高超声速冲压发动机热防护技术

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作者：秦江等

出版社：国防工业出版社

本类榜单：工业技术

分类：工业技术 > 武器工业

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图文详情

ISBN：9787118118803
装帧：简裝本
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：216
出版时间：2019-06-01
条形码：9787118118803 ; 978-7-118-11880-3

内容简介

　《高超声速冲压发动机热防护技术》从高超声速冲压发动机热环境特点分析及参数表征方法出发，通过对各种被动热防护、主动热防护、主被动结合热防护方法的适用性分析，介绍了当前主要热防护方法的原理及特点，并着重分析了有限冷源条件下高超声速冲压发动机的热防护困境。以当前普遍采用的再生冷却作为介绍的重点，具体包括带有燃料裂解反应的再生冷却过程流动换热基本规律，再生冷却结构设计方法，再生冷却过程对发动机性能的影响规律和高超声速冲压发动机热防护技术后续的发展方向。
　　《高超声速冲压发动机热防护技术》可供航空航天科学与技术、动力工程及工程热物理学科高年级本科生和研究生阅读，也可供航空航天吸气式推进研究工作的研究人员阅读。

前言

　　热防护在航空动力装置发展史上占有重要位置，为克服热障从而为推动航空动力装置的发展发挥了重要作用。热防护技术的换代、革新，使得航空动力装置□高工作温度不断提高，有力促进了航空动力装置性能的提升、飞行速域的拓展、类型的演变，适应了人们对航空动力装置性能要求越来越高、用途要求越来越广的需求。
　　本书以航空动力装置热防护技术的发展为主线，主要聚焦高超声速条件下吸气式航空动力装置所面临的技术问题。本书主要介绍的提升再生冷却效果的新方法、新途径，代表了当前航空动力装置热防护研究的先进水平，且是具有我国自主知识产权和特色的先进热防护方法。
　　□□章从高超声速冲压发动机热环境特点分析角度出发，在介绍发动机热环境特点及表征方法基础上，来探讨热防护技术在发动机应用中的作用及地位，并着重剖析有限冷源条件下高超声速冲压发动机的热防护困境。
　　第2章从热防护方法分类角度出发，在介绍当前主要热防护方法的原理及特点基础上，探究各种热防护方法的适用性。
　　在深入剖析高超声速冲压发动机热防护困境的基础上，本书的第3章以当前□普遍采用的再生冷却作为介绍的重点。首先，剖析带有燃料裂解反应的再生冷却过程流动换热基本特征；其次，通过介绍超临界碳氢燃料传热与热裂解过程研究的试验及计算方法，进而分析碳氢燃料超临界、跨临界过程的流动换热特性，还探讨了超临界条件下传热恶化产生的机制及影响因素；□后，介绍了裂解反应对流动换热过程的影响规律。
　　为了服务于主动冷却高超声速冲压发动机的冷却结构设计，本书在第4章探讨了再生冷却结构优化设计原则，进而介绍了再生冷却结构的一维和三维设计方法，并重点介绍了并联通道冷却结构设计的特殊问题，包括并联通道流量偏差耦合及发展规律、考虑并联通道流量偏差效应的冷却通道结构设计方法。
　　为了更全面地认识再生冷却过程与超声速燃烧过程的耦合机理，本书第5章介绍了考虑冷却过程的高超声速冲压发动机性能分析模型的建模方法，对比剖析了再生冷却过程对发动机性能的影响规律，并从能量梯级利用过程角度进一步揭示了再生冷却过程对发动机性能提升是有益的。
　　本书第6章介绍了高超声速冲压发动机热防护技术后续的发展方向，为更高马赫数高超声速冲压发动机的发展提供必要的方法及技术支撑。
　　作者在此要感谢国家自然科学基金面上项目（No.51476044）、国家自然科学基金面上项目（ No.51276047）、国家自然科学基金青年基金项目（No.51106037）、国家自然科学基金青年基金项目（No.51006027）和国家自然科学基金青年基金项目（No.51606051）的资助。感谢博士研究生段艳娟、张聪、张铎、程昆林、姜俞光、熊月飞、李欣、左婧滢、潘鑫、刘禾、姬志行、卢鑫、王聪、郭发福和硕士研究生党朝磊、张舜禹等，他们与作者一起取得了上述成果，发展了相应的理论和方法，并对本书的撰写和校对做出了较大的贡献。感谢国防工业出版社在本书出版过程中的全力支持与帮助。
　　欢迎读者对本书提出宝贵意见。

