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原文传递高速飞行器分区段热防护结构

专利名称：	高速飞行器分区段热防护结构
摘要：	本发明公开了一种高速飞行器分区段热防护结构，包括低温表面热防护段、中低温表面热防护段和高中温表面热防护段，为被动冷却和主动冷却的复合结构。本发明利用吸热型碳氢燃料和制冷剂分别通过对流换热和喷射的方式冷却蒙皮结构和设备舱体内设备。吸热升温后的碳氢燃料最终进入燃烧室燃烧，制冷剂通过闭式制冷循环、节流喷射的方式冷却设备舱体内设备。本发明能较好适应飞行器不规则结构表面的热防护需求，满足不同区段蒙皮的热防护需求及设备舱体内设备的冷却需求，且简单易实现。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	王超;姜培学;胥蕊娜
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311235159.7
公开号：	CN117125244A
代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	吴丹丹
分类号：	B64C1/40;B64C30/00;B64D13/08;B64C1/00;B;B64;B64C;B64D;B64C1;B64C30;B64D13;B64C1/40;B64C30/00;B64D13/08;B64C1/00
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园1号
主权项：	1.一种高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，包括：低温表面热防护段，所述低温表面热防护段对应于设备舱体处，包括由外至内依次设置的第一被动热防护结构层、第一主动冷却结构层和第一制冷剂冷却结构层；所述第一主动冷却结构层具有第一碳氢燃料通道；所述第一制冷剂冷却结构层具有第一制冷剂通道和与所述第一制冷剂通道相连的喷口；中低温表面热防护段，所述中低温表面热防护段包括由外至内依次设置的第二被动热防护结构层、第二主动冷却结构层和第二制冷剂冷却结构层；所述第二主动冷却结构层具有第二碳氢燃料通道；所述第二制冷剂冷却结构层具有第二制冷剂通道；高中温表面热防护段，所述高中温表面热防护段包括由外置至内依次设置的第三被动热防护结构层和第三主动冷却结构层；所述第三主动冷却结构层具有第三碳氢燃料通道；回流组件，所述回流组件连接于所述设备舱体和所述第二制冷剂通道的入口端之间；其中，所述第一碳氢燃料通道、所述第二碳氢燃料通道、所述第三碳氢燃料通道和燃烧室顺次相连，以使吸热型碳氢燃料依次流经所述所述第一碳氢燃料通道、所述第二碳氢燃料通道、所述第三碳氢燃料通道进入所述燃烧室；所述第二制冷剂通道和所述第一制冷剂通道相连，以使制冷剂依次流经所述第二制冷剂通道、所述第一制冷剂通道并从所述喷口喷入所述设备舱体内，所述设备舱体内换热后的制冷剂经所述回流组件进入所述第二制冷剂通道。 2.根据权利要求1所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述第一被动热防护结构层、所述第二被动热防护结构层和所述第三被动热防护结构层为高温陶瓷复合材料层、抗氧化C/C结构层或C/SiC结构层。 3.根据权利要求1所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述第一碳氢燃料通道、所述第二碳氢燃料通道和所述第三碳氢燃料通道为第一蚀刻微通道或微细管通道。 4.根据权利要求3所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述第一主动冷却结构层、所述第二主动冷却结构层和所述第三主动冷却结构层为带有所述第一蚀刻微通道的金属面板结构层或为带有所述微细管道的复合材料结构层。 5.根据权利要求1所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述第一制冷剂通道、所述第二制冷剂通道为第二蚀刻微通道。 6.根据权利要求5所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述第一制冷剂冷却结构层、所述第二制冷剂冷却结构层为带有所述第二蚀刻微通道的金属面板结构层。 7.根据权利要求1所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述回流组件包括排气口、回流管路和压缩机，其中，所述排气口设置在所述设备舱体上，所述回流管路的两端连接在所述排气口和所述第二制冷剂通道的入口端之间，所述压缩机设置在所述回流管路上。 8.根据权利要求1-7中任意一项所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述低温表面热防护段、所述中温表面热防护段和所述高中温表面热防护段为连续整体结构。 9.根据权利要求1-7中任意一项所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述低温表面热防护段、所述中温表面热防护段和所述高中温表面热防护段为间断的分体结构，所述第一碳氢燃料通道、所述第二碳氢燃料通道、所述第三碳氢燃料通道之间顺次通过第一连接管道相连，所述第二制冷剂通道和所述第一制冷剂通道之间通过第二连接管段相连。 10.根据权利要求1-7中任意一项所述的高速飞行器分区段热防护结构，其特征在于，所述低温表面热防护段的内壁温度为30～60℃，所述中低温表面热防护段的内壁温度为是60～100℃，所述高中温表面热防护段的内壁温段为＞100℃。
所属类别：	发明专利