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综述高超声速飞行器主动质量引射热防护技术研究进展
摘要：质量注入热防护是一种高效、主动的热防护技术，它通过向流场中注入储存的冷却剂来冷却结构，冷却剂在吸收热量的同时，还对流场结构产生影响，起到隔热作用。质量注入方法可用于高热流密度、长时间飞行的工况，是高超声速飞行器最有潜力的冷却技术之一。蒸发、薄膜冷却和对冲喷射是高超声速飞行器热防护的典型质量注入技术。本文介绍了3种典型的质量注入技术的冷却机理，比较了3种技术的注入方式、流场特点和冷却效率，分析了3种技术在飞行器上应用的不足，并针对每种不足推荐了几种质量注入技术的组合方案。最后，对质量注入技术的进一步发展提出了3点展望。未来应重点发展大体积注入热防护技术的流体-热-结构耦合方法、注入结构设计与优化以及热防护系统效能评估等。
综述高超声速飞行器主动质量引射热防护技术研究进展
摘要：质量注入热防护是一种高效、主动的热防护技术，它通过向流场中注入储存的冷却剂来冷却结构，冷却剂在吸收热量的同时，还对流场结构产生影响，起到隔热作用。质量注入方式可用于高热流密度、长时间飞行的工况，是高超声速飞行器最有潜力的冷却技术之一。蒸发、薄膜冷却和对冲喷射是高超声速飞行器热防护的典型质量注入技术。本文介绍了3种典型的质量注入技术的冷却机理，比较了3种技术的注入方式、流场特点和冷却效率，分析了3种技术在飞行器上应用的不足，并针对每种不足推荐了几种质量注入技术的组合方案。最后，对质量注入技术的进一步发展提出了3点展望。未来应发展大体积注入热防护技术的流体-热-结构耦合方法、注入结构设计与优化以及热防护系统效能评估等。
带电粒子束轮廓监测器的超声速气体射流特性
现代加速器首选非侵入式测量方法来表征束流参数。电离轮廓监测器 (IPM) [1–3] 和束流诱导荧光监测器 (BIF) [4–8] 被广泛用作许多加速器中的非侵入式束流轮廓监测器。在此类监测器中，粒子束与残留气体相互作用，导致气体分子电离或发射荧光。束流与气体相互作用产生的副产物可以通过外部电磁场（离子和电子）收集，或使用独立光学系统（荧光）检测，以提供初级束流的一维分布信息。根据背景压力水平，它们通常需要较长的积分时间或加载额外的工作气体。后者将产生较大的压力凸起区域，并可能导致初级束流性能下降
中国高超声速研究前景探索分析
有限的印刷和电子发行权 复制和印刷受 1976 年《版权法》和美国适用条约的约束。本文及其所含商标受法律保护。本出版物仅供非商业用途使用。未经授权，禁止在线发布本出版物。允许复制本文档用于个人、学术或政府用途，但不得更改且完整，但复制时必须注明作者和中国航天研究所 (CASI)。复制或以其他形式重复使用其任何研究文档用于商业用途，必须获得中国航天研究所的许可。有关重印和链接许可的信息，请联系中国航天研究所。已获准公开发布，发行不受限制。
大型高超声速风洞中的非侵入式自由流速度测量
I.简介 高速风洞通常依靠压力和/或温度测量以及喷嘴流量计算来确定自由流条件。这种做法可能需要对气体的热化学状态进行复杂的处理。当空气或 N 2 从停滞的储层流向自由流马赫数 M ∞ > 6 时，热量完美气体假设开始失效。喷嘴中的快速膨胀可能需要对热力学非平衡过程进行建模，如果气体停滞到高焓，还必须考虑非平衡化学 [1]。此外，对于高储层密度，可能需要使用排除体积状态方程 [2,3]。尽管这些流动的建模框架是可处理的，但与热化学速率过程有关的一些基本原理仍然是一个持续的研究课题 [1]。验证这些运行条件和喷嘴流量计算的一种方法是在自由流中直接测量。基于粒子的测速方法，例如粒子图像测速，可以产生高质量的多组分速度数据 [4]。然而，在大型高速设施中实施基于粒子的技术所面临的工程挑战包括时间、粒子接种密度和均匀性，以及在注入粒子时最大限度地减少流动扰动 [5]。更重要的是，在高速风洞中，典型的克努森数和雷诺数 [6] 下粒子响应降低存在根本限制，这可能会影响精细时间和长度尺度的分辨率。与基于粒子的技术的局限性相比，标记测速技术的实施不受上述大型高速设施中问题的限制。标记测速技术的著名方法和示踪剂包括VENOM [7]、APART[8]、RELIEF[9]、FLEET[10]、STARFLEET[11]、PLEET[12]，
