超声波飞行在过去半个世纪中一直是一个有趣的研究领域,原因是复杂的空气动力学、高温和压力相关联亚博网站下载超声波飞行带材料行驶马赫数大于5.5简单比声音速度高5.5倍
以如此高速对机体和其他机体结构部分应用大规模热电压亚博网站下载这就需要使用异常容热素材,并配有功能化专用涂层和专用设计方法,以确保结构强度和耐久性
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热问题超声波飞行
入墙热通量技术传统上用于确定超声波车辆可复用热保护系统厚度典型地TPS厚度不统一趋向下降下游流过TPSPS冷却是通过被动源实现的,主要是热面辐射
科学和飞行器工程的重大挑战是难以准确可靠预测laminar扰动过渡区的位置和范围美国研究人员在文章中强调了这一问题CEAS空间杂志.转轨会严重影响热负载(并随之影响结构权重)、粘性拖动和引擎插口的发端流
车辆表面记录超声波飞行温度约2500摄氏度值比钢和钛等强金属熔化温度高得多有效处理超声波武器的外部热量只是一个挑战,并因内部产生热电量而更加复杂化
亚博网站下载超声波飞行材料设计考量
超声波飞行材料需求与车辆设计和飞信封相关联,提出两大环境挑战这些因素在论文中引用ArXiv.首先是热载荷,受车辆几何定位影响二次挑战由高度氧化条件构成,导致物性改变(氧化)和几何改变(摄取)。
材料需求对超声波飞行更具挑战性,因为O分解2和N2进自由基温度超过3000摄氏度极端条件导致高度反应表面化学交互作用,导致物质退化、微结构改变、相位形成和飞行期间属性改变
亚博网站下载材料设计师面临严峻的挑战,特别是在设计直接受热条件照射的前端面和推进流路径中不切用散热冷却
亚博网站下载初步材料选择通过热机模拟高效完成模拟包含特定物质属性和条件(如热通量和悬浮温度),并强制分量计算生成热剖面
剖面图后用边界条件计算热应力亚博网站下载检测证明,在判断超声波飞行时表顶温度是否超过材料熔点和/或热应力值比给定温度时物流应力大得多时,这种筛选很有价值
亚博网站下载正在开发新材料供超声波飞行期间热动负载
亚博网站下载正在全世界各地进行研究开发专用材料供拟用于超声波飞行的车辆使用。亚博网站下载昆士兰州南大学正积极研究开发超声波飞行新材料亚博网站下载研究队集中研究高温抗药性和扩大耐用性以预用可复用运载火箭和引擎的材料
亚博网站下载与私营公司Hypersonix协作开发创机DART CMP无人机,配有超声波飞行专用热素
无人机核心特征为三维打印斯巴达亚博网站下载Hypersonix团队参与DARTAE3D打印机组集阶段工作后,焦点将转向DARTCMP,强调合成材料集成亚博网站下载材料将不仅能承受超声波飞行的高温,而且能承受推进系统高温
使用三维打印不仅节省费用,还产生弹性强和无缝汇编产品,并增加每个新单元三周快速打印时间框架的好处
SiliconNitride为何选择超声波飞行
硅硝化物是一种轻量耐用航空航天材料,正用于以超声波速度飞行的飞行器中。硅Nitride可承受极高温度核心原因正用于超声波飞行器结构部件
enseiconnitride异常强健、抗损抗和抗腐蚀固态与比较熟悉的陶瓷如瓷器或玻璃相比,硅硝化显赫强力,夸耀先进陶瓷中最大骨折抗药亚博网站下载异常质量允许它承受挑战性操作条件,否则可能导致其他陶瓷材料变形或骨折
超声波飞行新超高温陶器
亚博网站下载新型混合材料类称超高温陶瓷矩阵复合件,可经受高热冲击并承受临界机械压力
光量陶器矩阵复合体高热抗药性强此外,这些超高温陶瓷还显出比定温低化
亚博网站下载混合材料为实验调整和定制结构提供各种尺度的灵活性值得注意的是,它们的独特性在于利用先进流程精简合成时间并降低成本
特定条件下UHTCMC显示能力修复初始损坏受热应激作用时,将纳米尺寸物质融入陶瓷材料会促使形成外部固态保护层和内部液相,促进缺陷修复自愈合特征提高火箭复用性
超声波飞行要求高亚博网站下载可能导致高温和热应力,这就需要使用特殊性素材亚博网站下载高强度材料可用于机体框架和机体结构正在广泛研究中亚博网站下载研究人员日复一日地开发新材料,通过现代技术制造,以持续提高超声波飞行期间性能
确定用于航空航天的金属微结构特征
参考并深入阅读
Cordis-Europle Council,2023亚博网站下载混合陶器取热可实现超声波飞上线
可用地址 :亚博网站下载https://cordis.europa.eu/article/id/429161-hybrid-ceramic-materials-that-take-the-heat-could-enable-hypersonic-flight
HirshelH.WeilandC(2011年)。超声波飞行器设计:从过去和将来挑战中吸取教益CEAS空间J一号3-22可用地址 :https://doi.org/10.1007/s12567-010-0004-4
Pollock集团2023亚博网站下载超声波飞行素材上线
可用地址 :亚博网站下载https://labs.materials.ucsb.edu/pollock/tresa/research/materials-hypersonic-flight
赖姆G20237项技术挑战需要超声波导弹制造者克服上线
可用地址 :https://www.flightglobal.com/flight-international/7-technical-challenges-that-need-to-be-overcome-by-hypersonic-missile-builders/138237.article
彼得斯Bet.公元前2023年亚博网站下载材料超声波设计arxiv预打印arsiv:2309.04053.可用地址 :https://doi.org/10.48550/arXiv.2309.04053
锐化C.2022硅硝化物:超声波技术高温素材上线
可用地址 :https://sintx.com/hypersonic-technology/
昆士兰大学,2022年最大挑战超声波飞行- 和如何处理上线
可用地址 :https://mechmining.uq.edu.au/article/2022/10/biggest-challenges-hypersonic-flight-%E2%80%93-and-how-they%E2%80%99re-being-tackled
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