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定 價(jià)：198 元
- 作者：李鋒
- 出版時(shí)間：2017/3/1
- ISBN：9787515912448
- 出 版 社：中國(guó)宇航出版社
- 中圖法分類(lèi)：V444.3
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開(kāi)本：16開(kāi)
本書(shū)系統(tǒng)闡述了疏導(dǎo)式熱防護(hù)的典型性能表征、結(jié)構(gòu)特征及適用的條件，疏導(dǎo)式防熱的物理機(jī)制，復(fù)雜外形熱環(huán)境預(yù)測(cè)技術(shù)，高溫和超高溫?zé)峁�，以及熱防護(hù)試驗(yàn)技術(shù)。內(nèi)容具有較強(qiáng)的學(xué)術(shù)性和工程價(jià)值。
本書(shū)適合于從事疏導(dǎo)式熱防護(hù)的技術(shù)人員、科研人員及高等院校相關(guān)專(zhuān)
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航天液體推進(jìn)技術(shù)是人類(lèi)空間活動(dòng)的基礎(chǔ),其概念提出和理論
適應(yīng)飛行器在大氣層中長(zhǎng)程飛行要保持氣動(dòng)外形不變的需求,近些年高超聲速飛行器
非燒蝕防熱受到了特別關(guān)注。本書(shū)介紹的疏導(dǎo)式熱防護(hù)就是這種新型非燒蝕防熱的一種有
效技術(shù)。它是在總結(jié)燒蝕式熱防護(hù)歷史作用和局限性的基礎(chǔ)上,根據(jù)新型高超聲速飛行器
的熱環(huán)境特點(diǎn)而提出的。它借助于熱疏導(dǎo)介質(zhì)和高效隔熱材料的合理運(yùn)用,在飛行器防熱
結(jié)構(gòu)中建立了熱量定向流動(dòng)機(jī)制,將復(fù)雜外形強(qiáng)加熱區(qū)的熱量導(dǎo)向低溫區(qū),限制熱量向飛
行器內(nèi)部傳遞而擴(kuò)大向外輻射散熱,從而達(dá)到外層不燒蝕、內(nèi)部限溫升的熱防護(hù)目標(biāo)。
第1章是概論,從高超聲速飛行器的熱障問(wèn)題出發(fā),簡(jiǎn)要敘述了從燒蝕到非燒蝕
熱防護(hù)技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)而介紹了疏導(dǎo)式熱防護(hù)概念的產(chǎn)生,及其物理機(jī)制和技術(shù)特點(diǎn)。熱
環(huán)境是熱防護(hù)設(shè)計(jì)的前提和依據(jù),第2章對(duì)復(fù)雜外形飛行器在大空域長(zhǎng)程飛行所經(jīng)歷的熱
環(huán)境,從數(shù)值模擬、工程計(jì)算兩個(gè)方面給出了有針對(duì)性的預(yù)測(cè)方法。同時(shí)還介紹了高超聲
速風(fēng)洞的測(cè)量與對(duì)理論預(yù)測(cè)技術(shù)的驗(yàn)證。第3章是本書(shū)的核心,在系統(tǒng)介紹快速傳熱、高
效隔熱、輻射散熱控制和表面抗氧化4個(gè)物理機(jī)制的基礎(chǔ)上,闡述了疏導(dǎo)式熱防護(hù)的基本
思想、理論特點(diǎn)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑,并舉例說(shuō)明了熱疏導(dǎo)思想的應(yīng)用。鑒于高溫?zé)峁茉谑鑼?dǎo)
式防熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)中的重要性和在熱防護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用的新穎性,并考慮到國(guó)內(nèi)有關(guān)高溫?zé)峁?br />
資料的缺乏狀態(tài),本書(shū)第4章專(zhuān)門(mén)介紹了高溫?zé)峁艿墓ぷ髟�、制作和�?yīng)用。對(duì)于一個(gè)新
型熱防護(hù)理論與途徑的探索,必須有相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證,第5章在系統(tǒng)講述熱防護(hù)試驗(yàn)?zāi)M
技術(shù)、試驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上,介紹了疏導(dǎo)式熱防護(hù)試驗(yàn)條件的建立和驗(yàn)證試驗(yàn)的做法
與結(jié)果,該章內(nèi)容也彌補(bǔ)了目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有熱防護(hù)試驗(yàn)相關(guān)專(zhuān)著的不足。
本書(shū)是在國(guó)防973項(xiàng)目高超聲速飛行器疏導(dǎo)式熱防護(hù)機(jī)理與途徑研究研究成果的
基礎(chǔ)上集體創(chuàng)作而成的,李鋒為該項(xiàng)目的首席科學(xué)家,其他作者都是項(xiàng)目的研究者,主要
包括:第1章,李鋒,姜貴慶;第2章,程曉麗;第3章,俞繼軍;第4章,曲偉;第5
章,歐東斌、李廷林。李鋒、姜貴慶、李廷林對(duì)全書(shū)進(jìn)行了統(tǒng)稿與審校。張學(xué)軍、畢志
獻(xiàn)、陳思員、羅曉光、鄧代英為本書(shū)的編撰提供了有價(jià)值的素材和資料;艾邦成、陳連忠
給予了重要的建議和支持;靳旭紅對(duì)全書(shū)圖表、文獻(xiàn)等進(jìn)行了整理與標(biāo)校。特別是童秉綱
院士除在項(xiàng)目研究中給予多方指導(dǎo)外,還為本書(shū)作序,對(duì)本書(shū)做出了客觀的評(píng)價(jià)與推薦。
在這些同志的共同努力下,本書(shū)得以順利出版,在此一并感謝!
