[发明专利]用于从飞行器部件移除热量的系统和方法

说明书

一种用于从飞行器部件移除热量的系统，包括：飞行器部件；热交换器，其靠近飞行器部件并且具有入口、出口和涂覆有催化剂的内表面；烃燃料源，其与热交换器的入口流体连通；氧源，其与热交换器的入口流体连通；和分配系统，其用于从热交换器接收重整的烃燃料。一种从飞行器部件移除热量的方法包括以下步骤：提供靠近飞行器部件的热交换器，该热交换器与烃燃料源和水源流体连通，并且具有涂覆有催化剂的内表面；将烃燃料引入到热交换器中；将氧引入到热交换器中；使烃燃料与催化剂接触；以及裂化烃燃料以形成重整的烃燃料并从飞行器部件移除热量。

技术领域

本发明涉及飞行器部件，并且更特别地，涉及那些在操作中诸如在高速飞行期间暴露于热的飞行器部件。

背景技术

许多飞行器部件在操作期间暴露于热源，诸如包括燃气涡轮发动机在内的推进系统的内部部件。特别是在高速飞行操作期间，这些部件以及飞行器本身的外部部件由于飞行器行进通过大气的速度而暴露于来自蒙皮摩擦的热量。除了进入燃气涡轮发动机的空气的温度之外，诸如飞行器蒙皮、结构(诸如机翼、脊部和操纵面(control surfaces))的前缘以及发动机入口的部件可能特别受影响。

这些热源可导致这样的飞行器部件的表面和内部温度超过其结构和/或操作能力，从而需要昂贵或特异的材料以及操作特性方面的变化。

因此，将期望的是，提供一种用于从飞行器部件移除热量的系统和方法，该系统和方法在操作服务中可靠且耐用，并且能够在高速飞行期间从这些部件移除热量。

还将期望的是，捕获热量以用于在提高飞行器的推进效率方面使用。

发明内容

在一个方面，一种用于从飞行器部件移除热量的系统包括：飞行器部件；热交换器，其靠近飞行器部件并且具有入口、出口和涂覆有催化剂的内表面；烃燃料源，其与热交换器的入口流体连通；氧源，其与热交换器的入口流体连通；和分配系统，其用于从热交换器接收重整的烃燃料。

在另一方面，一种从飞行器部件移除热量的方法包括以下步骤：提供靠近飞行器部件的热交换器，该热交换器与烃燃料源和水源流体连通，并且具有涂覆有催化剂的内表面；将烃燃料引入到热交换器中；将氧引入到热交换器中；使烃燃料与催化剂接触；以及裂化烃燃料以形成重整的烃燃料并从飞行器部件移除热量。

在又一方面，一种燃气涡轮发动机包括：呈串联流动关系的压缩机、燃烧器和涡轮；热交换器，该热交换器具有入口、出口和涂覆有催化剂的内表面；烃燃料源，其与热交换器的入口流体连通；氧源，其与热交换器的入口流体连通；和分配系统，其用于从热交换器接收重整的烃燃料。

技术方案1. 一种用于从飞行器部件移除热量的系统，所述系统包括：

飞行器部件；

热交换器，其靠近所述飞行器部件，所述热交换器具有入口、出口和涂覆有催化剂的内表面；

烃燃料源，其与所述热交换器的所述入口流体连通；

氧源，其与所述热交换器的所述入口流体连通；和

分配系统，其用于从所述热交换器接收重整的烃燃料。

技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的系统，其特征在于，所述飞行器部件是蒙皮表面、前缘、燃气涡轮发动机入口或废热回收热交换器。

技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的系统，其特征在于，所述烃燃料是诸如Jet-A、JP-4和JP-8的飞行器喷气燃料、汽油、煤油、诸如RPS1和RPS2的火箭推进燃料、诸如D2和D4的柴油燃料、以及它们的共混物、混合物和组合。

技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的系统，其特征在于，所述氧源是诸如蒸汽、液态水的含氧物质或诸如乙醇或甲醇的氧化燃料。

技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的系统，其特征在于，所述系统包括多个热交换器。