王德文，洪 兴，陈 昊

(西京学院，西安 710123)

0 引言

高速飞行器在大气层内飞行时，由于飞行速度高，大气中的尘埃、冰晶和雪花粒子等将不断对飞行器的头部产生机械撞击，造成机械侵蚀，严重的侵蚀破坏曾造成了“哥伦比亚号”空难事件。为保护飞行器头部内的元器件的安全，在飞行器头部的表面制备一层防护层，通过防护层来抵御大气粒子对飞行器的机械损伤，从而实现保护飞行器内部的目的[1]。国内外学者也开展了相关的研究，如Ogi等研究了不同撞击速度对2D及3D编织的CMC平板的表面和内部损伤情况[2]；Presby等采用实验和数值分析的方法对钢球冲击C/SiC复合材料平板的损伤情况进行了研究[3]。 C/C-SiC复合材料具有高比强度、高比模量、优良的高温力学性能和极好的尺寸稳定性等一系列突出的特性，己成功应用在航空航天等领域[4-5]。

文中以飞行器的飞行速度马赫数为6，飞行高度约为10 km，天气严重指数为8的飞行轨道为试验基本条件，基于动量平衡原理，采用地面模拟试验台发射含粒子射流模拟高空粒子侵蚀环境，将试件置于含粒子的射流中进行机械侵蚀试验，研究试件的抗粒子侵蚀性能。

1 试验

1.1 试验试样

试验材料为正交编制，化学气相渗透法制备的C/C-SiC复合材料[6-7]。复合材料的预制体在编织前将碳纤维分别在纵向和横向上分层平铺，在垂直于平铺面的轴向上垂直编织碳纤维，织成三维正交预制体。以氩气为载气，氢气为稀释气体，甲基三氯硅烷(MTS) 为反应气体，对预制体进行化学气相渗透沉积，制成密度约为2.16 g/cm3的C/C-SiC复合材料。……