高超声速飞行器结构材料与热防护系统

随着人类对高超声速飞行器的不断探索,结构材料和热防护系统已成为高超技术发展的瓶颈。首先介绍了X-51A和X-43A的项目概况、结构材料和热防护系统,然后分别从高超声速试飞器超高温热防护材料、大面积热防护材料和热防护系统等几方面对X-51A和X-43A试飞器进行了分析,最后提出了结构材料和热防护系统发展的关键技术。     

刚性陶瓷隔热瓦研究状况及启示

刚性陶瓷隔热瓦是高超声速飞行器的潜在热防护材料之一。介绍和分析了美国刚性陶瓷隔热瓦的发展历程、应用相关技术以及在X系列飞行器上的应用,对其在高超声速热防护技术方面的借鉴作用进行思考。     

波音公司高超声速飞行器材料结构热防护技术发展态势分析

以专利为视角,分析美国波音公司在高超声速飞行器材料结构热防护技术方面的专利布局特点及发展态势,总结其在相关领域的有效经验,并提出针对我国高超声速技术发展方面的启示与建议。     

热／结构试验技术研究进展

热／结构地面试验是验证和评估受热结构设计和结构完整性的重要手段,热／结构试验技术的发展水平对高速和高超声速飞行器研制将产生重要影响。结合目前可重复使用高超声速飞行器研制需求,重点介绍了国外热／结构试验的发展现状,详细阐述了热／结构试验设备能力和试验技术水平,并指出了未来热／结构试验技术发展方向。     

美俄高超声速武器发展研究综述

随着俄罗斯匕首、锆石等高超声速武器飞速发展,非对称作战逐渐成为未来新型作战样式以及影响各国全球战略威慑的重要因素。主要介绍了近期美俄高超声速武器研究和试验情况,分析了各型号高超声速助推滑翔导弹、高超声速吸气式导弹和高超声速飞机的作战性能、战略用途以及发展联系。在此基础上,论述了未来高超声速飞行器发展过程中超燃冲压发动机与组合循环动力系统、热防护结构设计与高温材料应用和制导与控制等关键技术面临的难题,介绍了相关技术的研究进展并作出展望。     

HTV-2飞行器热防护技术分析

HTV-2是美国国防高级研究计划局(DAR-PA)和美国空军合作研制的高超声速飞行器。回顾了HTV-2飞行器热防护技术研究历程,概述了HTV-2两次热防护飞行试验情况,并对HTV-2热防护技术进行了简要分析,最后讨论了高超声速飞行器热防护研制所面临的问题与挑战。     

高超声速飞行器精确制导对雷达技术的需求

根据高超声速飞行器的特点和高超声速飞行器精确制导技术面临的问题,探讨了高超声速飞行器精确制导对雷达技术发展的需求,内容涉及电气系统一体化设计、末端高精度打击、严酷的热约束、复杂战场电磁环境、信息化体系作战等方面。     

美国高超声速风洞试验能力发展综述

风洞试验对高超声速飞行器的研制发展起着重要作用.近年来,美国国防部不断加大基础试验设施投资,通过对现有高超声速风洞设备现代化升级改造,极大地弥补了其高超声速地面试验能力的不足.调研了美国高超声速风洞试验能力发展背景,重点阐述了近期美国高超声速风洞地面试验在气动力/热、推进一体化、材料与结构等领域能力提升的主要动向,以及...     

临近空间高超声速飞行器发展现状与关键技术

对临近空间高超声速飞行器的发展现状进行了综述,探讨了其发展过程中涉及到的关键技术,如超燃冲压发动机、高超声速空气动力学、导航与控制技术、热防护技术等。     

尖缘“刺破”地球大气层——德国SHEFEX 2试飞成功

SHEFEX 2是德国航空航天研究中心的高超声速技术研发项目,该项目目前包括两种飞行器SHE-FEX 1和SHEFEX 2,介绍了两种再入飞行器的概况和试飞情况,以及相关的结构部件和热防护材料。     

迎风凹腔——一种有效的高超声速飞行器热防护选择

介绍了凹腔热防护方案的结构特征,阐述了在高超声速流场中放置迎风凹腔的初衷,综述了该结构作为高超声速飞行器热防护方案的发展与研究现状,论述了迎风凹腔结构的防热机理,分析了迎风凹腔防热的特点与不足。在此基础上,探讨了迎风凹腔热防护的发展方向。     

高超声速飞行器鼻锥的热环境和结构热分析研究

基于典型的高超声速气动加热飞行环境,利用热流迭代修正方法对轴对称一体化结构高超声速飞行器鼻锥进行结构温度场分析.首先通过流场计算得到飞行器鼻锥的冷壁边界热流密度分布,并将其作为结构热响应有限元计算的初始边界条件.为了验证计算方法的可执行性,并为计算结果分析比较提供参考数据,首先进行只考虑导热和辐射的计算,不考虑壁面温度变化对热流影响的热流修正迭代计算.而后,针对壁面温度随时间变化,对热流密度进行修正,进行多次迭代计算模拟,用以确定高超声速飞行器鼻锥材料以及结构设计尺寸.     