作 者 |
李鋒，空氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家�，F(xiàn)任中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)會(huì)、中國(guó)航空學(xué)會(huì)、中國(guó)宇航學(xué)會(huì)常務(wù)理事，《氣體物理》雜志主編。獲國(guó)防或省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)16項(xiàng)，專(zhuān)利20項(xiàng)，公開(kāi)發(fā)表論文100余篇。獲全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)�、�?guó)家高新工程一期突出貢獻(xiàn)者、首次月球探測(cè)工程突出貢獻(xiàn)者、航天十佳科技青年等榮譽(yù)。
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目 錄
第1章 概論 …………………………………………………………………………………… 1
1.1 高超聲速飛行器燒蝕熱防護(hù)的應(yīng)用與局限 ………………………………………… 1
1.1.1 燒蝕熱防護(hù)的應(yīng)用 ……………………………………………………………… 1
1.1.2 燒蝕熱防護(hù)的局限性 …………………………………………………………… 2
1.2 非燒蝕熱防護(hù) ………………………………………………………………………… 3
1.2.1 新型高超聲速飛行器的熱環(huán)境特性 …………………………………………… 3
1.2.2 非燒蝕熱防護(hù)功能 ……………………………………………………………… 4
1.2.3 非燒蝕熱防護(hù)的飛行試驗(yàn)嘗試與面臨的挑戰(zhàn) ………………………………… 5
1.3 疏導(dǎo)式熱防護(hù) ………………………………………………………………………… 6
1.3.1 疏導(dǎo)式熱防護(hù)機(jī)制 ……………………………………………………………… 6
1.3.2 疏導(dǎo)式熱防護(hù)的結(jié)構(gòu)特征 ……………………………………………………… 7
1.3.3 疏導(dǎo)式熱防護(hù)的典型性能表征 ………………………………………………… 7
1.3.4 疏導(dǎo)式熱防護(hù)的特點(diǎn)及適用的條件 …………………………………………… 8
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 10
第2章 復(fù)雜外形熱環(huán)境預(yù)測(cè)技術(shù) ………………………………………………………… 11
2.1 熱環(huán)境工程計(jì)算方法 ………………………………………………………………… 12
2.1.1 基于邊界層理論的熱流預(yù)測(cè)方法 ……………………………………………… 13
2.1.2 稀薄氣體效應(yīng)對(duì)氣動(dòng)加熱的影響 ……………………………………………… 27
2.2 熱環(huán)境數(shù)值模擬技術(shù) ………………………………………………………………… 32
2.2.1 熱環(huán)境預(yù)測(cè)中的數(shù)值計(jì)算方法 ………………………………………………… 33
2.2.2 熱環(huán)境數(shù)值預(yù)測(cè)的后處理技術(shù) ………………………………………………… 40
2.2.3 網(wǎng)格尺度的準(zhǔn)則 ………………………………………………………………… 44
2.2.4 應(yīng)用實(shí)例及展望 ………………………………………………………………… 49
2.3 風(fēng)洞熱環(huán)境試驗(yàn)技術(shù) ………………………………………………………………… 51
2.3.1 薄膜熱電阻熱流測(cè)量方法 ……………………………………………………… 52
2.3.2 磷光熱圖熱流測(cè)量方法 ………………………………………………………… 57
2.3.3 紅外熱圖熱流測(cè)量試驗(yàn)方法 …………………………………………………… 64
2.3.4 薄壁模型熱流測(cè)量試驗(yàn)方法 …………………………………………………… 68
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 71
第3章 疏導(dǎo)式防熱的物理機(jī)制 …………………………………………………………… 75
3.1 快速傳熱機(jī)制 ………………………………………………………………………… 75
3.1.1 快速傳熱的概念和表征 ………………………………………………………… 76
3.1.2 快速傳熱的材料和元件 ………………………………………………………… 78
3.1.3 接觸熱阻 ………………………………………………………………………… 80
3.1.4 快速傳熱預(yù)測(cè)技術(shù)及電加試驗(yàn)驗(yàn)證 …………………………………………… 83
3.1.5 快速傳熱效率的影響因素與分析 ……………………………………………… 89
3.2 高效隔熱機(jī)制 ………………………………………………………………………… 93
3.2.1 典型隔熱材料的制備與結(jié)構(gòu) …………………………………………………… 94
3.2.2 隔熱性能與影響因素 …………………………………………………………… 95
3.2.3 傳熱模型與模擬方法 …………………………………………………………… 99
3.2.4 高效隔熱材料相關(guān)參數(shù)的辨識(shí)方法 ………………………………………… 106
3.3 輻射散熱控制機(jī)制 ………………………………………………………………… 111
3.3.1 輻射散熱與疏導(dǎo)式熱防護(hù) …………………………………………………… 111
3.3.2 輻射散熱性能的影響因素 …………………………………………………… 112
3.3.3 典型防熱材料表面的輻射特性 ……………………………………………… 116
3.3.4 疏導(dǎo)式熱防護(hù)輻射散熱控制機(jī)制 …………………………………………… 119
