火箭發(fā)動機(jī)尾噴管隔熱工程師崗位招聘考試試卷及答案火箭發(fā)動機(jī)尾噴管隔熱工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（共10題，每題1分）1.火箭發(fā)動機(jī)尾噴管常用的高溫隔熱材料之一是______基復(fù)合材料。2.尾噴管隔熱層中，通過輻射散熱的結(jié)構(gòu)稱為______隔熱層。3.化學(xué)氣相沉積（CVD）常用于制備尾噴管的______涂層。4.尾噴管擴(kuò)張段的隔熱設(shè)計需考慮______效應(yīng)（氣流高速流動導(dǎo)致的熱交換變化）。5.陶瓷基復(fù)合材料（CMC）的主要增強(qiáng)相多為______纖維。6.尾噴管熱防護(hù)系統(tǒng)中，用于減少對流換熱的結(jié)構(gòu)是______隔熱層。7.高溫合金GH4169常用于尾噴管的______結(jié)構(gòu)（如連接部位）。8.尾噴管隔熱材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)包括高溫強(qiáng)度、熱導(dǎo)率和______。9.等離子噴涂技術(shù)可制備尾噴管的______隔熱涂層（如ZrO2基）。10.火箭發(fā)動機(jī)燃燒室出口溫度通?？蛇_(dá)______K以上（填數(shù)值范圍）。二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）1.下列材料中，不屬于尾噴管高溫隔熱材料的是？A.SiC/SiCCMCB.GH4169C.純鋁D.ZrO2熱障涂層2.尾噴管輻射隔熱層的主要作用是？A.增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度B.減少熱輻射傳遞C.防止氣流泄漏D.降低質(zhì)量3.化學(xué)氣相沉積（CVD）制備涂層的主要優(yōu)勢是？A.成本極低B.涂層厚度均勻致密C.適合大規(guī)模生產(chǎn)D.無需真空環(huán)境4.尾噴管氣動加熱的主要熱源是？A.燃燒室輻射B.氣流與壁面的摩擦C.外界環(huán)境溫度D.燃料燃燒5.下列哪種結(jié)構(gòu)形式常用于尾噴管擴(kuò)張段隔熱？A.單層金屬板B.蜂窩夾層結(jié)構(gòu)C.實(shí)心陶瓷塊D.泡沫塑料6.SiC/SiCCMC材料的最高使用溫度通?？蛇_(dá)？A.1000℃以下B.1200-1600℃C.1800-2200℃D.2500℃以上7.尾噴管熱防護(hù)設(shè)計中，“熱阻”的定義是？A.熱流與溫差的比值B.溫差與熱流的比值C.熱流與面積的比值D.溫差與面積的比值8.等離子噴涂熱障涂層的主要成分是？A.氧化鋁B.氧化鋯（Y2O3穩(wěn)定）C.碳化硅D.石墨9.尾噴管承力結(jié)構(gòu)材料需具備的關(guān)鍵性能是？A.高發(fā)射率B.低導(dǎo)熱率C.高溫蠕變抗力D.低密度10.下列哪種工藝常用于制備尾噴管的碳纖維預(yù)制體？A.編織B.鑄造C.鍛造D.軋制三、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）1.尾噴管隔熱材料需滿足的核心性能要求包括？A.高溫強(qiáng)度B.低導(dǎo)熱率C.高發(fā)射率D.耐氧化腐蝕E.低密度2.尾噴管熱防護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分包括？A.承力結(jié)構(gòu)層B.隔熱層C.涂層D.冷卻通道E.密封件3.常用于尾噴管的陶瓷基復(fù)合材料（CMC）體系有？A.SiC/SiCB.C/CC.Al2O3/Al2O3D.ZrO2/SiCE.玻璃纖維增強(qiáng)樹脂4.尾噴管氣動加熱的影響因素包括？A.氣流馬赫數(shù)B.壁面溫度C.氣體成分D.噴管擴(kuò)張比E.環(huán)境壓力5.下列工藝可用于尾噴管涂層制備的是？A.CVDB.等離子噴涂C.物理氣相沉積（PVD）D.電泳沉積E.焊接6.尾噴管隔熱設(shè)計的目標(biāo)包括？A.降低壁面溫度B.減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量C.提高發(fā)動機(jī)推力D.延長使用壽命E.降低制造成本7.碳纖維增強(qiáng)碳基復(fù)合材料（C/C）的優(yōu)點(diǎn)是？A.低密度B.高比強(qiáng)度C.耐超高溫D.耐氧化E.高導(dǎo)熱率8.