王湘阳，年永乐，刘娜，程文龙

（1中国科学技术大学热科学和能源工程系，安徽合肥230027；2北京航天长征飞行器研究所，高超声速飞行器防隔热与热控技术中心，北京100076）

引 言

飞行器、导弹等以高超声速在大气层中飞行时，因黏性阻碍等原因产生大量气动热，为保证主体结构的温度在正常的温度范围内，需采取一定热防护措施。烧蚀热防护因其单位质量材料带走热量大、简单可靠等优点，是当前高超声速飞行器领域广泛采用的热防护技术[1-2]。在烧蚀热防护系统中烧蚀防热材料是最重要的组成部件，其通过吸热、导热、相变潜热、化学反应、热阻塞、辐射等一系列物理化学过程带走气动热，维持结构温度稳定。硅基烧蚀材料是以二氧化硅为主要成分的复合材料，由于它工艺简单、加工周期短、热导率低，具有良好的抗烧蚀性能和隔热性能，目前广泛用于烧蚀热防护系统中[3-5]。

通过对材料烧蚀过程中传热传质机理的研究，可以有效预测热防护系统的防热性能，然而由于地面实验分析成本高昂、条件控制困难，研究者常常采用理论分析与数值模拟的方法对烧蚀进行更系统的研究。孙冰等[6]在原有的液态层模型的基础上，考虑了夹杂碳化层对熔融态硅基的补强作用，总结出了液态层黏附力的经验公式。时圣波等[7]基于液态层烧蚀模型，针对平板烧蚀问题，预测了热导率、比定压热容、驻点焓值等热物理性能对高硅氧/酚醛复合材料的表面烧蚀后退率、壁面温度、气化烧蚀速率、热阻塞因子、气化分数等烧蚀性能的影响。……