[发明专利]一种高温高热部位均温化方法及均温化结构

说明书

本申请涉及一种高温高热部位均温化方法，属于飞机结构设计领域，所述方法包括：根据高温高热部位的表面温度场分布及均温化需求，确定均温化结构的热疏导方向以及导热量和散热量，其中，所述均温化结构自外至内依次至少包括防热层、疏导层和隔热层；根据所述均温化结构的热疏导方向、导热量和散热量确定所述均温化结构中防热层、疏导层和隔热层的材料，其中，所述防热层采用抗氧化发射涂料，所述疏导层采用高导热复合材料，所述隔热层选用低导热隔热材料。本申请的高温高热部位均温化方法可以有效降低高温高热部位的温度梯度，削弱其应力水平，减轻结构重量。

技术领域

本申请属于飞机功能结构及热结构/热防护设计领域，特别涉及一种高温高热部位均温化方法及均温化结构。

背景技术

飞机为提高升阻比，机头锥、机翼前缘等结构需要采用更加尖锐轻薄的气动外形，长时飞行将承受复杂力与热的耦合环境，会引起局部结构超温和飞行器表面大温度梯度，产生较大结构热应力。

现有热结构或热防护设计多通过被动热防护，或者主动冷却系统快速降低高热结温度，但上述结构在高温环境中长时间工作可靠性低，且体积重量代价大，无法实现高温高热部位整体均温及轻质化。

发明内容

本申请的目的是提供了一种高温高热部位均温化方法及均温化结构，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

在一发明，本申请提供的技术方案是：一种高温高热部位均温化方法，所述方法包括：

根据高温高热部位的表面温度场分布及均温化需求，确定均温化结构的热疏导方向以及导热量和散热量，其中，所述均温化结构自外至内依次至少包括防热层、疏导层和隔热层；

根据所述均温化结构的热疏导方向、导热量和散热量确定所述均温化结构中防热层、疏导层和隔热层的材料，其中，所述防热层采用抗氧化发射涂料，所述疏导层采用高导热复合材料，所述隔热层选用低导热隔热材料。

在本申请的方法一实施方式中，通过调节所述疏导层的工艺参数能够调节所述均温化结构的热疏导方向、导热量和散热量，其中，所述疏导层的工艺参数包括纤维编织取向、编织角度、复材铺层方式和复合材料厚度。

在本申请的方法一实施方式中，所述均温化结构的防热层、疏导层和隔热层的总厚度不大于高温高热功能结构的几何形状尺寸限制。

在本申请的方法一实施方式中，所述均温化结构中相邻两层结构之间通过耐高温胶接方式连接。

在本申请的方法一实施方式中，所述防热层与所述疏导层之间的界面光滑处理以降低接触热阻。

在本申请的方法一实施方式中，所述疏导层与所述隔热层之间的界面粗糙处理以增大接触热阻。

在另一方面，本申请提供的技术方案是：一种均温化结构，所述均温化结构包括：

防热层，所述防热层由抗氧化发射材料构成，其设置于高温高热部位的外部，用于抗氧化和防止辐射散热；

隔热层，所述隔热层由低导热材料构成，其设置于高温高热部位的内部，用于阻止热量向内部传递；以及

疏导层，所述疏导层由高导热复合材料构成，其设置于所述防热层和隔热层之间，通过调节疏导层的工艺参数能够调节所述均温化结构的热疏导方向以及导热量和散热量。

在本申请的均温化结构一实施方式中，所述疏导层的工艺参数包括纤维编织取向、编织角度、复材铺层方式和复合材料厚度。

在本申请的均温化结构一实施方式中，所述均温化结构中相邻两层结构之间通过耐高温胶接方式连接。

在本申请的均温化结构一实施方式中，所述防热层与所述疏导层之间的界面光滑处理以降低接触热阻；所述疏导层与所述隔热层之间的界面粗糙处理以增大接触热阻。