CN105371058A - 应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱 - Google Patents

应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱 Download PDF

Info

Publication number
CN105371058A
CN105371058A CN201510656948.7A CN201510656948A CN105371058A CN 105371058 A CN105371058 A CN 105371058A CN 201510656948 A CN201510656948 A CN 201510656948A CN 105371058 A CN105371058 A CN 105371058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermal baffle
support frame
aerogel
covering
thermal insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510656948.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105371058B (zh
Inventor
赵枝凯
薛景赛
王智磊
王萌
杜三虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Satellite Engineering filed Critical Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority to CN201510656948.7A priority Critical patent/CN105371058B/zh
Publication of CN105371058A publication Critical patent/CN105371058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105371058B publication Critical patent/CN105371058B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

本发明提供了一种应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，包括隔热板；其中，隔热板包括支撑骨架、上蒙皮、下蒙皮和气凝胶隔热层；支撑骨架包括第一支撑骨架和第二支撑骨架；多个第一支撑骨架首尾顺次相连构成支撑框体；在不同的所述第一支撑骨架之间连接有多个所述第二支撑骨架；第二支撑骨架用于将支撑框体的内部空间划分为多个网格；气凝胶隔热层设置在网格内；上蒙皮连接支撑框体的上端面，下蒙皮连接支撑框体的下端面。本发明选用基于微纳复合力学增强技术及超临界干燥方法制备得到的微纳复合SiO2气凝胶材料制成气凝胶隔热层，具有质量轻、可塑性好、低导热系数的优点。

