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摘要
针对弹箭燃气舵轻量化问题，设计了基于高热导率氮化铝陶瓷材料的新型燃气舵。为考察其可行性，建立了基于流固热耦合的非定常数值模拟方法，研究了氮化铝陶瓷燃气舵在不同舵偏角下的工作过程，并基于高温下陶瓷强度预测模型分析了燃气舵的抗热震能力。加工了氮化铝陶瓷燃气舵，开展了固体火箭发动机地面静态射流试验，并通过扫描电镜分析了试验结果。研究结果表明：数值仿真与试验结果基本一致，验证了数值模拟方法的有效性；对燃烧室总温2284K的固体火箭发动机，氮化铝陶瓷燃气舵可承受其燃气1s内造成的最大机械冲击和热冲击；氮化铝陶瓷由于较高的热导率(理论达320W·m-1·K-1)，有远优于常规结构陶瓷的抗热震性能，是一种良好的小型燃气舵选材。
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