣式高超聲速飛行器氣動熱防護試驗技術 /271
6.1 吸氣式高超聲速飛行器簡介 /271
6.2 尖銳前緣結構氣動加熱環(huán)境 /282
6.3 尖化前緣電弧風洞試驗方法 /291
6.3.1 尖化前緣電弧風洞加熱預估 /292
6.3.2 尖化前緣試驗測試 /295
6.4 發(fā)動機主動熱防護試驗技術 /296
6.5 發(fā)動機被動熱防護材料試驗技術 /299
6.5.1 發(fā)動機壁面材料考核試驗技術 /299
6.5.2 發(fā)動機內(nèi)部氣體組分對防熱材料氧化燒蝕的地面模擬技術 /304
6.5.3 電弧加熱發(fā)動機燃燒室熱結構直連式試驗技術 /312
符號表 /316
參考文獻 /316
第7章 新型熱防護試驗技術 /319
7.1 新一代高超聲速飛行器熱環(huán)境及熱防護特性分析 /319
7.1.1 高超聲速飛行器熱環(huán)境特性分析 /319
7.1.2 高超聲速飛行器熱防護特性分析 /321
7.2 疏導式熱防護試驗技術 /322
7.2.1 疏導式熱防護原理 /323
7.2.2 疏導式熱防護試驗方法 /325
7.2.3 疏導式熱防護技術、模型及驗證 /331
7.3 再生冷卻熱防護試驗方法 /345
7.3.1 再生冷卻原理 /345
7.3.2 再生冷卻技術發(fā)展現(xiàn)狀 /347
7.3.3 再生冷卻工程化應用 /348
7.4 氣膜冷卻熱防護試驗方法 /349
7.4.1 氣膜冷卻原理 /349
7.4.2 氣膜冷卻技術研究現(xiàn)狀 /351
7.4.3 氣膜冷卻技術在電弧風洞試驗上的應用 /353
7.5 發(fā)汗冷卻熱防護試驗方法 /359
7.5.1 發(fā)汗冷卻原理 /359
7.5.2 發(fā)汗冷卻技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 /359
7.5.3 輻射加熱發(fā)汗冷卻技術試驗驗證 /365
符號表 /36
參考文獻 /368
第8章 其他氣流加熱試驗技術 /371
8.1 高頻感應加熱試驗技術 /371
8.1.1 工作原理及系統(tǒng)組成 /371
8.1.2 特點及用途 /376
8.1.3 發(fā)展現(xiàn)狀 /377
8.2 燃氣流試驗設備 /378
8.2.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 /378
8.2.2 工作原理 /380
8.2.3 結構特點 /381
8.2.4 用途及特點 /384
8.3 乙炔加熱試驗技術 /387
符號表 /389
參考文獻 /390