一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构的制作方法

本发明涉及热防护结构设计领域，具体是指一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构。

背景技术：

1、热防护问题是限制高超声速飞行器发展的关键因素，目前再生冷却技术是解决该问题的有效途径之一。目前常规的再生冷却通道多采用槽道式结构，现在依旧存在换热效果有限；局部温升，结构重量大等问题。

2、专利cn113074387a提出一种带有桁架结构的再生冷却通道，在传统的冷却通道结构基础上，添加桁架结构构建空气夹层，避免燃烧室外壁温过高，可以降低结构重量。但依旧无法有效遏制内壁面局部的温升。

3、相变蓄热装置主要是依靠相变材料在相变过程中吸收（释放）热量的特性来进行储热（释热），具有设计简单、蓄热密度高、蓄热温度相对恒定等优点，可用于解决上述局部温升的问题，但是单纯采用相变材料进行蓄热，导热效率低，使用场景有限。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是无法有效遏制内壁面局部的温升。

2、为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：本发明是一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，包括外壁和内壁，所述内壁设于外壁上，所述内壁上设有冷却通道，所述冷却通道内设有冷却剂，所述内壁上设有相变材料储存腔，所述相变材料储存腔内设有点阵夹芯结构。

3、进一步地，所述点阵夹芯结构呈交叉排列或顺序排列。

4、进一步地，所述点阵夹芯结构可选微胶囊石蜡基、碳纳米管石蜡基、纳米颗粒石蜡基和石墨烯石蜡基四种高导热率复合相变材料。

5、进一步地，所述点阵夹芯结构可选kagome单元、fccz 单元、八面体单元和八隅体胞元四种结构类型。

6、进一步地，所述冷却剂可选择使用液体燃料、超临界二氧化碳和水。

7、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

8、1.比传统主动冷却结构具有颠覆性优势，可以重复利用相变材料，冷却剂，避免局部热点，减小温度梯度，提升冷却性能，可广泛应用于可重复使用的飞行器、航空发动机等；其中相变蓄热装置可以吸收内壁面的热量，避免内壁面局部温度过高，装置内部设置点阵结构，可以提高该装置的换热性能，也提高蓄热体在耐高温和高负重条件下的结构强度，防止变形和破碎。同时也降低了相变蓄热材料的泄露风险。

9、2.由于相变材料的蓄热放热特性，相变蓄热装置还可以重复使用。

技术特征：

1.一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，其特征在于：包括外壁和内壁，所述内壁设于外壁上，所述内壁上设有冷却通道，所述冷却通道内设有冷却剂，所述内壁上设有相变材料储存腔，所述相变材料储存腔内设有点阵夹芯结构。

2.根据权利要求1所述的一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，其特征在于：所述点阵夹芯结构呈交叉排列或顺序排列。

3.根据权利要求2所述的一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，其特征在于：所述点阵夹芯结构可选微胶囊石蜡基、碳纳米管石蜡基、纳米颗粒石蜡基和石墨烯石蜡基四种高导热率复合相变材料。

4.根据权利要求3所述的一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，其特征在于：所述点阵夹芯结构可选kagome单元、fccz 单元、八面体单元和八隅体胞元四种结构类型。

5.根据权利要求1所述的一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，其特征在于：所述冷却剂可选择使用液体燃料、超临界二氧化碳和水。

技术总结本发明公开了一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构，包括外壁和内壁，所述内壁设于外壁上，所述内壁上设有冷却通道，所述冷却通道内设有冷却剂，所述内壁上设有相变材料储存腔，所述相变材料储存腔内设有点阵夹芯结构。本发明涉及热防护结构设计领域，具体是指一种高超飞行器高热流密度下部件热防护结构。技术研发人员：胡建新,万鸿宇受保护的技术使用者：湖南宏大日晟航天动力技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20