[发明专利]高超声速飞行器主动冷却结构和气液两相流离心螺旋强化换热方法

摘要

本发明是一种高超声速飞行器主动冷却结构和气液两相流离心螺旋强化换热方法，属于航空、航天、动力机械等长时间、大热流密度的局部换热领域。冷却结构包括冲击面、冲击腔、射流孔、射流供液系统和螺旋流道；在冲击面四周形成冲击腔，冲击腔与螺旋流道和射流孔连通。换热方法为射流供液系统将冷却液由射流孔射流冲击至冲击面，冷却液在冲击面表面吸热沸腾，产生的气液两相冷却介质流进入螺旋流道，沿蒙皮内侧壁面螺旋流动，继续吸收蒙皮热量进而沸腾，在离心力的作用下气液分离，液相趋于贴近蒙皮侧，使壁面产生的气泡加速脱离壁面。本发明可实现长航时高超声速飞行器头锥部高效主动冷却，冷却效率高，且不破坏飞行器气动外形，可靠性高。

主权项

一种高超声速飞行器头锥主动冷却结构，其特征在于，包括：冲击面、冲击腔、射流孔、射流供液系统和螺旋流道；冲击面位于高超声速飞行器头锥驻点区域蒙皮内侧；冲击面四周形成冲击腔，冲击腔与螺旋流道和射流孔相连通；螺旋流道紧贴头锥蒙皮内表面，以等螺旋节距或变螺旋节距的方式，沿头锥蒙皮内表面自锥顶冲击面外边缘向锥底盘旋；射流孔位于冲击腔靠近机体一侧轴线的区域，射流孔两端连通冲击面与射流供液系统；射流供液系统用于储存冷却液，并以设定压力将设定流量的冷却液提供给射流孔。