[实用新型]一种涡轴发动机用纤维反射型真空绝热板

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种真空绝热板，特别是涉及一种涡轴发动机用纤维反射型真空绝热板。

背景技术

随着军用直升机技术的飞速发展，军用直升机在各个军事领域发挥着越来越大的作用，并已经成为陆军航空兵最主要的装备。作为直升机心脏的涡轴发动机则是制约直升机性能的核心要素。我国的军用直升机技术与国外有较大的差距，尤其在涡轴发动机领域为甚。要提高我军的直升机性能，就必须大力发展高功重比的涡轴发动机，使之能满足我军直升机性能的要求。涡轴发动机一般采用环形回流燃烧室，火焰筒在高温、燃气腐蚀、冷热交变和振动等恶劣条件下工作，要求材料具有优良的抗氧化性和耐疲劳性能、好的蠕变强度和工艺性。随着涡轴发动机功重比的不断提高，燃烧室部件设计向高温升、高热容燃烧方向发展，壁温不断升高，这就对其外层用高效隔热保温材料提出了更高的性能要求。

在控制空间、全球交战等战略概念的军事背景下，未来航天飞行器正朝着以火箭为动力、使用非低温燃料、跨大气层飞行、高度机动、低维护以及高度可重复使用方向发展。在这种背景下，为了飞行员的安全和机载设备的正常运转，研究高性能隔热系统必不可少，隔热系统对于全系统总体方案的确定和飞行器的研制具有举足轻重的地位。传统涡轴发动机机尾喷管与机匣之间的隔热采用不锈钢包裹石棉棉毡组成，导热系数大，厚度大，保温元件重量大，不利于减重，更不能在发动机机舱机身使用，限制了它的应用领域，因此研制高性能纤维反射型隔热材料在发动机上应用具有重要价值。

现有技术1公开了一种发动机隔热罩，提高了隔热效果的同时避免了隔热罩与发动机共振，另外表面采用金属板制成，提高了隔热罩的刚度。其缺点是采用单一的金属板与陶瓷纤维纸板进行隔热，隔热效果并不理想，同时陶瓷纤维易吸水变质，导热系数急剧升高，不利于长时间服役。现有技术2公开了一种汽车发动机热端用隔热罩，通过采用双层隔热板结构，有效提高了隔热效果和降噪效果，结构简单，易于实现，适宜推广使用。其缺点是在高温环境下，隔热板的导热系数较高，同时也存在吸水变质的问题，材料的服役寿命不长。现有技术3公开了 一种发动机排气隔热罩，结构简单、安装方便、安全有效，其缺点是隔热层并不是被不锈钢完全包覆，部分隔热材料置于高低温交变环境下，易吸水变质，导热系数升高，材料的抗老化性能系降低。

以上现有技术为了提高涡轴发动机用隔热材料的保温隔热效果，采取了多层不锈钢和隔热层材料的复合结构，但是均存在一定的结构缺陷，不能长时间稳定服役，因此，开发新型的涡轴发动机用纤维反射型真空绝热板成为涡轴发动机性能进一步提高的关键所在。

实用新型内容

本实用新型专利的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种隔热效果更好、整体厚度更薄、能够在复杂环境下长时间稳定服役的涡轴发动机用纤维反射型真空绝热板。

为实现本实用新型专利的目的所采用的技术方案是：

一种涡轴发动机用纤维反射型真空绝热板，由纤维反射隔热芯材经高温合金薄膜真空封装而成，所述纤维反射隔热芯材由内至外依次包括：

超细陶瓷纤维纸层，厚度为3-5mm，由若干张超细陶瓷纤维薄纸叠加而成，所述的超细陶瓷纤维薄纸之间填充有硅酸锆粉体，整个超细陶瓷纤维纸层每间隔0.5-1.5mm夹一层镍箔；

超细玻璃纤维纸层，厚度为2-4mm，由若干张超细玻璃纤维薄纸叠加而成，整个超细玻璃纤维纸层每间隔0.5-1mm夹一层铝箔；

所述高温合金薄膜的厚度为0.02-0.04mm，高温合金薄膜之间通过无缝焊接连接。

进一步地，所述高温合金薄膜与超细陶瓷纤维纸层交界处耐温不超过1100℃，超细陶瓷纤维纸层与超细玻璃纤维纸层交界处温度耐温不超过500℃。

进一步地，所述镍箔的厚度为10-15μm。

进一步地，所述铝箔的厚度为10-15μm。

进一步地，所述的高温合金薄膜之间采用真空电子束焊无缝焊接连接。

进一步地，所述的高温合金薄膜材料为GH3030。

进一步地，所述的超细陶瓷纤维薄纸的厚度为5-15μm，所述的超细陶瓷纤维的平均直径为2-4μm。

进一步地，所述的超细玻璃纤维薄纸的厚度为4-10μm，所述的超细玻璃纤维的平均直径为2-4μm。

进一步地，所述的硅酸锆粉体的颗粒尺寸为10-50nm。

进一步地，所述的纤维反射型真空绝热板的内压为0.1-1Pa，面密度为1.6-2Kg/m²，在800℃时的导热系数为0.04-0.06W/(m·K)。