胡江玉，王 宁，周 进，潘 余

(国防科技大学 空天科学学院, 湖南 长沙 410073)

热防护是超燃冲压发动机研制中面临的关键难题之一，在众多解决方案中，再生冷却[1-2]被认为是热防护的最佳选择。由于温度及热流密度是热防护设计的依据，文献[3-5]采用实验或仿真的手段，对超燃冲压发动机壁面温度及热流密度进行了研究。又由于目前在超燃冲压发动机的研究中，大多采用碳氢燃料作为燃料，且冷却通道内的压力通常高于燃料的临界压力，因此文献[6-9]针对冷却通道内超临界压力碳氢燃料的流动及传热特性进行了研究。

由于矩形槽道易于加工，再生冷却面板中冷却通道截面一般为矩形或梯形[10-13]。Wang等[14]对超临界压力甲烷在矩形冷却通道内的三维耦合传热进行了研究，发现壁面材料导热系数和通道高宽比均会影响热流分布及耦合传热。刘[15]系统地研究了超临界压力正十烷在矩形通道中的耦合传热特性，指出了矩形通道中传热恶化是由近壁面流体的零速度梯度导致的，且较高的壁面导热系数能够抑制热边界层的发展。Zhang等[16]的研究则表明，壁温随矩形通道高宽比的增大先下降后上升，最佳高宽比在4和8之间。此外，Sun等[17]还研究了方形冷却通道内浮升力对超临界压力煤油传热的影响，发现浮升力对传热的影响随煤油压力的升高及壁面导热系数的增大而减小。

虽然关于超燃冲压发动机热防护方面的文献较多，然而鲜有研究将高温燃气、再生冷却面板及冷却剂的耦合传热考虑在内。……