□□章超燃冲压发动机热防护需求及难点分析
1．1 高超声速飞行器气动热环境特点
1．1．1 高超声速流动的基本特征
1．1．2 高超声速气动加热特点
1．2 超燃冲压发动机热环境特点及表征
1．2．1 发动机热环境表征参数
1．2．2 发动机热环境特点
1．2．3 热环境参数测量方法
1．3 热防护对发动机性能极限的影响探讨
1．4 有限冷源下发动机热防护关键难点分析
1．5 本章小结
参考文献

第2章超燃冲压发动机热防护途径
2．1 热防护方法分类
2．2 被动热防护方法适用性评价
2．3 主动热防护方法适用性评价
2．3．1 膜冷却
2．3．2 发汗冷却
2．3．3 再生冷却
2．4 主被动复合热防护方法可用性评价
2．5 本章小结
参考文献

第3章再生冷却过程特点及冷却通道内流动换热机理
3．1 碳氢燃料超燃冲压发动机再生冷却过程基本特点
3．2 冷却通道内燃料流动换热特性基本研究方法
3．2．1 燃料裂解流动换热实验研究方法
3．2．2 燃料裂解流动换热数值研究方法
3．3 冷却通道内超临界碳氢燃料流动换热特性
3．3．1 超临界流体基本传热现象及机制简述
3．3．2 碳氢燃料跨临界流动换热特性
3．3．3 燃料热裂解对吸热和换热特性的影响
3．4 超临界碳氢燃料管内流动换热关联式
3．4．1 基本概念和常用换热关联式
3．4．2 超临界碳氢燃料管内流动换热关联式总结
3．4．3 超临界碳氢燃料流动换热关联式适用性分析
3．4．4 考虑裂解的超临界碳氢燃料流动换热关联式
参考文献

第4章超燃冲压发动机再生冷却结构设计优化
4．1 再生冷却结构优化设计原则
4．2 再生冷却结构设计流程及模型
4．2．1 再生冷却结构设计流程
4．2．2 再生冷却结构设计准一维模型
4．2．3 再生冷却结构设计多维模型
4．3 再生冷却结构设计案例及分析
4．3．1 再生冷却发动机物理模型及边界条件
4．3．2 再生冷却结构设计结果
4．4 并联通道视角下的再生冷却结构设计
4．4．1 并联通道视角下冷却通道结构设计问题分析
4．4．2 考虑并联通道影响的再生冷却结构设计研究工具简介
4．4．3 再生冷却并联通道流量偏差机理及规律
4．4．4 考虑并联通道效应的冷却通道结构参数
设计优化结果
参考文献

第5章再生冷却对发动机性能影响分析
5．1 考虑冷却／回热的发动机性能分析模型
5．1．1 带有裂解反应的冷却／回热过程流动传热模型
5．1．2 考虑散热的超声速燃烧过程模型
5．1．3 耦合传热过程计算分析模型
5．1．4 耦合传热过程求解方法
5．2 冷却与燃烧过程耦合关系及影响分析
5．2．1 冷却与燃烧耦合效应影响分析
5．2．2 回热视角下冷却对发动机性能影响分析
5．3 再生冷却发动机能量梯级利用过程分析
5．3．1 能量梯级利用视角下发动机工作过程
5．3．2 能量梯级利用效果分析
5．4 本章小结
参考文献

第6章热防护方法提升途径及新方向
6．1 热防护效果提升新技术思路简介
6．2 低阻强化换热调控技术
6．3 主／被动复合热防护技术
6．4 再生／膜复合冷却技术
6．5 再生／发汗复合冷却技术
参考文献

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