[发明专利]一种基于风液综合散热结构的就近排散飞机蒙皮散热系统

说明书

本发明公开了一种基于风液综合散热结构的就近排散飞机蒙皮散热器，该飞机蒙皮散热器包括机载设备液冷管路、风液综合散热转换管路及舱内空气冷却再生管路。机载设备工作中产生的废热由机载设备液冷管路中的液相制冷剂吸收后，经风液综合散热转换管路传递至舱内空气，再经舱内空气冷却再生管路传递至飞机蒙皮，最终排散至环境空气中。该飞机蒙皮散热器内同时存在液冷散热及风冷散热两种散热方式，可在较低功耗下满足机载设备表面的高散热热流密度需要，并显著提高了飞机蒙皮散热器的可靠性。

技术领域

本发明属于飞机飞行环控技术领域，特别是一种基于风液综合散热结构的就近排散飞机蒙皮散热系统。

背景技术

高空高速飞行环境下飞机的散热冷源主要包括：机载低温燃油、自环境引入的低温冲压空气、起飞前携带的低温冷源、自航空发动机引出的低温涵道空气及飞机蒙皮外的低温空气。随着飞机上的机载设备增多及单台机载设备热耗增大，飞机总散热负荷显著提高，依靠机载低温燃油维持的飞机环控系统不敷使用，有必要进一步开发飞机散热系统，摆脱飞机环控系统散热能力不足、限制机载设备使用的困境。与低温冲压空气、低温携带冷源及低温涵道空气相比，飞机蒙皮外的低温空气具有较好的经济性，散热过程对飞机整体结构影响较小，是比较理想的飞机冷源。

然而，目前的飞机蒙皮散热器多采用液冷结构，如专利号CN214930566U的飞机蒙皮液冷散热器；制冷过程常作为飞机环控系统的补充，如专利号CN109515728A的结合燃油循环与发动机风道散热器的飞机蒙皮散热器。这些飞机蒙皮散热器结构较为复杂，制冷量输运距离较长，需要与整个飞机环控系统复合设计，加之飞机蒙皮散热器的液冷散热过程不利于飞机蒙皮散热器的运行、保养及维修。目前，飞机蒙皮散热器仍未得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于风液综合散热结构的就近排散飞机蒙皮散热系统，利用液冷方法将热量自机载发热设备中引出至液相制冷剂，再采用风冷方法冷却再生液相制冷剂。风冷方法中产生的热空气由飞机蒙皮散热器冷却，热量最终排散至飞机蒙皮散热器外的环境空气中。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于风液综合散热结构的就近排散飞机蒙皮散热系统，包括：

机载设备液冷管路，用于为需要散热的机载设备输入液冷工质；

风液综合散热转换管路，与机载设备液冷管路连接，用于对受热后的液冷工质进行冷却，并将冷却后的液冷工质输送至机载设备液冷管路；还包括：

舱内空气冷却再生回路，包括蒙皮进气道、蒙皮散热器、气泵及蒙皮排气道；蒙皮散热器设置在空气冷却舱后部的机舱上并替代了原有飞机蒙皮结构，用于与空中环境大气进行对流换热；所述设有一个进气管道和一个排气管道，进气管道和排气管道之间设有多个弧形管道；蒙皮进气道与进气管道连接，用于吸入风液综合散热转换管路散发的热气，蒙皮排气道与排气管道连接，用于将冷却后的空气输送至风液综合散热转换管路；所述气泵用于根据飞行高度和空气流速调整舱内空气流速以调整散热效率。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)在机载设备发热表面与飞机舱外低温空气间串联使用了液冷与风冷方法，在满足机载设备散热热流密度需要的前提下，减轻了飞机蒙皮散热器的重量与功耗，提高了飞机蒙皮散热器的可靠性，便于维护与保养。

(2)所述飞机蒙皮散热器可将机载设备产生的废热就近排散至机载设备舱外。这一就近排散的散热过程不经过机载燃油循环、不消耗发动机内涵空气、没有较长的气液输送管路，散热器制冷损耗小；整个散热过程相对独立，不影响飞机燃油循环、舱内空气循环及飞机气动外形，便于飞机与机载设备设计。

(3)所述飞机蒙皮散热器的工作过程仅消耗电力与飞行环境下的原位资源(指飞机蒙皮外的低温空气)，可连续长时间工作，适应多种飞行状态。依靠调整气泵功率，所述飞机蒙皮散热器可在不同飞行高度与不同飞行速度下提供相对稳定的散热能力。

附图说明