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摘要
以高氯酸铵/端羟基聚丁二烯/Al三组元为推进剂，在压强6.5 MPa、工作时间20、60、95 s的烧蚀条件下，进行长时间的固体火箭发动机烧蚀，模拟计算了喷管3D C/C材料喉衬热平衡状态下的对流换热系数、温度场和应力场，结合计算结果分析了喉衬各区的烧蚀特征与机理。结果表明：喉衬收敛段温度最高，烧蚀为氧化组分（H_2O、CO_2、H_2）与表面碳发生的热化学烧蚀；喉径区换热系数最大，温度较高，内表面在应力作用下，烧蚀最为严重，为燃气热化学烧蚀、高速气流机械剥蚀及粒子冲刷的共同作用，表面呈现出微小的沟槽或裂纹，应力与氧化使喉衬在低于材料极限应力下发生分解破坏；出口段应力降低，温度明显下降，烧蚀率显著降低。喉衬烧蚀机理为温度、应力影响下燃气氧化组分与碳的热化学烧蚀、气流机械剥蚀和Al_2O_3颗粒侵蚀的联合作用。
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单位材料与化工学院; 西安工业大学; 西安航天复合材料研究所
