[发明专利]一种用于高温头锥的冷却热防护装置

权利要求书

1.一种用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述装置包括：

支撑结构、拉瓦尔喷管、换热腔室、外壳和冷却剂注入通道；所述支撑结构设置在所述外壳内部，所述冷却剂注入通道和所述拉瓦尔喷管均设置在所述支撑结构内部，所述换热腔室设置在所述外壳的内部，所述冷却剂注入通道通过所述拉瓦尔喷管与所述换热腔室连通；

所述拉瓦尔喷管用于将所述冷却剂注入通道输入的冷却剂降压提速至超声速状态后喷出；

所述换热腔室用于利用喷出的冷却剂对所述外壳进行冲击冷却，带走热量；

带有所述拉瓦尔喷管和所述冷却剂注入通道的所述支撑结构通过锻造、铸造、切削或3D打印方式一体化加工；

所述支撑结构与拉瓦尔喷管的材质为钛合金。

2.根据权利要求1所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，在所述外壳上设置至少一个排气槽，所述排气槽与所述换热腔室对应设置；所述排气槽用于将换热后的冷却剂排出。

3.根据权利要求1所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述外壳内侧为微纳米级强化换热结构。

4.根据权利要求3所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述微纳米级强化换热结构为激光刻蚀形成的方柱阵列。

5.根据权利要求4所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，在所述方柱阵列表面生长纳米线结构。

6.根据权利要求5所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述方柱阵列的高度为40μm、宽度为20μm；所述纳米线结构的高度为1μm、直径为100nm。

7.根据权利要求2所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述排气槽为长方形、正方形、三角形、圆形和雪花形中至少一种。

8.根据权利要求2所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述装置还包括：在所述外壳表面铺设加隔热层、辐射反射膜和隐形镀层中至少一种。

9.根据权利要求1所述的用于高温头锥的冷却热防护装置，其特征在于，所述冷却剂为超临界压力二氧化碳。