目錄 �で把� 第1章緒論001 1.1超燃沖壓發(fā)動機概述001 1.1.1超燃沖壓發(fā)動機基本工作原理與組成001 1.1.2超燃沖壓發(fā)動機應(yīng)用003 1.2超燃沖壓發(fā)動機熱防護概述004 1.3熱防護技術(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/隔熱材料010 1.4國外熱防護技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)狀011 1.4.1航天飛行器熱防護技術(shù)發(fā)展情況011 1.4.2超燃沖壓發(fā)動機材料與熱防護發(fā)展概況015 1.5國內(nèi)熱防護技術(shù)基礎(chǔ)021 1.6本書主要內(nèi)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026 2.1高溫結(jié)構(gòu)與熱防護系統(tǒng)026 2.1.1進氣道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)與熱防護系統(tǒng)服役環(huán)境030 2.2.1超燃沖壓發(fā)動機熱環(huán)境030 2.2.2超燃沖壓發(fā)動機力環(huán)境038 2.3關(guān)鍵技術(shù)分析040 2.3.1高溫結(jié)構(gòu)與熱防護材料040 2.3.2功能梯度多層復合隔熱技術(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044 2.4技術(shù)指標與要求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國外相關(guān)前緣結(jié)構(gòu)與材料研究情況049 3.1.2國內(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056 3.2.6前緣結(jié)構(gòu)強度分析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)與材料試驗驗證092 3.4.1前緣材料方案試驗驗證092 3.4.2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(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軸對稱發(fā)動機進氣道102 4.3纖維連續(xù)增強SiC基復合材料103 4.3.1碳纖維和碳化硅纖維103 4.3.2連續(xù)纖維增強SiC基復合材料的界面技術(shù)106 4.3.3預制體工藝107 4.3.4預制體致密化工藝111 4.3.5陶瓷前驅(qū)體114 4.3.6纖維增強C/SiC復合材料性能115 4.4C/CSiC復合材料的性能和應(yīng)用120 4.4.1C/CSiC復合材料的制備方法121 4.4.2C/CSiC復合材料的性能121 4.5典型構(gòu)件制備與驗證122 4.5.1構(gòu)件預制體122 4.5.2構(gòu)件預制體致密化123 4.6高溫結(jié)構(gòu)試驗研究125 4.6.1試驗研究對象125 4.6.2試驗方案及其結(jié)果127 4.6.3試驗總結(jié)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(jié)構(gòu)137 5.1概述137 5.2超高溫陶瓷復合材料燒蝕過程分析138 5.2.1陶瓷基復合材料的燒蝕過程138 5.2.2燒蝕過程中的熱化學現(xiàn)象139 5.2.3燒蝕過程中的熱物理現(xiàn)象140 5.2.4復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燃燒室超高溫復相陶瓷基復合材料152 5.3.1C/CZrCSiC復相陶瓷基復合材料154 5.3.2ZrB2ZrCSiC復相陶瓷基復合材料173 5.3.3HfB2HfCSiC復相陶瓷基復合材料196 5.3.4ZrCSiC納米復相陶瓷基復合材料210 5.3.5超高溫復相陶瓷基復合材料燒蝕性能的對比研究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)試驗驗證227 參考文獻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)動機中的應(yīng)用281 參考文獻282 第7章多功能梯度復合隔熱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)動機隔熱結(jié)構(gòu)一般組成與特點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多層復合熱防護材料及其結(jié)構(gòu)316 7.2.5材料隔熱性能快速評價方法320 7.3發(fā)動機隔熱傳熱過程分析與設(shè)計324 7.3.1發(fā)動機隔熱結(jié)構(gòu)傳熱過程分析324 7.3.2服役環(huán)境對發(fā)動機隔熱性能的影響330 7.3.3發(fā)動機隔熱設(shè)計流程330 7.4隔熱結(jié)構(gòu)試驗研究332 7.4.1石英燈加熱332 7.4.2等離子焰加熱333 7.4.3電弧風洞加熱335 參考文獻337 第8章高溫承載結(jié)構(gòu)強度分析344 8.1復合材料結(jié)構(gòu)強度評估方法344 8.1.1復合材料結(jié)構(gòu)本構(gòu)模型344 8.1.2復合材料失效準則346 8.2高溫合金強度評估方法351 8.2.1疲勞壽命預測模型的發(fā)展351 8.2.2考慮應(yīng)力集中的疲勞壽命預測方法352 8.3典型部件強度分析實例359 8.3.1進氣道強度分析359 8.3.2燃燒室強度分析360 8.3.3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365 9.1主要試驗方法366 9.1.1電弧風洞試驗366 9.1.2燃燒直連式試驗374 9.1.3燃燒自由射流試驗380 9.2結(jié)構(gòu)與熱防護性能評估383 9.2.1平板性能評估383 9.2.2結(jié)構(gòu)件評估385 參考文獻387 第10章材料、結(jié)構(gòu)與熱防護技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用展望389