一种典型C/SiC构型件的热噪声适应性试验研究

2021-03-15王晓飞王圣刚麻连净

航天器环境工程 2021年1期

王晓飞，王圣刚，麻连净

（北京机电工程研究所，北京100074）

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碳纤维增韧碳化硅基（C/SiC）复合材料20世纪90 年代起用于摩擦领域，后随着现代航空航天技术发展得到大量研究和应用。其基体材料碳化硅是一种典型的超高硬度材料，硬度仅次于金刚石和CBN，但脆性易碎；C/SiC复合材料克服了单一碳化硅的这一缺点，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐磨损、抗氧化以及抗热振性能好的突出特点，是理想的航空航天热结构材料。

在大气层内高速飞行的航天器要承受气动加热和噪声复合环境，会引起航天器表面结构材料的物性参数变化，改变结构温度场、热应力分布和动力学特性，导致结构出现热噪声疲劳破坏，严重影响航天器表面结构的耐久性和完整性。开展热噪声地面试验可以模拟航天器飞行过程中的热噪声复合环境，是验证航天器表面结构性能的重要手段。

目前，国内对于C/SiC复合材料的研究主要集中在静载荷材料性能方面，而对材料在热噪声等复杂载荷环境下的性能研究较少；在已开展的热噪声试验中，针对典型平板结构开展的较多，针对能反映飞行器真实情况的复杂结构的较少。因此，开展复杂结构件的热噪声试验研究十分必要。

本文针对一种典型的C/SiC 蒙皮骨架构型件开展热噪声试验研究，对试验件、试验装置和试验方法等进行介绍，对试验数据进行分析，研究C/SiC构型件的失效模式，验证其热噪声环境适应性。