防热材料是热防护系统中的重要组成部分,在再入式高超音速飞行器上有着不可忽略的防热作用,而炭化型烧蚀防热材料作为典型的热防护材料一直是研究重点。因此针对于炭化型烧蚀热防护材料,有必要研究其烧蚀热响应行为,继而准确预测温度场的分布和变化规律。本文以具有代表性的有机硅树脂涂层碳纤织物为研究对象,测试了有机硅树脂涂层碳纤织物相关物性参数,模拟气动加热过程进行了石英灯烧蚀实验,并根据有机硅树脂烧蚀防热机理耦合了传热、固体力学、化学三个物理场,建立了热响应过程的连续数值模型。预测并优化了涂层织物的热响应过程,重点分析了空腔层产生的原因,综合五个因素调控优化了空腔层的产生过程。得出的主要结论有:（1）建立并求解了有机硅树脂涂层碳纤织物热响应过程的数值模型,将模拟数据与石英灯烧蚀实验数据进行对比得到模拟结果与烧蚀实验结果正面、背面表温的相对误差分别为3.2%和6.2%。（2）有机硅树脂涂层碳纤织物在400 kW/m~2的热流烧蚀下,于3 s时开始热解,同时有机硅树脂和碳纤维织物开始发生分离;在10 s时,热解速率达到最大值;在11 s时,热阻塞效应达到峰值,此刻进入有机硅树脂内部的热流减少了107335 W/m~2,在整个烧蚀过程中减少了768986 W/m~2的热流进入;在18 s时,有机硅树脂热解完成;在30 s后,有机硅树脂和碳纤维织物几乎不再发生分离,形状不再发生变化;在烧蚀120 s后,有机硅树脂表面退缩了2.03×10-4mm。（3）有机硅树脂涂层碳纤织物形成空腔层的力源几乎都来自热应力。在众多烧蚀防热影响因素中,空腔层的防热贡献率最大,比热容吸热次之,热解吸热和热阻塞效应再次之。（4）在优化有机硅树脂涂层碳纤织物的烧蚀防热效率时,应当首先采用增大横向热膨胀系数,其次为增加涂层厚度,再次为减小纵向热膨胀系数,改变热解速率和孔隙率对防热性能的影响不大。