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高超声速单/多喷管逆向喷流降热特性研究

2021-08-23黄喜元李小艳苗文博

导弹与航天运载技术 2021年4期

黄喜元,李小艳,杨 勇,陈 智,苗文博

(1.中国运载火箭技术研究院,北京,100076;2.中国航天空气动力技术研究院,北京,100074)

0 引 言

热防护一直是高超声速飞行器攻关研究中的一项核心关键技术问题[1,2]。传统高超声速飞行器热防护系统设计主要采用被动热防护设计,或者依靠防热结构和材料本身将热量吸收或辐射出去,如刚性陶瓷防热瓦、柔性毡式防热、高导热碳复合材料防热、盖板式防热等,达到保护飞行器内部结构的目的;或者通过自身材料质量的损失,如烧蚀热防护,吸收并带走大量的热,减少热量向内传递,从而保护飞行器内部结构能够正常工作。受材料体系限制,依靠研制新型的耐高温材料来解决高超声速飞行器的热防护问题不仅技术难度越来越大,研制周期长、研制成本高也成为制约飞行器性能进一步提升的瓶颈问题。

主动热防护技术由于冷却能力强、可以适应长时间高热流环境、设计灵活,可满足极端苛刻、严酷的气动加热环境,近年来受到了极大的重视。作为主动热防护技术之一的逆向喷流方法,由于可以显著降低飞行器的气动加热,成为高超声速飞行器主动热防护系统设计可选择的有效途径之一。逆向喷流降热技术的主要原理是在飞行器头部设置一个喷口,喷口喷射出来的气体将飞行器头部弓形激波更远地推离飞行器壁面,从而降低气动加热热量向飞行器内部传递,达到主动改善飞行器气动加热热环境的目的。……

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