Abstract Hypersonic vehicles with scramjet engine as propulsion devices is one of the most important developing trends in the aerospace field for both commercial and military application. The encountered huge aerodynamic heating and strong combustion heat release makes the thermal protection technology a critical issue. For the long run and for reusable purposes, an effective active other than a passive thermal protection method is required for the cooling process, mainly by including regenerative cooling, film cooling, transpiration cooling and their combinations. In this paper, the authors point out that the cooling resources are extremely limited for hypersonic vehicles. They define the “relative heat load” for the analysis of the active thermal protection for hypersonic vehicles. This paper presents a review of the research progress made on the active thermal protection method for air-breathing hypersonic vehicles in recent decades. It primarily covers the fundamental problems and recent advances, including regenerative cooling, film cooling, transpiration cooling, and combined cooling. A number of relevant aspects and remaining questions for each active cooling method are provided, including the basic flow and heat transfer mechanisms, the influencing factors and their effects, the progress in engineering application. Finally, summaries of each active cooling method, guidelines for their future development, and the authors’ view on the promising active thermal protection methods for future hypersonic vehicles are provided.

中文翻译：

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高超声速飞行器主动热防护研究进展

摘要 以超燃冲压发动机为推进装置的高超声速飞行器是航空航天领域最重要的商业和军事应用发展趋势之一。遇到巨大的空气动力发热和强烈的燃烧放热，使热保护技术成为一个关键问题。对于长期和可重复使用的目的，冷却过程需要一种有效的主动而非被动热保护方法，主要包括再生冷却、薄膜冷却、蒸腾冷却及其组合。在这篇论文中，作者指出高超音速飞行器的冷却资源极其有限。他们定义了用于分析高超音速飞行器主动热保护的“相对热负荷”。本文综述了近几十年来吸气式高超声速飞行器主动热防护方法的研究进展。它主要涵盖了基本问题和最新进展，包括再生冷却、薄膜冷却、蒸腾冷却和组合冷却。提供了各种主动冷却方法的许多相关方面和遗留问题，包括基本的流动和传热机制、影响因素及其影响、工程应用进展。最后，提供了每种主动冷却方法的摘要、其未来发展的指导方针，以及作者对未来高超音速飞行器有前途的主动热保护方法的看法。它主要涵盖了基本问题和最新进展，包括再生冷却、薄膜冷却、蒸腾冷却和组合冷却。提供了各种主动冷却方法的许多相关方面和遗留问题，包括基本的流动和传热机制、影响因素及其影响、工程应用进展。最后，提供了每种主动冷却方法的摘要、其未来发展的指导方针，以及作者对未来高超音速飞行器有前途的主动热保护方法的看法。它主要涵盖了基本问题和最新进展，包括再生冷却、薄膜冷却、蒸腾冷却和组合冷却。提供了各种主动冷却方法的许多相关方面和遗留问题，包括基本的流动和传热机制、影响因素及其影响、工程应用进展。最后，提供了每种主动冷却方法的摘要、其未来发展的指导方针，以及作者对未来高超音速飞行器有前途的主动热保护方法的看法。包括基本的流动和传热机理、影响因素及其影响、工程应用进展。最后，提供了每种主动冷却方法的摘要、其未来发展的指导方针，以及作者对未来高超音速飞行器有前途的主动热保护方法的看法。包括基本的流动和传热机理、影响因素及其影响、工程应用进展。最后，提供了每种主动冷却方法的摘要、其未来发展的指导方针，以及作者对未来高超音速飞行器有前途的主动热保护方法的看法。