高超声速飞行器结构设计与试验技术

丛书序

前言

第1章　绪论

11.1　高超声速技术发展脉络/1

1.1.1　美国高超声速技术的发展/3

1.1.2　俄罗斯高超声速技术的发展/9

1.2　结构、热防护与试验技术的发展/11

1.2.1　结构与热防护技术/12

1.2.2　试验技术的发展/19

1.3　小结/23

参考文献/24

第2章　高超声速飞行器气动力、热载荷环境设计理论　25

2.1　概述/25

2.2　高超声速飞行器气动载荷设计方法/27

2.2.1　高超声速飞行器气动载荷特点/27

2.2.2　静载荷/28

2.2.3　冲击载荷/32

2.2.4　噪声载荷/32

2.2.5　振动载荷/32

2.3　高超声速飞行器气动热环境设计方法/33

2.3.1　工程算法/33

2.3.2　数值模拟技术/38

2.3.3　局部热环境设计技术/50

2.3.4　转捩机制与判据/57

2.3.5　壁面催化特性与非平衡流动/61

2.4小结/65

参考文献/65

第3章　先进结构与防隔热材料技术　67

3.1　概述/67

3.2　国内外研究情况/68

3.2.1　先进结构复合材料/68

3.2.2　防热功能复合材料/69

3.2.3　隔热材料技术/73

3.3　结构与防热材料/81

3.3.1　树脂基复合材料/81

3.3.2　碳基复合材料/83

3.3.3　陶瓷基复合材料/85

3.4　高效隔热材料/86

3.4.1　纳米气凝胶隔热材料/86

3.4.2　陶瓷隔热瓦/88

3.4.3　柔性隔热材料/89

3.4.4　热透波材料/89

3.5　热密封材料微观结构及性能/91

3.6　温控材料工艺与实现/92

3.6.1　热屏蔽温控材料/92

3.6.2　热耗散温控材料/93

3.7　小结/95

参考文献/96

第4章　高超声速飞行器结构设计　97

4.1　概述/97

4.1.1　飞行器结构的功能/98

4.1.2　飞行器结构的分类/98

4.2　结构设计方法和设计流程/101

4.2.1　设计依据/101

4.2.2　设计准则/102

4.2.3　设计流程/103

4.2.4　设计思想和设计方法/103

4.3　结构设计内容/107

4.3.1　结构材料选用/108

4.3.2　结构构型设计/109

4.4　典型结构设计原理和工程实例/109

4.4.1　舱段结构设计/109

4.4.2　翼面和舵面结构设计/123

4.4.3连　接结构设计/126

4.5　小结/137

参考文献/137

第5章　临近空间飞行器先进材料体系力学分析理论　140

5.1　概述/140

5.2　金属材料强度评价方法/141

5.3　高温复合材料的细观结构特征及力学性能/143

5.3.1　高温复合材料力学特征/143

5.3.2　编织型复合材料的力学特征/145

5.4　高温复合材料强度性能与评价准则/150

5.4.1　复合材料非线性本构关系/150

5.4.2　纤维增强复合材料强度准则/153

5.4.3　编织复合材料内部缺陷的力学特性表征/165

5.5　结构动强度设计与评价方法/172

5.5.1　结构动力学设计原则/173

5.5.2　动态载荷对材料属性的影响规律/177

5.5.3　热噪声激励下典型结构的低频动响应分析/179

5.5.4　高频热噪声作用下的典型结构统计能量分析/183

5.5.5　陶瓷基复合材料冲击阻抗及损伤容限/185

5.6　高温复合材料力/热/氧耦合环境强度设计与分析技术/193

5.6.1　高温复合材料应力氧化机理及数学建模/193

5.6.2　热力氧耦合作用下高温复合材料力学特性/204

5.7　小结/218

参考文献/219

第6章　高超声速环境结构气动弹性设计及分析技术　220

6.1　概述/220

6.2　高超声速气动弹性发展/221

6.2.1　高超声速气动弹性试验研究/221

6.2.2　高超声速气动弹性理论研究/221

6.3　高超声速非定常气动力建模/222

6.3.1　气动力近似方法/222

6.3.2　基于CFD的高超声速非定常气动力计算方法/227

6.4　气动弹性分析方法/237

6.4.1　工程方法/239

6.4.2　降阶方法/241

6.4.3　数值方法/247

6.4.4　方法对比/259

6.5　气动伺服弹性分析方法/261

6.6　热气弹结构动力学特性分析/265

6.6.1　热环境下的结构刚度分析/265

6.6.2　热环境下的结构振动方程/266

6.6.3　热环境对结构动力学特性影响的定性分析/268

6.7　风洞颤振试验概述/269

6.8　气弹算例分析方法/272

6.8.1　复合材料壁板颤振分析方法研究/272

6.8.2　临近空间飞行器部件及全弹颤振分析/274

6.9　小结/276

参考文献/277

第7章　高超声速飞行器防隔热设计技术　278

7.1　概述/278

7.1.1　被动式热防护方案/279

7.1.2　半被动式热防护方案/281

7.1.3　主动式热防护方案/281

7.2　高超声速飞行器防热设计方法与设计流程/283

7.2.1　防热设计程序/283

7.2.2　设计输入分析和指标分解/284

7.2.3　防热试验设计/285

7.3　高超声速飞行器隔热设计方法与设计流程/286

7.3.1　设计依据/286

7.3.2　设计准则/286

7.3.3　设计程序/287

7.3.4　设计方法/287

7.3.5　试验项目/290

7.4　高超声速飞行器温控设计方法与设计流程/291

7.4.1　温控设计流程/291

7.4.2　温控指标确定/296

7.4.3　温控设计内容/297

7.4.4　温控验证方法/300

7.5　小结/302

参考文献/303

第8章　高超声速飞行器防隔热与热密封分析理论　304

8.1　概述/304

8.2　碳/碳材料防热机理与性能评价方法/305

8.2.1　碳的燃烧反应机理/305

8.2.2　碳氧反应的速率控制机理/309

8.