本書對近幾十年來歐美俄等航天強國高超聲速技術發(fā)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(fā)展歷程進行了總結，結合國內(nèi)外高超聲速飛行器的工程研制經(jīng)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(tǒng)相關產(chǎn)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，供高等院校在讀研究生，科研院所結構與防隔熱產(chǎn)品研發(fā)與設計人員，以及航天科技愛好者參考與借鑒。
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目錄
叢書序
前言
第1章 緒論
11.1 高超聲速技術發(fā)展脈絡/1
1.1.1 美國高超聲速技術的發(fā)展/3
1.1.2 俄羅斯高超聲速技術的發(fā)展/9
1.2 結構、熱防護與試驗技術的發(fā)展/11
1.2.1 結構與熱防護技術/12
1.2.2 試驗技術的發(fā)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(huán)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 沖擊載荷/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(huán)境設計方法/33
2.3.1 工程算法/33
2.3.2 數(shù)值模擬技術/38
2.3.3 局部熱環(huán)境設計技術/50
2.3.4 轉(zhuǎn)捩機制與判據(jù)/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(nèi)外研究情況/68
3.2.1 先進結構復合材料/68
3.2.2 防熱功能復合材料/69
3.2.3 隔熱材料技術/73
3.3 結構與防熱材料/81
3.3.1 樹脂基復合材料/81
3.3.2 碳基復合材料/83
3.3.3 陶瓷基復合材料/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(xiàn)/92
3.6.1 熱屏蔽溫控材料/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(jù)/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(nèi)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 高溫復合材料的細觀結構特征及力學性能/143
5.3.1 高溫復合材料力學特征/143
5.3.2 編織型復合材料的力學特征/145
5.4 高溫復合材料強度性能與評價準則/150
5.4.1 復合材料非線性本構關系/150
5.4.2 纖維增強復合材料強度準則/153
5.4.3 編織復合材料內(nèi)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(tài)載荷對材料屬性的影響規(guī)律/177
5.5.3 熱噪聲激勵下典型結構的低頻動響應分析/179
5.5.4 高頻熱噪聲作用下的典型結構統(tǒng)計能量分析/183
5.5.5 陶瓷基復合材料沖擊阻抗及損傷容限/185
5.6 高溫復合材料力/熱/氧耦合環(huán)境強度設計與分析技術/193
5.6.1 高溫復合材料應力氧化機理及數(shù)學建模/193
5.6.2 熱力氧耦合作用下高溫復合材料力學特性/204
5.7 小結/218
參考文獻/219
第6章 高超聲速環(huán)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(fā)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 基于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(shù)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(huán)境下的結構剛度分析/265
6.6.2 熱環(huán)境下的結構振動方程/266
6.6.3 熱環(huán)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 復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 防熱設計程序/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(jù)/286
7.3.2 設計準則/286
7.3.3 設計程序/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(nèi)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(guī)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 陶瓷基復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 樹脂基復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 納米隔熱材料宏觀傳熱特性與熱物性參數(shù)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 導熱系數(shù)參數(shù)辨識求解/450
8.7.3 輻射參數(shù)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 典型縫隙空腔復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(tài)熱密封試驗/503
9.3.6 隔熱溫控試驗/506
9.3.7 熱靜力復合試驗/508
9.3.8 熱振動復合試驗/509
9.3.9 熱噪聲復合試驗/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(tài)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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