CN101737196A - 超燃冲压发动机支板前缘喷气防热结构 - Google Patents
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Abstract
喷气支板前缘热防护是基于流体力学原理建立的一种用于支板前缘的热防护方式。支板前缘驻点处设置一条窄缝，从窄缝中以一定压力逆着来流方向喷出气体。喷出来的气体把支板7前缘处的高温高换热系数的区域推离支板壁面，解决了支板前缘驻点附近高热流区域的热防护问题，然后喷射气体在来流的作用下沿着支板壁面向后流动，在支板壁面上形成一层温度较低的气体保护膜，对支板形成有效的热防护。
Description
【技术领域】
本发明涉及超燃冲压发动机热防护系统，是基于流体力学原理建立的一种用于支板前缘的热防护方式。
【背景技术】
支板是超燃冲压发动机重要的结构和气动部件，超燃冲压发动机工作中，其支板前缘承受着非常严重的气动加热。支板需要尖削的前缘来保证气动性能，但尖削的支板前缘驻点附近的热流密度极大，非常容易被烧蚀，影响发动机的性能。因而支板的热防护是超燃冲压发动机热防护技术中的一个难题。
图1中所示的是一种耐烧蚀材料支板前缘结构，包括：支板前缘耐烧蚀前体1、绝热层2和金属结构3。其中耐烧蚀前体1通常以C/SiC纤维编制结构或陶瓷等耐烧蚀材料制成，用来承受气动的高温，绝热层2则采用低导热系数材料制成，作用是用来阻止耐烧蚀前体的高温向金属结构3传热。但是超燃冲压发动机支板前缘驻点处，绝热温度已经接近3000K以上，能够在空气中承受如此高温的耐烧蚀材料目前很难找到，因此这种支板热防护方式很难实现长时间稳定的热防护。
图2所示的是一种主动冷却支板结构，包括支板外壁4和支板内壁5，外壁和内壁之间加工有冷却通道6，冷却剂从冷却通道6中流过，对支板结构进行冷却。支板的结构材料是金属材料或者复合材料。但是支板前缘的结构使主动冷却的效果大打折扣，特别是支板前缘驻点处很难冷却到，但是支板前缘驻点处又是温度和热流最高的地方，驻点处壁面热流密度将高达107W/m2，这种主动冷却的支板结构也很难满足热防护的要求。
【发明内容】
本发明的目的是提出的一种方便有效的超燃冲压发动机支板前缘热防护方案。
本发明的技术方案是：喷气支板结构如图3所示，包括支板7和支板前缘驻点处窄缝8。发动机工作时，一定温度和压力的气体经过窄缝8向外喷射，喷出来的气体将对支板7进行保护。
本发明的有益效果是：从窄缝8中喷射出来的气体在支板壁面形成的气膜直接阻隔了高温气流向支板壁面的强对流传热，降低了支板壁面的温度和热流，对支板形成了有效的热防护。
【附图说明】
图1 耐烧蚀材料复合支板结构
图2主动冷却支板结构
图3喷气支板结构
图4支板前缘喷气防热原理示意图
【具体实施方式】
下面结合附图来进一步说明本发明。
发动机工作时，高马赫数的气流对支板7产生气动力和气动热，支板7的前缘驻点处的窄缝8以一定的压力逆着来流的方向喷出气体。图4是气体喷射支板前缘热防护方式的原理图。喷出来的气体把支板7前缘处的高温高换热系数的区域推离支板前缘壁面，解决了支板前缘驻点附近高热流区域的热防护问题，然后喷射气体在来流的作用下沿着支板壁面向后流动，在支板壁面上形成一层温度较低的气体保护膜，对支板形成有效的热防护。
Claims (1)
1.超燃冲压发动机支板前缘喷气防热结构，包括支板(7)和支板前缘驻点处窄缝(8)。发动机工作时，一定温度和压力的气体经过窄缝(8)向外喷射，喷出来的气体将对支板(7)进行保护。本发明的有益效果是：从窄缝(8)中喷射出来的气体在支板壁面形成的气膜直接阻隔了高温气流向支板壁面的强对流传热，降低了支板壁面的温度和热流，对支板形成了有效的热防护。
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Publications (1)
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2009
- 2009-10-27 CN CN200910236121A patent/CN101737196A/zh active Pending
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