Description

应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱
技术领域
本发明涉及无人飞行器，具体地，涉及一种应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱。
背景技术
随着无人飞行器技术的发展，对于无人飞行器的飞行高度和滞空时间要求越来越高。多变的高空环境对无人飞行器的蓄电池等单机的工作提出更高要求。
目前的热控措施更多的采用热控多层或贴加热片进行控制。但是在高空环境中，空气导热是一个很大的问题。传统的多层无密封性能，容易形成热对流，并且多层只具有包覆作用，无法为单机提供一定的结构支撑，此外，其表面容易产生机械损坏。
为此，需要从产品的轻量化、低导热率、易装配性和产品的适用性等方面考虑，发明了隔热箱。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，基于SiO2气凝胶，在结构上具有较高的强度，满足轻量化要求，并且具有更高的可靠性。在功能上，能够通过粘合，保证良好的气密性，隔绝空气的热对流，从而减少散热。在材料上，采用SiO2气凝胶作为隔热的核心材料，比多层具有更好的隔热效果，并且支撑架采用碳纤维结构，同样具有很小的导热系数，两侧蒙皮仅有0.1mm厚度，并粘贴有低导热率薄膜。在工艺上，每块隔板的制造工艺完全一样，主要的工艺为黏合，特别在设计上增加了阶梯台阶，这样在不增加碳纤维杆重量的情况下，增加了黏合面积，使得结构具有更好的强度。
根据本发明提供的应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，包括隔热板；
其中，所述隔热板包括支撑骨架、上蒙皮、下蒙皮和气凝胶隔热层；
所述支撑骨架包括第一支撑骨架和第二支撑骨架；多个所述第一支撑骨架首尾顺次相连构成支撑框体；在不同的所述第一支撑骨架之间连接有多个所述第二支撑骨架；所述第二支撑骨架用于将所述支撑框体的内部空间划分为多个网格；
所述气凝胶隔热层设置在所述网格内；所述上蒙皮连接所述支撑框体的上端面，所述下蒙皮连接所述支撑框体的下端面；
所述气凝胶隔热层在所述上蒙皮和所述下蒙皮之间呈压缩状态。
优选地，还包括隔热薄膜；
所述隔热薄膜设置在所述下蒙皮的下侧；所述隔热薄膜采用SiO2薄膜和氧化锆薄膜。
优选地，所述隔热板包括上隔热板、下隔热板、左隔热板、右隔热板、前隔热板和后隔热板；所述上隔热板、所述下隔热板、所述左隔热板、所述右隔热板、所述前隔热板和所述后隔热板相连构成隔热空间
其中，所述下隔热板、所述左隔热板、所述右隔热板、前隔热板和后隔热板之间通过粘合胶连接；
所述上隔热板与所述左隔热板、所述右隔热板、所述前隔热板和所述后隔热板之间通过紧固件连接。
优选地，所述第二支撑骨架包括上支撑骨架和下支撑骨架；所述上支撑骨架设置有上卡口，所述下支撑骨架设置有下卡口；
所述上支撑骨架的上卡口连接所述下支撑骨架的下卡口。
优选地，
所述第一支撑骨架和所述第二支撑骨架采用碳纤维杆骨架；所述上蒙皮和所述下蒙皮采用碳纤维蒙皮；
所述凝胶隔热层采用SiO2气凝胶制成。
优选地，所述上隔热板上设置有紧固件；所述下隔热板上设置有电池安装接口；所述紧固件和所述电池安装接口采用钛合金制成；
所述紧固件和所述电池安装接口的表面设置有S781白漆层。
优选地，所述网格的长度为70mm至80mm；所述网格的宽度为70mm至80mm；所述气凝胶隔热层的厚度为9mm；上蒙皮和下蒙皮的厚度均为0.1mm；所述碳纤维杆骨架的横截面为4mm×8mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明选用基于微纳复合力学增强技术及超临界干燥方法制备得到的微纳复合SiO2气凝胶材料制成气凝胶隔热层，具有质量轻、可塑性好、低导热系数的优点；
2、本发明中支撑骨架采用碳纤维杆制成，并且采用卡口的形式黏合连接，使整体结构具有更好的强度，并且箱体的结构尺寸能根据单机的大小进行适应性修改；
3、本发明通过采用复合材料碳纤维和零件构型轻量化设计，整个机构质量较轻，符合无人飞行器的轻量化需求且本发明设计构型简单，具有良好的加工工艺性和装配工艺性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中隔热板的截面示意图；
图3为本发明中支撑骨架和下支撑骨架的连接示意图；
图4为本发明中隔热板的结构示意图；
图5为本发明中的使用状态示意图。
图中：
1为紧固件；
2为支撑骨架；
3为上蒙皮；
4为下蒙皮；
5为气凝胶隔热层；
6为隔热薄膜；
7为安装的单机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，包括隔热板；
其中，所述隔热板包括支撑骨架2、上蒙皮3、下蒙皮4和气凝胶隔热层5；
所述支撑骨架2包括第一支撑骨架和第二支撑骨架；多个所述第一支撑骨架首尾顺次相连构成支撑框体；在不同的所述第一支撑骨架之间连接有多个所述第二支撑骨架；所述第二支撑骨架用于将所述支撑框体的内部空间划分为多个网格；所述气凝胶隔热层5设置在所述网格内；所述上蒙皮3连接所述支撑框体的上端面，所述下蒙皮4连接所述支撑框体的下端面；所述气凝胶隔热层5在所述上蒙皮3和所述下蒙皮4之间呈压缩状态。所述第一支撑骨架和所述第二支撑骨架采用碳纤维杆骨架，对整体结构起到支撑作用，增加了强度，并且相比于金属骨架，具有更低的热导率。所述上蒙皮3和所述下蒙皮4采用碳纤维蒙皮；所述凝胶隔热层采用SiO2气凝胶制成。
在本实施例中，所述网格的长度为70mm至80mm；所述网格的宽度为70mm至80mm；在这个范围内的网格能够最大限度的保证SiO2气凝胶的完整性并对气凝胶提供全部面积的黏合，使得气凝胶在网格内不会出现粘合力下降而晃动。所述气凝胶隔热层5的厚度为9mm；上蒙皮3和下蒙皮4的厚度均为0.1mm，质轻并且具有较好的强度，工艺成熟，便于粘贴；所述碳纤维杆骨架的横截面为4mm×8mm。从而所述气凝胶隔热层5被压缩1mm，从而可以无间隙的充满所述网格，隔热性能较好。
