[发明专利]一种高速飞行器的热防护结构

说明书

本发明涉及一种高速飞行器的热防护结构，所述热防护结构包括：依次设置的隔热涂层、合金层、均温层和微肋结构层；所述微肋结构层包括钛合金板以及设置在所述钛合金板上表面的若干个弦向相同的翼形微肋；所述翼形微肋设置在所述均温层和所述钛合金板之间。通过本发明的上述结构，能够大幅降低热防护结构的重量。

技术领域

本发明涉及热防护结构技术领域，特别是涉及一种高速飞行器的热防护结构。

背景技术

高速飞行器在飞行过程中机身表面会承受巨大的气动加热热流。传统的被动热防护方式的热防护层厚度较大，导致飞行器的结构重量大大增加，不利于飞行器的长时间飞行，而单纯采用主动热防护技术，比如冷却水或燃料的单相对流冷却，虽然能够实现热防护表面的有效冷却，但是会使得热防护表面的温度控制水平过低，进而导致辐射散热量降低，而传入机体内部热流大大增加，需要飞行器携带更多的冷却水或燃油作为热沉，如此同样会显著增加飞行器自身的重量。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速飞行器的热防护结构，能够大幅降低热防护结构的重量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高速飞行器的热防护结构，所述热防护结构包括：依次设置的隔热涂层、合金层、均温层和微肋结构层；

所述微肋结构层包括钛合金板以及设置在所述钛合金板上表面的若干个弦向相同的翼形微肋；所述翼形微肋设置在所述均温层和所述钛合金板之间。

可选的，所述均温层的厚度为其中，δ为均温层的厚度，λ为均温层的导热系，λ₁为隔热涂层的导热系数，λ₂为合金层的导热系数，T_w,o为隔热涂层表面温度，T_f为冷却流体温度，q为表面净热流，δ₁为隔热涂层的厚度，δ₂为合金层的厚度，h为冷却流体对均温层壁面的对流换热系数。

可选的，所述翼形微肋的厚度为1～3mm。

可选的，所述翼形微肋的弦长为2～10mm。

可选的，所述若干个弦向相同的翼形微肋均匀间隔设置在所述钛合金板上表面。

可选的，所述隔热涂层的材料包括纳米陶瓷空心微珠。

可选的，所述隔热涂层的厚度为0.1mm～2mm。

可选的，所述合金层的材料为钛合金。

可选的，所述合金层的厚度为0.5mm～2mm。

可选的，所述均温层的材料为石英纤维复合材料。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种高速飞行器的热防护结构，所述热防护结构包括：依次设置的隔热涂层、合金层、均温层和微肋结构层；所述微肋结构层包括钛合金板以及设置在所述钛合金板上表面的若干个弦向相同的翼形微肋；所述翼形微肋设置在所述均温层和所述钛合金板之间。通过本发明的上述结构，能够大幅降低热防护结构的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种高速飞行器的热防护结构的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的翼形微肋与钛合金板的一体结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的翼形微肋结构内部流体流动示意图；