高超声速飞行器主动质量引射热防护技术研究进展

质量引射式热防护是解决未来长时间高超声速飞行器热防护问题的重要方案之一。本文介绍了发汗冷却、气膜冷却、逆向射流三种典型的主动质量引射热防护技术的作用机理,从冷却剂注入方式、流场特征及冷却效率三个方面比较了三种方案的特点。从应用的角度分析了三种方案现阶段的局限性,介绍了几种能够弥补各自缺陷的组合方案。最后从多场耦合分析方法、引射结构设计及优化、热防护系统的优化及效能评估三个方面对质量引射热防护的进一步发展提出展望。

固体药燃气逆向喷流热防护有效性分析

针对高超声速飞行器逆向喷流介质供应,采用固体药燃烧产生的燃气作为喷流的介质,来减小供应系统的质量与体积。采用数值计算的方法对高速飞行器球头逆向喷流流场进行数值模拟,分析不同飞行条件下高温燃气对球头热防护的影响。研究表明,采用高温燃气会减弱逆向喷流的热防护效果,但是对比无逆向喷流的驻点热流,最大热流仍然存在大幅度的下降。通过调节喷流压力,在不增加喷流质量的情况下,高温燃气逆向喷流可以取得与常温介质一致的热防护效果。针对6马赫数以上的飞行,现有的固体药燃气温度能够对飞行器头部实现有效的热防护。