本发明提供的应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，还包括隔热薄膜6；所述隔热薄膜6设置在所述下蒙皮4的下侧，进一步降低热量的散失；所述隔热薄膜6采用低热导率、低反射率材料制成。所述隔热薄膜采用低热导率材料制成。比如采用SiO2制备的薄膜，热导率可达1.4～2W/(m·K)，还可以采用氧化锆薄膜，热导率为1～2W/(m·K)。
所述隔热板包括上隔热板、下隔热板、左隔热板、右隔热板、前隔热板和后隔热板；所述上隔热板、所述下隔热板、所述左隔热板、所述右隔热板、所述前隔热板和所述后隔热板相连构成隔热空间其中，所述下隔热板、所述左隔热板、所述右隔热板、前隔热板和后隔热板之间通过粘合胶连接；所述上隔热板与所述左隔热板、所述右隔热板、所述前隔热板和所述后隔热板之间通过紧固件1连接。从而最大限度减小紧固件1带来的漏热可能。整个装置组成一个六面体的箱体式结构，单机电缆通过一个半弧形开口伸出箱体外，并在半弧形开口周围通过多层覆盖空隙，减少漏热。
所述第二支撑骨架包括上支撑骨架和下支撑骨架；所述上支撑骨架设置有上卡口，所述下支撑骨架设置有下卡口；所述上支撑骨架的上卡口连接所述下支撑骨架的下卡口。所述上卡口与所述下卡口通过粘合胶连接，增加了上支撑骨架和下支撑骨架连接的刚度，更方便操作。
所述上隔热板上设置有紧固件1，并且紧固件1全部嵌在支撑骨架2内，减少了箱体漏热。；所述下隔热板上设置有电池安装接口；所述紧固件1和所述电池安装接口采用钛合金制成；所述紧固件1和所述电池安装接口的表面设置有S781白漆层，减小箱体的漏热。紧固件1利用钛合金导热系数低，相对质轻的特点，使得上隔板能够可靠的紧固在箱体上，并且对导热的影响降到最低。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，包括隔热板；
其中，所述隔热板包括支撑骨架、上蒙皮、下蒙皮和气凝胶隔热层；
所述支撑骨架包括第一支撑骨架和第二支撑骨架；多个所述第一支撑骨架首尾顺次相连构成支撑框体；在不同的所述第一支撑骨架之间连接有多个所述第二支撑骨架；所述第二支撑骨架用于将所述支撑框体的内部空间划分为多个网格；
所述气凝胶隔热层设置在所述网格内；所述上蒙皮连接所述支撑框体的上端面，所述下蒙皮连接所述支撑框体的下端面；
所述气凝胶隔热层在所述上蒙皮和所述下蒙皮之间呈压缩状态。
2.根据权利要求1所述应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，还包括隔热薄膜；
所述隔热薄膜设置在所述下蒙皮的下侧；所述隔热薄膜采用SiO2薄膜和氧化锆薄膜。
3.根据权利要求1所述应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，所述隔热板包括上隔热板、下隔热板、左隔热板、右隔热板、前隔热板和后隔热板；所述上隔热板、所述下隔热板、所述左隔热板、所述右隔热板、所述前隔热板和所述后隔热板相连构成隔热空间
其中，所述下隔热板、所述左隔热板、所述右隔热板、前隔热板和后隔热板之间通过粘合胶连接；
所述上隔热板与所述左隔热板、所述右隔热板、所述前隔热板和所述后隔热板之间通过紧固件连接。
4.根据权利要求1所述应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，所述第二支撑骨架包括上支撑骨架和下支撑骨架；所述上支撑骨架设置有上卡口，所述下支撑骨架设置有下卡口；
所述上支撑骨架的上卡口连接所述下支撑骨架的下卡口。
5.根据权利要求1所述应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，
所述第一支撑骨架和所述第二支撑骨架采用碳纤维杆骨架；所述上蒙皮和所述下蒙皮采用碳纤维蒙皮；
所述凝胶隔热层采用SiO2气凝胶制成。
6.根据权利要求3所述应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，所述上隔热板上设置有紧固件；所述下隔热板上设置有电池安装接口；所述紧固件和所述电池安装接口采用钛合金制成；
所述紧固件和所述电池安装接口的表面设置有S781白漆层。
7.根据权利要求5所述应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱，其特征在于，所述网格的长度为70mm至80mm；所述网格的宽度为70mm至80mm；所述气凝胶隔热层的厚度为9mm；上蒙皮和下蒙皮的厚度均为0.1mm；所述碳纤维杆骨架的横截面为4mm×8mm。
CN201510656948.7A 2015-08-04 2015-10-12 应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱 Active CN105371058B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510656948.7A CN105371058B (zh) 2015-08-04 2015-10-12 应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510471951 2015-08-04
CN2015104719511 2015-08-04
CN201510656948.7A CN105371058B (zh) 2015-08-04 2015-10-12 应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105371058A true CN105371058A (zh) 2016-03-02
CN105371058B CN105371058B (zh) 2018-10-23

