复合型外防热材料性能研究

介绍了一种用于复合材料发动机壳体飞行过程中气动加热的防护材料。该材料由多种材料复合而成,具有隔热、结构、烧蚀等功能。采用石英灯静态加热实验、电弧风洞烧蚀实验对其背壁温度及烧蚀状态进行考核验证。结果表明,防热材料密度小于1.0 g/cm3,4mm厚材料风洞实验后使表面820℃以上的基材温度降至118℃,表面烧蚀结构完整,该材料可用于复合材料壳体的外热防护。

非压力浸渍成型技术制备夹层结构气凝胶外防热材料

夹层结构气凝胶外防热材料兼具中间层气凝胶材料高效隔热、陶瓷面板材料抗冲刷特点,在未来新型航天飞行器大面积外防隔热领域具有广阔的应用前景。常规的基于压力浸渍成型技术制备的夹层结构气凝胶外防热材料易于出现中间层气凝胶材料渗胶、塌陷、分层问题,从而失去了气凝胶材料高效隔热的特性。本工作提出了非压力浸渍成型技术,即将压力浸渍改为真空浸渍,解决了气凝胶易于渗胶、塌陷问题,通过调节面板陶瓷前驱体浓度、分子链团聚粒径大小、浸渍次数将面板材料力学强度稳固提高,夹层结构材料隔热性能和应变协调性能优异,中心点挠曲位移达8.89mm,在1200℃电弧风洞考核试验中,1000s时背面温升只有55℃。该技术在未来航天飞行器大面积热防护领域具有潜在的应用价值。

航天飞行器外防热复合材料发展概况

航天飞行器再入环境由于飞行任务的不断艰巨而愈加恶劣,故对外防热材料的要求也越来越高。本文通过简要分析气动加热环境所造成的外防热材料结构特性给出气动加热环境对于外防热材料的性能要求。接着以耐烧蚀树脂基防热复合材料为主对外防热材料的发展概况给出相关介绍,并提出利用混编纤维增强复合材料各方面的应用优势。