高超聲速飛行器結構設計與試驗技術

《高超聲速飛行器結構設計與試驗技術》是2022年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:高超聲速飛行器結構設計與試驗技術
  • 出版時間:2022年12月1日
  • 出版社: 科學出版社
  • ISBN:9787030742315
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

《高超聲速飛行器結構設計與試驗技術》對幾十年來美、俄等航天強國高超聲速技術發展脈絡進行了梳理,對國外各型高超聲速飛行器的結構與熱防護技術的發展歷程進行了總結,結合國內外高超聲速飛行器的工程研製經驗與教訓,分別對高超聲速飛行器氣動力、熱載荷工程設計方法、結構與熱防護材料工藝特點與基礎性能、結構與熱防護系統相關產品的工程設計方法與設計流程、性能評價理論、地面試驗設備模擬原理與測量技術進行了詳細介紹。

圖書目錄

叢書序
前言
第1章 緒論
11.1 高超聲速技術發展脈絡/1
1.1.1 美國高超聲速技術的發展/3
1.1.2 俄羅斯高超聲速技術的發展/9
1.2 結構、熱防護與試驗技術的發展/11
1.2.1 結構與熱防護技術/12
1.2.2 試驗技術的發展/19
1.3 小結/23
參考文獻/24
第2章 高超聲速飛行器氣動力、熱載荷環境設計理論 25
2.1 概述/25
2.2 高超聲速飛行器氣動載荷設計方法/27
2.2.1 高超聲速飛行器氣動載荷特點/27
2.2.2 靜載荷/28
2.2.3 衝擊載荷/32
2.2.4 噪聲載荷/32
2.2.5 振動載荷/32
2.3 高超聲速飛行器氣動熱環境設計方法/33
2.3.1 工程算法/33
2.3.2 數值模擬技術/38
2.3.3 局部熱環境設計技術/50
2.3.4 轉捩機制與判據/57
2.3.5 壁面催化特性與非平衡流動/61
2.4小結/65
參考文獻/65
第3章 先進結構與防隔熱材料技術 67
3.1 概述/67
3.2 國內外研究情況/68
3.2.1 先進結構複合材料/68
3.2.2 防熱功能複合材料/69
3.2.3 隔熱材料技術/73
3.3 結構與防熱材料/81
3.3.1 樹脂基複合材料/81
3.3.2 碳基複合材料/83
3.3.3 陶瓷基複合材料/85
3.4 高效隔熱材料/86
3.4.1 納米氣凝膠隔熱材料/86
3.4.2 陶瓷隔熱瓦/88
3.4.3 柔性隔熱材料/89
3.4.4 熱透波材料/89
3.5 熱密封材料微觀結構及性能/91
3.6 溫控材料工藝與實現/92
3.6.1 熱禁止溫控材料/92
3.6.2 熱耗散溫控材料/93
3.7 小結/95
參考文獻/96
第4章 高超聲速飛行器結構設計 97
4.1 概述/97
4.1.1 飛行器結構的功能/98
4.1.2 飛行器結構的分類/98
4.2 結構設計方法和設計流程/101
4.2.1 設計依據/101
4.2.2 設計準則/102
4.2.3 設計流程/103
4.2.4 設計思想和設計方法/103
4.3 結構設計內容/107
4.3.1 結構材料選用/108
4.3.2 結構構型設計/109
4.4 典型結構設計原理和工程實例/109
4.4.1 艙段結構設計/109
4.4.2 翼面和舵面結構設計/123
4.4.3連 接結構設計/126
4.5 小結/137
參考文獻/137
第5章 臨近空間飛行器先進材料體系力學分析理論 140
5.1 概述/140
5.2 金屬材料強度評價方法/141
5.3 高溫複合材料的細觀結構特徵及力學性能/143
5.3.1 高溫複合材料力學特徵/143
5.3.2 編織型複合材料的力學特徵/145
5.4 高溫複合材料強度性能與評價準則/150
5.4.1 複合材料非線性本構關係/150
5.4.2 纖維增強複合材料強度準則/153
5.4.3 編織複合材料內部缺陷的力學特性表征/165
5.5 結構動強度設計與評價方法/172
5.5.1 結構動力學設計原則/173
5.5.2 動態載荷對材料屬性的影響規律/177
5.5.3 熱噪聲激勵下典型結構的低頻動回響分析/179
5.5.4 高頻熱噪聲作用下的典型結構統計能量分析/183
5.5.5 陶瓷基複合材料衝擊阻抗及損傷容限/185
5.6 高溫複合材料力/熱/氧耦合環境強度設計與分析技術/193
5.6.1 高溫複合材料應力氧化機理及數學建模/193
5.6.2 熱力氧耦合作用下高溫複合材料力學特性/204
5.7 小結/218
參考文獻/219
第6章 高超聲速環境結構氣動彈性設計及分析技術 220
6.1 概述/220
6.2 高超聲速氣動彈性發展/221
6.2.1 高超聲速氣動彈性試驗研究/221
6.2.2 高超聲速氣動彈性理論研究/221