Family

ID=55373505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510656948.7A Active CN105371058B (zh) 2015-08-04 2015-10-12 应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105371058B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107146866A (zh) * 2017-05-23 2017-09-08 安徽中科中涣防务装备技术有限公司 一种多功能非金属锂电池箱
CN108891104A (zh) * 2018-06-26 2018-11-27 国家消防工程技术研究中心 一种透视防火隔热仓
CN113830282A (zh) * 2021-10-19 2021-12-24 湖北航天技术研究院总体设计所 一种长航时高超声速飞行器的热防护结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030077021A1 (en) * 2001-04-30 2003-04-24 Nystrom Michael J. High efficiency insulation for improving thermal efficiency of bubble optical switch
US6718776B2 (en) * 2001-07-10 2004-04-13 University Of Alabama In Huntsville Passive thermal control enclosure for payloads
CN103241391A (zh) * 2013-04-25 2013-08-14 上海卫星工程研究所 用于火星着陆器热控制的隔热组件及其制备方法
CN103287568A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 北京玻钢院复合材料有限公司 一种高速飞行器大面积夹层防隔热结构及其成型方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030077021A1 (en) * 2001-04-30 2003-04-24 Nystrom Michael J. High efficiency insulation for improving thermal efficiency of bubble optical switch
US6718776B2 (en) * 2001-07-10 2004-04-13 University Of Alabama In Huntsville Passive thermal control enclosure for payloads
CN103241391A (zh) * 2013-04-25 2013-08-14 上海卫星工程研究所 用于火星着陆器热控制的隔热组件及其制备方法
CN103287568A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 北京玻钢院复合材料有限公司 一种高速飞行器大面积夹层防隔热结构及其成型方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李聪航: "纳米多孔SiO2气凝胶隔热材料的传热特性及其应用研究", 《中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107146866A (zh) * 2017-05-23 2017-09-08 安徽中科中涣防务装备技术有限公司 一种多功能非金属锂电池箱
CN108891104A (zh) * 2018-06-26 2018-11-27 国家消防工程技术研究中心 一种透视防火隔热仓
CN108891104B (zh) * 2018-06-26 2021-01-26 天津盛达安全科技有限责任公司 一种透视防火隔热仓
CN113830282A (zh) * 2021-10-19 2021-12-24 湖北航天技术研究院总体设计所 一种长航时高超声速飞行器的热防护结构
CN113830282B (zh) * 2021-10-19 2023-08-18 湖北航天技术研究院总体设计所 一种长航时高超声速飞行器的热防护结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN105371058B (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7963477B2 (en) Aircraft that comprises a structure that ensures the structural and electrical functions
CN101663196B (zh) 航空器或航天器的机身和相应的航空器或航天器
CN105371058A (zh) 应用于高空长时无人飞行器上的气凝胶隔热箱
CN104249811B (zh) 一种适用于穿梭往返大气层的飞行器机翼
CN211817596U (zh) 一种具有缓冲结构的隔热防辐射中空玻璃
CN104373756A (zh) 一种金属反射保温罩及制作方法
CN205935221U (zh) 一种用于折叠式扩展方舱的舱板连接结构
CN206758647U (zh) 一种飞机背鳍结构
CN106314758B (zh) 一种端头帽热阻连接装置
CN103996729B (zh) 一种散热加强型柔性薄膜太阳能电池隔热与增强复合结构及其研制方法
CN203100120U (zh) 一种发泡面板和一种发泡面板组装体
CN210620625U (zh) 一种中空钢化玻璃
CN203932887U (zh) 一种用于汽车发动机线束隔热的线束隔热管
CN211167136U (zh) 一种超轻保温板
CN210003142U (zh) 自承重暗藏龙骨的超厚保温中空玻璃窗
CN203100119U (zh) 空调机组的发泡面板和发泡面板组装体
CN203651655U (zh) 轨道车辆内饰复合板
CN208789780U (zh) 巴士复合顶棚
CN112693201A (zh) 一种高强度轻量化高压设备柜拼装板
CN211106055U (zh) 蜂窝阳光板
CN205742716U (zh) 一种轻质隔热保温墙
CN205876073U (zh) 中空玻璃支撑复合膜
CN208023872U (zh) 一种无胶安装型吸声装饰板
CN219711351U (zh) 一种具备保温层的中空玻璃结构
CN205662468U (zh) 一种新型中空玻璃

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant