一种主动冷却耳片的制作方法

本技术属于高超声速飞行器主动冷却热防护结构设计，具体涉及一种用于高超声速飞行器结构连接的主动冷却耳片结构。

背景技术：

1、高超声速飞行器一般是马赫数大于5的飞行器，由于其飞行速度快，飞行时间长，并且要实现跨大气层和大气层内飞行，所以面临的气动加热环境及其严峻。因此高超声速飞行器的结构设计对热防护系统设计有较高的要求，其中主动冷却热防护系统具有冷却能力强、可以抵抗高热流密度的长时间加热等优点因而在实际工程中具备重要的应用意义。

2、主动冷却热防护系统采用防热结构和材料，利用冷却介质阻止或带走气动热，达到控制进出热防护系统的热流，保护内部结构和二级系统的温度不超过最大温度限制的目的。其按照冷却方式可以分为发汗冷却、对流冷却、气膜冷却及喷雾冷却。其中对流冷却热防护系统是将对流冷却方法与具体热防护系统相结合，其原理是采用冷却剂在结构内部的冷却剂通道内循环，耗散结构所承受的气动热载荷。

3、接头是飞机上常用的连接结构，耳片接头通常配合螺栓和轴承使用，并能够传递较高的集中载荷。在对高超声速飞行器的结构设计中，采用的连接耳片为适应高温热环境一般采用耐高温的高温合金或难熔金属，这使得连接结构重量大，且无法满足极端高温(2000k)热环境下的使用要求。因此采用常规的高温合金耳片制约了其在热防护设计中的应用。

技术实现思路

1、针对高超声速飞行器结构应用中，连接耳片重量大，超高温性能差等问题。本实用新型提出一种主动冷却耳片，将对流冷却技术与耳片结构相结合，通过在耳片中内置沿孔周的冷却通道，实现对耳片的冷却，可应用于高温部件的连接。

2、本实用新型的技术方案：

3、一种主动冷却耳片，所述的主动冷却耳片包括冷却液管a1、冷却液管外套螺母a2、耳片接头a3、主动冷却耳片主体结构4、耳片接头b5、冷却液管外套螺母b6、冷却液管b7和冷却通道9。

4、所述的主动冷却耳片主体结构4内部设置冷却通道9，冷却通道9的始端和终端均靠近主动冷却耳片主体结构4的耳片底端，始端和终端之间的通道需要沿耳片孔周向环绕布设。

5、所述的冷却液管a1通过冷却液管外套螺母a2连接耳片接头a3，耳片接头a3与冷却通道9的始端相连；冷却液管b7通过冷却液管外套螺母b6连接耳片接头b5，耳片接头b5与冷却通道9的终端相连。

6、进一步的，所述的冷却通道9内型面为并行的一条以上的细长的通道，一方面增加冷却液在冷却通道的流动时间，另一方面多条通道可使得冷却液与其内壁面接触面积增加从而提升冷却效率。

7、工作原理：冷却液从冷却液管a1进入耳片接头a3，然后经由耳片接头a3流入冷却通道9，冷却液在冷却通道9内通过对流换热带走结构热量，最后通过冷却接头b5连接冷却液管b7排出。冷却液在冷却通道9内与其内壁面进行换热从而实现连接耳片的主动冷却。

8、本实用新型的有益效果：

9、1)可耐极端高温(2000k)，实现热结构与冷结构的连接。

10、2)对连接承力结构进行主动冷却，充分利用了冷却液冷却能力，有效降低热防护成本。

11、3)主动冷却耳片结构简单，结构重量轻，可重复使用。

技术特征：

1.一种主动冷却耳片，其特征在于，所述的主动冷却耳片包括冷却液管a(1)、冷却液管外套螺母a(2)、耳片接头a(3)、主动冷却耳片主体结构(4)、耳片接头b(5)、冷却液管外套螺母b(6)、冷却液管b(7)和冷却通道(9)；

2.根据权利要求1所述的一种主动冷却耳片，其特征在于，所述的冷却通道(9)内型面为并行的一条以上的细长的通道。

技术总结一种主动冷却耳片，属于高超声速飞行器主动冷却热防护结构设计技术领域。主动冷却耳片主体结构内部设置冷却通道，冷却通道的始端和终端均靠近主动冷却耳片主体结构的耳片底端，始端和终端之间的通道需要沿耳片孔周向环绕布设。冷却液管A通过冷却液管外套螺母A连接耳片接头A，耳片接头A与冷却通道的始端相连；冷却液管B通过冷却液管外套螺母B连接耳片接头B，耳片接头B与冷却通道的终端相连。本技术可耐极端高温，实现热结构与冷结构的连接。对连接承力结构进行主动冷却，充分利用了冷却液冷却能力，有效降低热防护成本。主动冷却耳片结构简单，结构重量轻，可重复使用。技术研发人员：翟寒蕾,裴晨晖,张月,庄福建,苗卧龙,李浩,苏亚东受保护的技术使用者：沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院有限公司技术研发日：20231208技术公布日：2024/6/18