红外窗口功能膜的热/力响应 (2014年)

高超音速导弹在服役过程中其红外窗口承受着复杂的气动热/力环境。利用有限元方法对不同气动热/力情况下的窗口进行数值模拟，获得了不同热流密度下窗口的温度和热应力分布，应力沿膜厚方向几乎相同，但是在膜基界面附近会产生突变。在膜层表面，最大应力出现在边界旁。不同的膜层材料在相同条件下有相同的温度和应力分布规律，但是应力大不相同。比较发现，Y2O3比ZrN膜层具有更高的温度和应力。同时，进行了地面热冲击实验来观察红外窗口的破坏情况，10 s之后，发现窗口表面已经发生破坏，有些局部产生裂纹，有些局部会产生破碎的斑点。