主动冷却热防护系统以其冷却能力强、抵抗高热流密度的长时间加热等优点成为解决高超声速飞行器防热问题的有效方法之一。为此,本项目提出夹芯主动冷却技术与热防护结构相结合及其结构优化这一基础研究课题。拟采用理论计算与实验分析相结合的方法对夹芯主动冷却热防护结构的防热性能评价、热力耦合机理、宏观结构优化和微细观结构优化进行研究;试验测量多孔隔热材料在不同温度和压力下的有效热导率,设计和制造主动冷却金属热防护结构并实验测试其整体性能,为实际工程应用提供数据支持。本项目特色在于将夹芯主动冷却方式引入到热防护结构中,发展耦合计算技术揭示耦合环境下主动冷却热防护结构的热力耦合机理;发展优化设计技术得到宏观结构和微观结构的轻质化构型。该项目不仅探索了其中气动力学、传热学、固体力学与结构优化的基础问题,对拓宽主动冷却技术及优化设计技术在主动冷却热防护结构的应用也具有很强的指导意义。
英文主题词Space Aircraft;Thermal Protection System;Thermo-Mechanical;Actively Cooling;Optimization Design