题目：某高超声速飞行器热防护设计技术研究

高超声速技术在21世纪航空航天技术领域有着重要的影响，高超声速飞行器具有速度快、突防能力强等特点，成为当今世界军事强国关注的战略发展方向。而其中的防热问题是高超声速飞行器无法避免的一个重大问题，作为高超声速发展的关键技术，热防护系统的主要功能在于控制进入飞行器的热流。本文探索从飞行器气动加热、热防护系统的选择和防热性能分析的数值计算过程。文中给出了有限体积法计算流场的控制方程和离散格式，讨论了湍流模型的类型，利用计算动力学软件建立了某翼型计算模型，得出了飞行工况下表面的数值解。同时参照国内外热防护系统的发展状况，重点介绍了主动防热系统和被动防热系统，并给出各自系统中典型的几种防热结构。在被动防热方案中，根据结构的传热特点，对真实防热结构进行了合理简化，建立传热分析模型，主要研究隔热层厚度参数对防热效果的影响。在主动防热方案中，对开式节流冷却系统做了详细介绍，针对某飞行器舱段进行数值模拟，得到温度分布规律，提出制冷通道的概念。本文最后针对某高超声速飞行器的飞行环境，设计合理的热防护方案，并进行数值计算，验证了热防护方案的可行性。本文整个数值计算过程对高超声速飞行器热结构的设计与分析提供了一些有益的参考。