高超声速飞行器发展困境分析

介绍了高超声速技术的一些基本概念。在此基础上,说明了不同高超声速飞行器经历的不同飞行环境,以及不同的热防护系统需求。阐述了高超声速技术的发展历程,对推动高超声速技术发展的不同飞机和导弹技术进行了概括。根据当前高超声速飞行器发展现状,分析了高超声速飞行器的发展瓶颈。     

高超声速飞行器热防护技术发展态势分析

热防护技术是高超声速飞行器必须解决的关键技术之一,自1964年高超声速热防护概念首次出现以来,受到越来越多国家和机构的关注。以检索到的公发表的950篇相关文献为分析对象,总结了热防护整体发展态势;并选取NASA兰利研究中心、NASA艾姆斯研究中心、德国国家宇航中心和日本国家空间总署四个机构,详细介绍了机构整体情况、研究主题分布、重要合作对象与核心研究人员;后分析了不同时期高超声速热防护技术的发展情况。     

美国国防预先研究计划局(DARPA)启动新的一体化高超声速计划

为解决国防部高超声速研究中尚存的未知问题,美国国防预先研究计划局(DARPA)提出了新的一体化高超声速(IH)计划,继续发展可使美国军队具备在1 h内打击全球任何地方的、马赫数为20的高超声速飞行技术。IH项目扩展了高超声速技术的研究范围,主要包括5个技术领域:热防护系统和热结构;空气动力学;制导、导航与控制(GNC)系统;靶场和测量仪器;推进系统。热防护和热结构领域的目标是提高耐高温材料承受高热流和大结构载荷、优化结构设计和制造工艺、缩短高马赫数气动外壳的生产时间。推进技术领域正在开发一种独立的一体化运载火箭,可     

HTV-2热防护系统及热结构技术研究进展

首先介绍了美国空军和国防高级计划研究局合作研制的HTV-2高超声速飞行器的飞行轨道,分析了HTV-2对热防护系统及热防护材料需求;概述了热防护系统及热防护技术研究情况;阐述了1 649℃以下的前缘材料、1 649℃以上的耐高温复合材料、高温多层隔热、大面积热防护系统、高温密封件等五方面的研究进展;最后对HTV-2的热防护系统及热结构技术进行了总结。     

高超声速飞行器翼面气动加热、辐射换热与瞬态热传导的耦合分析

为准确预测高超声速飞行器翼面的热环境以利于飞行器的设计。通过数值算例验证了基于参考焓法的气动加热工程算法的可行性;提出了一种高超声速飞行器三维翼面的气动加热、辐射换热、瞬态热传导的准定常耦合求解方法,通过与非耦合的气动加热、辐射换热及瞬态热传导方法相比,指出考虑耦合求解的必要性。在飞行器典型弹道飞行条件下,该耦合求解方法考虑气动加热、辐射换热、结构热传导耦合效应,实现了高超声速三维翼面温度的准确预测,该方法可用于高超声速飞行器气动热分析及热防护设计。     

高超声速飞行器的防热材料与防热结构进展

对高超声速气动热产生的过程及热防护系统进行了介绍,对飞行器防热材料方案进行了讨论,分析了高超声速飞行器材料选用方面的挑战.     

从头部外形的变迁看高超声速飞行器热防护系统的发展

以高超声速飞行器头部外形设计的变迁为背景,介绍了高超声速飞行器热防护系统的发展历史与现状,探讨了高超声速飞行器热防护系统的发展趋势。     

高超声速飞行器制导控制及一体化设计方法

针对高超声速飞行器制导与姿态控制问题,从慢回路质心制导、快回路绕质心姿控、制导控制联合设计和制导控制一体化设计四个层面对高超声速飞行器制导控制方法进行了总结综述。基于当前各国高超声速飞行器的发展脉络和高超声速飞行器典型飞行特点归纳总结制导与姿态控制方法的重难点;以飞行阶段为准则分别阐述了高超声速飞行器助推段、滑翔段和俯冲段的制导策略及其内涵,结合现代控制理论剖析了已成功用于高超声速飞行器姿态控制的非线性控制过程;基于已公开的有限数目的文献,对高超声速飞行器制导控制联合设计和制导控制一体化设计方法进行了分析。最后,对高超声速飞行器制导控制一体化全集成设计的思路和趋势进行了探索总结。