C/SiC复合材料在超燃冲压发动机中的应用研究进展
马青松1, 刘海韬1,2, 潘余2, 刘卫东2, 陈朝辉1

Research Progress on the Application of C/SiC Composites in Scramjet
MA Qing-Song1, LIU Hai-Tao1,2, PAN Yu2, LIU Wei-Dong2, CHEN Zhao-Hui1
图7 NASA的再生冷却陶瓷基复合材料结构发展图
Fig. 7 NASA#cod#x02019;s development roadmap of regeneration cooling structure based on ceramic matrix composites
3.1 复合材料与金属组合冷却结构 在NASA第三代火箭基组合循环动力飞行器计划中, 美国Refractory Composites公司开发了如图8所示的再生冷却CSiC复合材料燃烧室面板 [ 19 ] 。CSiC复合材料热面板面向热气流, 背面与Ni合金冷却管接触, 冷却管背面是复合材料冷面板, 三者通过机械紧固形成三明治结构。这种结构可适应复杂形状, 能快速修复和更换, 成本低。关键是把热量尽快传递到金属冷却管中的冷却剂上, 因此热面板厚度方向热导率要大。冷面板的任务是把从金属管辐射来的热量反射回去, 将金属管上的热梯度降到最低, 冷面板在厚度方向上的热导率要低, 以减少机身结构的热负载。选择了热导率高的沥青基碳纤维, 热面板用假3D针刺结构, 冷面板则用层铺结构, 厚度方向上用低热导的PAN基碳纤维。 图8 CSiC复合材料与镍合金管的三明治再生冷却结构 [ 19 ]
Fig. 8 Exploded view of regeneration cooling structure consisting of CSiC composite panels and Ni alloy tubes [ 19 ]