6.3 高超聲速非定常氣動力建模/222
6.3.1 氣動力近似方法/222
6.3.2 基於CFD的高超聲速非定常氣動力計算方法/227
6.4 氣動彈性分析方法/237
6.4.1 工程方法/239
6.4.2 降階方法/241
6.4.3 數值方法/247
6.4.4 方法對比/259
6.5 氣動伺服彈性分析方法/261
6.6 熱氣彈結構動力學特性分析/265
6.6.1 熱環境下的結構剛度分析/265
6.6.2 熱環境下的結構振動方程/266
6.6.3 熱環境對結構動力學特性影響的定性分析/268
6.7 風洞顫振試驗概述/269
6.8 氣彈算例分析方法/272
6.8.1 複合材料壁板顫振分析方法研究/272
6.8.2 臨近空間飛行器部件及全彈顫振分析/274
6.9 小結/276
參考文獻/277
第7章 高超聲速飛行器防隔熱設計技術 278
7.1 概述/278
7.1.1 被動式熱防護方案/279
7.1.2 半被動式熱防護方案/281
7.1.3 主動式熱防護方案/281
7.2 高超聲速飛行器防熱設計方法與設計流程/283
7.2.1 防熱設計程式/283
7.2.2 設計輸入分析和指標分解/284
7.2.3 防熱試驗設計/285
7.3 高超聲速飛行器隔熱設計方法與設計流程/286
7.3.1 設計依據/286
7.3.2 設計準則/286
7.3.3 設計程式/287
7.3.4 設計方法/287
7.3.5 試驗項目/290
7.4 高超聲速飛行器溫控設計方法與設計流程/291
7.4.1 溫控設計流程/291
7.4.2 溫控指標確定/296
7.4.3 溫控設計內容/297
7.4.4 溫控驗證方法/300
7.5 小結/302
參考文獻/303
第8章 高超聲速飛行器防隔熱與熱密封分析理論 304
8.1 概述/304
8.2 碳/碳材料防熱機理與性能評價方法/305
8.2.1 碳的燃燒反應機理/305
8.2.2 碳氧反應的速率控制機理/309
8.2.3 碳氧反應的擴散速率控制機理/310
8.3 低燒蝕碳/碳材料防熱機理與性能評價方法/315
8.3.1 氧化膜生成機制及生成條件/315
8.3.2 氧化膜氣體擴散機制及模擬方法/318
8.3.3 氧化膜傳熱規律及工程等效方法/322
8.3.4 氧化膜失效機理及工程預測方法/325
8.3.5 典型地面試驗工況的仿真分析/326
8.4 陶瓷基複合材料防熱機理與性能評價方法/338
8.4.1 C/SiC燒蝕機理及計算方法/338
8.4.2 典型地面試驗工況的仿真分析/390
8.5 樹脂基複合材料防熱機理與性能評價方法/396
8.5.1 樹脂基材料分解機理及計算方法/396
8.5.2 典型地面試驗工況的仿真分析/417
8.6 納米隔熱材料微細觀結構特點與傳熱機理/429
8.6.1 納米隔熱材料導熱計算方法/431
8.6.2 納米隔熱材料輻射特性/439
8.6.3 耦合傳熱模型及計算方法/447
8.7 納米隔熱材料巨觀傳熱特性與熱物性參數辨識算法/448
8.7.1 納米隔熱材料傳熱的模擬方法/449
8.7.2 導熱係數參數辨識求解/450
8.7.3 輻射參數辨識方法/452
8.8 熱密封結構作用機理及分析方法/456
8.8.1 熱密封及多孔隔熱材料傳熱特性分析/456
8.8.2 典型縫隙空腔複雜氣體流動和傳熱模式分析/460
8.8.3 縫隙流場與腔體固體傳熱的耦合計算分析/461
8.8.4 陶瓷纖維氈類多孔材料中的熱量傳遞模型和計算方法/469
8.8.5 填充密封材料的熱密封結構的熱量傳遞模型與計算方法/489
8.9 小結/491
參考文獻/492
第9章 試驗技術 493
9.1 概述/493
9.2 高超聲速飛行器地面試驗面臨的難點與需求/493
9.2.1 熱防護試驗/493
9.2.2 力學試驗/495
9.3 試驗分類及其技術/497
9.3.1 氣動熱試驗/499
9.3.2 防熱(燒蝕)試驗/501
9.3.3 高溫氧化損傷試驗/502
9.3.4 熱結構熱匹配試驗/502
9.3.5 動/靜態熱密封試驗/503
9.3.6 隔熱溫控試驗/506
9.3.7 熱靜力複合試驗/508
9.3.8 熱振動複合試驗/509
9.3.9 熱噪聲複合試驗/511
9.3.10 舵結構系列試驗/512
9.4 試驗設施/514
9.4.1 高超聲速風洞/514
9.4.2 長時間射流風洞/521
9.4.3 靜態試驗設備/526
9.5 測量技術/532
9.5.1 氣動熱測量測試技術/533
9.5.2 防隔熱測量測試技術/546
9.5.3 應變測量技術/553
9.6 小結/571
參考文獻/571
第10章 結束語 573

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