谢宗蕻，孙俊峰

（西北工业大学 航天学院 先进结构与复合材料实验室，西安710072）

0 引言

高超声速巡航导弹凭借其Ma＞5 的高速度，可以在10 min 左右的时间内打击近千千米远的目标，具有常规导弹不可比拟的机动突防打击能力，是具有威慑和实战双重功能的“杀手锏”武器。高超声速飞机可以在2 h 内飞抵全球任何地区，在实时侦察、远程快速部署和精确打击方面具有极高的军事价值，且在民用方面也有很大的潜在市场。可重复使用的空天飞机能像普通飞机一样水平起飞，以高超声速在大气层中飞行，飞行速度在30～ 100 km 高空Ma可达到12～25，且能够安全再入大气层，像普通飞机一样滑翔并降落地面。空天飞机可以作为反卫星武器平台、监视和侦察平台、天基系统支持平台等，在未来的空间控制和空间战中发挥重要作用。

飞行器在大气中以Ma＞3 的速度飞行时，其表面尤其是翼面前缘将会受到强烈的气动加热作用。当飞行器速度达到Ma=5 时，其头部驻点区的温度可达到1000 ℃以上，且温度随着马赫数的继续增加而升高，并与(Ma)2成正比；机翼和控制面前缘温度可达到近900 ℃，而迎风面也可达到600～800 ℃。在如此高的温度下，传统的铝镁合金等轻金属结 构材料可能会软化乃至熔化，从而导致高超声速飞行器的飞行失败。因此，开展高超声速飞行器的热防护研究非常必要。

1 典型的热防护技术

通用的飞行器热防护系统方案有被动式、半主动式和主动式，其中被动式和半主动式防热方案包括吸热式、辐射式、烧蚀式、热管/结构组合式等，而主动式防热方案又包括对流、发汗、气膜冷却等。……