3.4 表面抗氧化機(jī)制 …………………………………………………………………… 122
3.4.1 材料高溫氧化性質(zhì)概述 ……………………………………………………… 122
3.4.2 影響材料高溫抗氧化性能的因素及材料選取方法 ………………………… 123
3.4.3 典型復(fù)合材料的抗氧化性能預(yù)測(cè)技術(shù) ……………………………………… 126
3.5 疏導(dǎo)式熱防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用 ………………………………………………………… 135
3.5.1 疏導(dǎo)式熱防護(hù)的技術(shù)特征和應(yīng)用條件 ……………………………………… 136
3.5.2 疏導(dǎo)式熱防護(hù)技術(shù)的典型應(yīng)用 ……………………………………………… 137
3.5.3 熱疏導(dǎo)思想在國(guó)外的探索與應(yīng)用 …………………………………………… 144
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 147
第4章 高溫和超高溫?zé)峁?………………………………………………………………… 151
4.1 熱管的概念 ………………………………………………………………………… 152
4.1.1 熱管的特性 …………………………………………………………………… 152
4.1.2 傳熱極限 ……………………………………………………………………… 156
4.1.3 工作流體 ……………………………………………………………………… 160
4.1.4 毛細(xì)芯 ………………………………………………………………………… 162
4.1.5 熱管分類(lèi) ……………………………………………………………………… 165
4.2 熱管的工作原理 …………………………………………………………………… 167
4.2.1 相與相變 ……………………………………………………………………… 168
4.2.2 表面力作用 …………………………………………………………………… 171
4.2.3 工質(zhì)流動(dòng) ……………………………………………………………………… 178
4.2.4 轉(zhuǎn)換溫度 ……………………………………………………………………… 183
4.2.5 熱管啟動(dòng) ……………………………………………………………………… 184
4.3 熱管的制備和測(cè)試 ………………………………………………………………… 187
4.3.1 工藝流程 ……………………………………………………………………… 187
4.3.2 抗氧化涂層 …………………………………………………………………… 189
4.3.3 工質(zhì)的保護(hù)充裝 ……………………………………………………………… 191
4.3.4 毛細(xì)芯泵吸能力試驗(yàn) ………………………………………………………… 194
4.3.5 高溫?zé)峁茉囼?yàn) ………………………………………………………………… 195
4.3.6 過(guò)載試驗(yàn) ……………………………………………………………………… 198
4.4 熱防護(hù)異形熱管 …………………………………………………………………… 201
4.4.1 工質(zhì)的物性 …………………………………………………………………… 202
4.4.2 J和 V形熱管 ………………………………………………………… 204
4.4.3 翼前緣腔體熱管 ……………………………………………………………… 207
4.4.4 特點(diǎn)比較 ……………………………………………………………………… 209
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 211
第5章 熱防護(hù)試驗(yàn)技術(shù) …………………………………………………………………… 216
5.1 熱防護(hù)試驗(yàn)的特點(diǎn)和模擬 ………………………………………………………… 217
5.1.1 熱防護(hù)試驗(yàn)的特點(diǎn) …………………………………………………………… 217
5.1.2 熱環(huán)境模擬的參數(shù)選擇 ……………………………………………………… 219
5.1.3 熱響應(yīng)特性的主要參數(shù) ……………………………………………………… 221
5.1.4 熱防護(hù)試驗(yàn)的簡(jiǎn)化 …………………………………………………………… 222
5.1.5 加熱方式選擇 ………………………………………………………………… 225
5.2 熱防護(hù)試驗(yàn)技術(shù)和典型試驗(yàn) ……………………………………………………… 227
5.2.1 常用熱防護(hù)試驗(yàn)技術(shù) ………………………………………………………… 227
5.2.2 典型熱防護(hù)試驗(yàn) ……………………………………………………………… 234
5.2.3 其他熱防護(hù)試驗(yàn) ……………………………………………………………… 245
5.3 熱防護(hù)試驗(yàn)的參數(shù)測(cè)量 …………………………………………………………… 247
5.3.1 熱環(huán)境參數(shù)測(cè)量 ……………………………………………………………… 247
5.3.2 熱響應(yīng)參數(shù)測(cè)量 ……………………………………………………………… 253
5.4 疏導(dǎo)式熱防護(hù)試驗(yàn) ………………………………………………………………… 262
5.4.1 疏導(dǎo)式熱防護(hù)試驗(yàn)條件的建立 ……………………………………………… 262
5.4.2 疏導(dǎo)式熱防護(hù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?……………………………………………………… 265
5.4.3 疏導(dǎo)式熱防護(hù)驗(yàn)證試驗(yàn) ……………………………………………………… 267
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 276 |
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