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模拟过载条件下EPDM绝热材料烧蚀模型(Ⅱ)——考虑炭层孔隙结构的颗粒侵蚀模型被引量：5: 2011年; 分析不同颗粒冲刷状态下三元乙丙绝热材料炭化层的微观结构,确定炭化层为疏松多孔介质,整体结构为致密/疏松结构。颗粒侵蚀作用分为颗粒机械破坏和颗粒热增量,根据不同冲刷状态炭化层结构形态建立颗粒机械破坏模型;通过实验测试确定颗粒热增量模型。根据气相沉积原理拟合炭化层中致密结构,将颗粒侵蚀模型与考虑炭层孔隙结构的热化学烧蚀模型耦合,计算得到多个工况的炭化烧蚀率与实验结果吻合,且炭化层结构分布与实验得到的电镜结构基本一致。; 杨飒何国强李江刘洋李强孙翔宇胡淑芳; 关键词：三元乙丙

粒子侵蚀下三元乙丙绝热材料炭化层破坏特性实验研究被引量：7: 2011年; 应用模拟固体火箭发动机烧蚀环境的炭化层制样装置制备三元乙丙绝热材料炭化层,分析了三元乙丙绝热材料炭化层结构特点,并设计了一套粒子侵蚀装置,对侵蚀角度为30°、60°和90°工况进行了三元乙丙绝热材料炭化层的粒子侵蚀破坏试验,应用高速摄影系统记录粒子侵蚀炭化层过程,经过分析计算得出了炭化层的剪切极限强度和抗压极限强度,为建立气流和粒子冲刷下的绝热材料烧蚀模型提供炭化层的力学性能参数。; 徐义华胡春波李江; 关键词：航天推进系统固体火箭发动机 EPDM 炭化层

炭化层疏松/致密结构的三元乙丙烧蚀模型被引量：9: 2012年; 分析了烧蚀发动机和高过载烧蚀发动机实验得到EPDM(三元乙丙)的炭化层结构,获得烧蚀过程炭化层结构形成变化的机理,建立了考虑疏松致密结构的多孔炭化层物理模型.模型中炭化层为非均质的多孔可渗透介质,孔隙内部存在气体扩散和热化学反应;炭化层中热解气体沉积效应形成致密结构.在多孔介质流动与传热算法基础上建立了模拟绝热材料烧蚀过程的数值方法,计算得到的炭化率、质量烧蚀率和炭化层的多孔结构与实验结果相吻合,证明了本烧蚀模型能够准确地描述绝热材料的热化学烧蚀过程,并为耦合烧蚀模型的建立提供数值算法基础.; 杨飒何国强李江李强孙翔宇胡淑芳; 关键词：三元乙丙烧蚀模型固体火箭发动机

高浓度颗粒流冲刷条件下硅橡胶和EPDM绝热材料动态烧蚀实验被引量：9: 2011年; 利用X射线实时诊断技术(RTR)针对硅橡胶和EPDM绝热材料,开展了高浓度颗粒流冲刷条件下动态烧蚀实验研究,成功获得了绝热材料烧蚀表面退移过程的序列图像。研究表明:(1)在本实验条件下,硅橡胶绝热材料颗粒冲刷区域的瞬时烧蚀率在0～2s内迅速增加,2s之后瞬时烧蚀率略有下降并趋于稳定;EPDM绝热材料颗粒冲刷区域的瞬时烧蚀率在0～1s内迅速增加,1s之后瞬时烧蚀率趋于稳定;(2)相同冲刷条件下硅橡胶绝热材料抗颗粒流冲刷性能比EPDM绝热材料差,硅橡胶绝热材料不适合在高过载发动机中应用;(3)高浓度颗粒流冲刷条件下绝热材料的烧蚀率比常规条件下要严重的多,其机理主要是高温颗粒流对炭化层有强烈的机械剥蚀效应和热化学烧蚀作用。实验结果对硅橡胶和EPDM绝热材料烧蚀机理研究及烧蚀建模具有重要参考价值。; 张胜敏胡春波夏盛勇孙翔宇胡淑芳; 关键词：固体火箭发动机绝热材料烧蚀

过载条件下EPDM绝热材料烧蚀机理和模型研究(Ⅰ)——烧蚀机理分析被引量：17: 2011年; 基于一种颗粒冲刷状态参数大范围可调的高过载地面模拟试验发动机,针对三元乙丙(EPDM)绝热材料开展了15次烧蚀实验,获得了颗粒冲刷状态参数和炭化烧蚀率之间的宏观影响规律,通过扫描电镜分析了炭化层结构的形貌特征,并以炭化层孔隙结构为纽带,剖析了颗粒冲刷条件下热化学烧蚀和颗粒侵蚀之间的耦合关系。结果表明:(1)存在一个临界速度,当冲刷速度低于临界速度时,颗粒浓度、速度和角度对炭化烧蚀率影响较小,而当冲刷速度高于临界速度时,炭化烧蚀率随速度的增加而急剧增加,角度影响也较大;(2)不同的颗粒冲刷状态条件下,炭化层形貌结构差异较大,内部存在明显的"致密/疏松"结构;(3)根据颗粒冲刷参数和炭化层形貌关系,提出了3种典型的烧蚀冲刷状态,即弱冲刷状态、颗粒沉积状态及强冲刷状态;(4)分析了不同颗粒冲刷状态下的绝热层烧蚀过程,获得了热化学烧蚀和颗粒侵蚀之间的耦合关系。; 刘洋李江杨飒陈剑何国强孙翔宇胡淑芳; 关键词：固体火箭发动机三元乙丙绝热层高过载

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国家重点基础研究发展计划(61371)