内置高导cc材料的疏导式热防护结构防热效果

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1、工程科学学报，第37卷，第2期:243--249，2015年2月ChineseJournalofEngineering，Vol．37，No．2:243--249，February2015内置高导C/C材料的疏导式热防护结构防热效果1)2)1)刘冬欢，张憬，尚新春1)北京科技大学数理学院，北京1000832)北京科技大学自然科学基础实验中心，北京100083通信作者，E-mail:liudh@ustb．edu．cn摘要本文建立了内置高导C/C材料的疏导式热防护结构原理模型，通过实验的方法给出了高导C/C材料与耐

2、热三维编织C/C材料间的接触热阻，并利用数值仿真针对影响结构热防护效果的若干关键参数进行了参数影响研究．研究结果表明:减小耐热层厚度是一种降低驻点温度的有效方法，但是必须同时考虑由此引起的强度问题;界面接触热阻对热防护效果影响很大，必须通过工艺处理降低界面热阻才能实现有效的热防护．关键词C/C复合材料;热防护;导热性;接触热阻分类号V214.9Thermalprotectioneffectofheat-pipe-cooledthermalprotectionstructureswithembed-dedhight

3、hermalconductivityC/Cmaterials1)2)1)LIUDong-huan，ZHANGJing，SHANGXin-chun1)SchoolofMathematicsandPhysics，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China2)BasicExperimentalCenterforNaturalScience，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing10008

4、3，ChinaCorrespondingauthor，E-mail:liudh@ustb．edu．cnABSTＲACTHeat-pipe-cooledthermalprotectionisaneffectivethermalprotectionmethodwithembeddedhighheattransfercapacitymaterialsorstructures．Anumericalmodelofaheat-pipe-cooledthermalprotectionstructurewithanembedd

5、edhighthermalconduc-tivityC/Cmaterialwasproposedinthepresentpaper．ContactthermalresistancewastestedbetweenthehighthermalconductivityC/Cmaterialandtheheat-resistingthree-dimensionalbraidC/Cmaterial．Theeffectsofseveralkeyparametersonthethermalprotectionresultsw

6、erealsonumericallyinvestigated．Theresultsshowthatitisaneffectivemethodtodecreasethestagnationtemperaturebyreducingthethicknessoftheheat-resistingmaterial，buttheresultingstrengthproblemshouldalsobetakenintoaccount．Interfacecontactthermalresistancehasasignifica

7、ntinfluenceonthethermalprotectioneffect，andinordertoachieveeffectivethermalprotec-tiontheinterfacecontactthermalresistanceshouldbeloweredthroughfabricationprocessing．KEYWOＲDScarbon/carboncomposites;thermalprotection;thermalconductivity;contactthermalresistanc

8、e随着飞行器的飞行速度越来越快，其机翼的前缘要长时间持续这样的飞行状态，再加上可重复使用运结构往往非常尖锐(前缘半径甚至是毫米量级)，这样载器(reusablelaunchvehicle，ＲLV)概念的提出，要求在实现了高升力、低阻力的同时也带来了极其严重的热防护结构有一定的可重用性，以缩短使用准备时间．局部气动加热问题，在前缘驻点附近热流密度甚至高这些苛刻的约束条件对传