尾噴管熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則包括？A.熱匹配性B.結(jié)構(gòu)可靠性C.質(zhì)量最小化D.工藝可行性E.成本可控9.下列參數(shù)屬于尾噴管隔熱性能評價指標(biāo)的是？A.熱導(dǎo)率B.發(fā)射率C.高溫拉伸強(qiáng)度D.涂層結(jié)合強(qiáng)度E.密度10.尾噴管冷卻方式包括？A.再生冷卻B.薄膜冷卻C.發(fā)汗冷卻D.輻射冷卻E.對流冷卻四、判斷題（共10題，每題2分）1.純鋁可作為尾噴管高溫隔熱材料。（）2.輻射隔熱層主要通過減少熱傳導(dǎo)傳遞熱量。（）3.SiC/SiCCMC的使用溫度高于GH4169高溫合金。（）4.等離子噴涂涂層厚度通常比CVD涂層厚。（）5.尾噴管擴(kuò)張段的氣動加熱強(qiáng)度隨馬赫數(shù)增大而降低。（）6.C/C復(fù)合材料耐氧化性能優(yōu)異，無需額外涂層。（）7.蜂窩夾層結(jié)構(gòu)可同時實(shí)現(xiàn)隔熱和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。（）8.熱阻越大，隔熱性能越好。（）9.尾噴管承力結(jié)構(gòu)材料需優(yōu)先考慮低導(dǎo)熱率。（）10.發(fā)汗冷卻屬于主動冷卻方式。（）五、簡答題（共4題，每題5分）1.簡述SiC/SiC陶瓷基復(fù)合材料（CMC）在尾噴管隔熱中的應(yīng)用優(yōu)勢。2.尾噴管熱防護(hù)設(shè)計中，輻射隔熱層的工作原理是什么？3.簡述等離子噴涂制備尾噴管熱障涂層的工藝過程。4.尾噴管氣動加熱的主要危害有哪些？六、討論題（共2題，每題5分）1.針對火箭發(fā)動機(jī)推力增大帶來的尾噴管氣動加熱加劇問題，你認(rèn)為應(yīng)從哪些方面優(yōu)化隔熱設(shè)計？2.如何在保證尾噴管隔熱性能的前提下，降低其制造成本？請?zhí)岢鲋辽?項(xiàng)可行措施。一、填空題答案1.陶瓷2.輻射3.高溫抗氧化4.氣動加熱5.碳化硅（SiC）6.對流7.承力8.發(fā)射率9.熱障10.2500-3500二、單項(xiàng)選擇題答案1.C2.B3.B4.B5.B6.B7.B8.B9.C10.A三、多項(xiàng)選擇題答案1.ABCDE2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABD7.ABC8.ABCDE9.ABCD10.ABCDE四、判斷題答案1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.√五、簡答題答案1.SiC/SiCCMC優(yōu)勢：①高溫性能優(yōu)異（1200-1600℃使用）；②低密度（僅高溫合金1/3-1/2）；③低導(dǎo)熱率，減少熱量傳遞；④高比強(qiáng)度/剛度，滿足承力需求；⑤耐蠕變性能好，長期變形?。虎蘅稍O(shè)計性強(qiáng)，適配復(fù)雜噴管。需涂抗氧化涂層彌補(bǔ)耐氧化不足。2.輻射隔熱層原理：①表面高發(fā)射率（>0.8），吸收熱量后以紅外輻射向外發(fā)射；②多層間用低發(fā)射率間隔層（如鋁箔），減少層間輻射；③與承力結(jié)構(gòu)間設(shè)空氣間隙，降低對流/傳導(dǎo)。最終大部分熱量被輻射出去，少量傳遞到承力結(jié)構(gòu)。3.工藝過程：①原料準(zhǔn)備：YSZ粉末（20-100μm）裝入送粉器；②等離子體發(fā)生：噴槍產(chǎn)生10000℃以上焰流；③粉末熔融：YSZ送入焰流熔融/半熔融；④噴涂沉積：高速撞擊基體形成扁平顆粒堆積；⑤后處理：部分涂層封孔提高耐腐蝕性。可制備50-500μm涂層。4.主要危害：①結(jié)構(gòu)過熱失效：壁溫過高導(dǎo)致高溫合金強(qiáng)度下降、蠕變變形；②涂層失效：熱障涂層開裂脫落；③密封失效：密封件老化變形，氣流泄漏；④尺寸精度下降：熱變形改變擴(kuò)張比，影響推力；⑤壽命縮短：長期熱循環(huán)導(dǎo)致材料疲勞。六、討論題答案1.優(yōu)化方向：①材料升級：用更高溫CMC（SiC/SiC）或C/C替代高溫合金；②涂層創(chuàng)新：開發(fā)稀土穩(wěn)定ZrO2、MAX相涂層；③結(jié)構(gòu)優(yōu)化：多層蜂窩+輻射復(fù)合結(jié)構(gòu)；④冷卻強(qiáng)化：再生+薄膜冷卻結(jié)合；⑤熱管理：優(yōu)化噴管型面減少摩擦加熱