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作者：高煜航;郑健;上官子晗;
单位：南京理工大学机械工程学院;
摘要：固体火箭发动机长尾喷管外围通常放置舵机等控制系统，为了满足控制系统的工作温度要求，设计了一种用于长尾喷管段的新型热防护复合结构。长尾段隔热层采用具有低热导率、低密度特点的二氧化硅气凝胶材料。首先建立了气凝胶材料热导率计算模型，并对高温环境气凝胶材料导热性能进行测试。随后结合气凝胶材料热导率计算，建立了长尾喷管的热防护复合结构模型，并对喷管热防护结构模型进行了瞬态传热分析和力学性能分析。结果表明，喷管热防护结构设计满足材料力学性能。在发动机工作20 s后气凝胶材料可以将喷管的长尾段外壳壁面温度控制在320 K以下。相较于传统的高硅氧酚醛隔热材料，气凝胶材料隔热效果表现更优，且可以有效减少喷管热防护结构的消极质量。
关键词：固体火箭发动机;;长尾喷管;;热防护;;二氧化硅气凝胶;;传热
