超高温阀的工作介质极限温度可至1000℃,但其电气转换装置对超高温度场较为敏感,保证电气转换装置在正常温度范围内有效工作是超高温阀设计过程中必须解决的难题。为了解决此问题,提出了超高温阀冷却匹配与调节一体化设计方案,以先导驱动的工质作为冷却剂对电气转换装置进行热防护,利用有限元软件建立超高温阀电气转换装置仿真模型,分析冷却剂在不同流量工况下超高温阀电气转换装置的热力学特性,保证超高温阀电气转化装置在正常温度范围内有效工作。

便携式空调可以应用于身穿防护服的核生化战斗人员、在炎热环境中作战的士兵、身穿防爆服的警察、身穿消防服的消防员以及在炎热环境中工作的工人，具有广阔的应用前景。北京工业大学传热强化与某实验室研制了微型蒸汽压缩制冷系统作为便携式空调的冷源，微型制冷系统的制冷量为300W，重量为2．85kg，几何尺寸为270mm×260mm×120mm。采用强化传热措施及轻质材料来减小微型制冷系统的重量及体积。

新型高速飞行器返回再入及在大气层内飞行的过程中面临多样化的气动加热环境,材料工艺的改进和多组分的添加使材料高温热响应特性变得更加复杂,并呈现多尺度特性.文章从飞行热环境、材料工艺特征和细微观响应等方面对材料防热机理和建模方法进行了阐述,对不同类型飞行器热环境特征与防热建模难点进行了分析,对各类防热材料工艺与热响应特点进行了总结,提出了防热建模分析中需要重点关注的几类问题并给出了典型的应用案例,最后重点介绍了基于微观的组分高温热物性预示方法和材料优化设计的案例与验证方法,以期对新型飞行器的防热设计有所助益.

高超声速飞行器的舵面在飞行过程中存在严重的气动加热现象。舵机在不采取冷却措施的情况下,吸收舵面热量导致温度升高会使舵机的零部件超出工作温度范围。提出采用发动机燃油对舵轴进行主动冷却的方案,设计一种能够保证结构强度同时增大换热面积的舵轴。对系统的热仿真分析证明燃油冷却方案能够保证舵机零部件满足工作温度要求;对舵轴的结构强度分析证明舵轴能够满足承载能力要求。

未来高超声速飞行器向更远的航程、更快的速度等航空航天技术融合的方向发展,不断突破飞行速度边界、巡弋空间边界。飞行速度不断提高,热载荷越来越严酷,同时防热结构多功能一体化设计的需求以及结构质量强约束等新的特点对热防护提出了全新的要求和挑战。针对这些全新的挑战,热防护呈现出新的特点和需求,防热需求发生重大变化,已有技术和现有设计手段存在明显不足,对相关科学问题的认知存在明显缺失,亟待探索新的技术途径。基于此,提出新热障的概念,分析了长时间加热、非烧蚀热防护、精细化热环境分析等方面的研究现状,指出了新热障问题的具体内涵和重要发展方向,回顾了热防护技术正在探索的新方向和新方法,包括低烧蚀/非烧蚀技术、系统基因组材料设计方法、疏导式创新热防护技术等,认为解决新热障是一个突破现有热防护技...

文章简述典型火星进入器所面临的气动热环境,阐明在火星大气CO2介质下进行试验的重大需求以及建立火星热环境模拟及热防护试验方法的必要性;并对国内外进行的相关火星进入器热防护工程性和研究性试验进行综述,指出研究空气和CO2介质下的电弧加热器运行特性将对火星热防护试验提供必要的支撑,CO2介质下防热材料催化特性研究和先进测试技术(如TALIF、OES、HSC等)是未来发展的方向。

文章针对新一代载人飞船返回舱再入过程气动热环境和返回舱传热特性,建立了气动热环境下返回舱动态耦合传热集总参数模型,能够描述返回舱防热层内侧蜂窝板、舱体、设备和舱内空气间的导热、对流及辐射动态耦合换热过程。文章应用该模型对典型新一代载人飞船返回舱气动热环境下的传热特性进行了分析,提出了防热烧蚀层内侧铝蜂窝板表面包覆多层隔热材料、增强舱外设备与返回舱壁热耦合、降低设备表面红外发射率等返回舱热控优化设计措施。热控优化措施应用于中国新一代载人飞船试验船,并通过首次在轨飞行验证,在近第二宇宙速度返回气动热环境下,返回舱结构、空气、设备等各项温度指标均满足指标要求,验证了返回舱热控设计的合理性。研究结果可为返回式航天器热控系统设计提供参考。

飞行器再入过程中在恶劣热环境作用下会发生烧蚀,准确预测烧蚀外形变化对飞行器的防热设计和稳定性分析非常重要。针对碳/碳钝锥烧蚀防热结构,在考虑气动热和烧蚀的耦合作用下,建立了沿弹道的钝锥烧蚀外形快速预测方法。首先通过轴对称比拟法获得钝锥表面热流,继而由表面热流作为输入求得表面烧蚀量,预测结果与风洞烧蚀试验对比表明外形吻合较好,驻点烧蚀率误差小于30%。

为了研究飞机在超声速巡航状态下的气动热效果及对机翼进行相应的热防护设计，该文分析了内置隔板和前缘反向喷流2种不同热防护的防热效果。采用Spalart-Allmaras（SA）湍流模型求解Navier-Stokes方程，对NACA23012翼型在不同马赫数下的气动加热进行了数值分析，并对机翼油箱的热防护进行了研究。结果表明:2种热防护的降温及防热效果均会随来流马赫数的增加而增强;翼型的不对称性会导致上下翼面流场特性的不同，从而产生上下翼面热防护特性的明显差异;当来流马赫数较大时，在降低机翼表面温度及油箱热负荷方面，喷流作为主动式热防护的防热效果要明显优于被动式隔板热防护的防热效果;当来流马赫数为3.0，喷流流量为0.0018 m 3/s时，机翼下翼面平均温度可降低约46.7%。

为了解决高速机载导弹在严酷服役环境中弹体热防护和快捷维修等问题,对弹体防热密封(STP)和热防护外场维修保障(OMSTP)开展研究。提出防热密封-便捷维修双用途(STP-OMSTP)材料的概念和相关要求;围绕使用维护等需求,对常见防热涂层配套修补和密封材料与STP-OMSTP材料进行对比试验。结果表明,STP-OMSTP材料具有防热密封效果好、维修操作便捷、环境适应能力强等特点,明显优于传统的修补和密封材料。