CN111107989A - 隔热板 - Google Patents

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Abstract

一种隔热板，其具有高温侧和低温侧，高温侧位于最靠近热源处。隔热板包括具有热侧脊和冷侧脊的波纹状复合材料芯部。热侧外皮附接至热侧脊以形成多个第一单元格。冷侧外皮附接至冷侧脊以形成多个第二单元格。第一单元格和第二单元格基本上填充有绝热材料，该绝热材料的热导率低于复合材料的热导率。

Description

隔热板
技术领域
本发明总体上涉及热绝缘系统，其用于保护热敏结构免于可能由于热暴露引起的损坏。更特别地，本发明涉及喷气式发动机和热绝缘系统，其保护喷气式发动机中的较低温度结构或主体免受燃烧区段中产生的热量的影响。
背景技术
喷气式发动机包括位于发动机内中央位置处的燃烧区段或热区段。热区段产生大量热燃烧气体。热区段被环形通道包围，其中空气以远远较低的温度流动通过该环形通道。当今喷气式发动机的热区段通常在500℉至750℉数量级的温度运行，最高900℉的温度也是可以的，以便于产生较低的排放量并实现较高的燃油经济性。
必须保护位于热区段附近的热敏结构和材料免于经受热区段相对较高的温度，以避免损坏。对于由复合材料制成的复合声阻尼结构(例如声学蜂窝板)，这是一个特别的问题，该复合材料使用的基质树脂的最高操作温度在350℉至500℉的数量级。当直接暴露于由热区段所产生的热量时，用于制造通常存在于此类声学蜂窝板中的声学隔膜的材料也可能受到损坏。
一种用于保护温度敏感性喷气式发动机结构免于经受由热区段产生的热量的现有方法是将绝缘结构例如隔热毯放置在热区段和待保护的结构之间。隔热毯减少热量流入到温度敏感性结构的热量中，以提供所需的热保护。隔热毯(通常称为“保温毯”)通常由包含在易燃材料(例如钢箔)中的内部绝缘体组成。绝缘体是疏松的多孔或纤维状填充物材料，其通过用耐热性线(例如玻璃纤维缝线)绗缝而固定在钢箔毯内。
尽管隔热毯提供了足够的热绝缘效果，但它们确实提出许多设计挑战。喷气式发动机的高振动环境会导致玻璃纤维缝线随时间推移而退化。结果，绝缘体的绗缝隔室变得不起作用，从而使得填充物可在毯内移动，导致填充物在某些区域集中，而其它区域则不受保护。因此，典型隔热毯的使用寿命是有限的，必须在指定的时间间隔内进行更换。
还必须移除隔热毯以检查下层结构。这种移除和重新安装过程是耗时的，并且进行多次会导致保温毯由于其非结构性质而被损坏。修理和/或更换损坏的隔热毯可花费显著增加的时间和成本。
另一种方法是用高温聚硅氧烷涂覆热敏结构的高温侧。这种高温聚硅氧烷涂层提供足够的热保护。但是，必须将绝缘涂层刮掉并剥落，以检查其下层结构。这是一个耗时的过程，也会破坏涂层。一旦检查完，必须将新涂层施涂于温度敏感性结构。施涂新的聚硅氧烷涂层是一个耗时的过程，其包括新的高温聚硅氧烷涂层材料的额外成本。
目前需要设计一种用于喷气式发动机的热保护系统，其提供足够的热保护并且在结构上坚固，使得它们比现有的隔热毯持续的时间长。热保护系统还应易于拆卸以进行检查，并易于更换而不会损坏。由于喷气式发动机的独特操作环境以及提供结构坚固且也可形成复杂的弯曲形状的轻质绝缘结构的需要，使这些设计目标尤其困难。
发明内容
根据本发明，发现可使用基于结构上坚固的波纹状芯部和非结构性的绝缘材料的组合的隔热板代替隔热层，以保护喷气式发动机中的热敏结构。隔热板在结构上是坚固的，以避免与非结构性的隔热毯相关的缺点，同时提供足够的热绝缘性。
本发明总体上涉及隔热板，特别涉及位于喷气式发动机热区段周围的隔热板，以保护热敏结构免受这种显著热源的影响。根据本发明所述的隔热板包括芯部，芯部的第一侧最靠近热源且第二侧远离热源。芯部由支撑结构组成，该支撑结构为复合材料的波纹片。所述波纹片具有位于芯部的第一侧的多个热侧脊。所述热侧脊在长度方向上延伸，并具有被隔开热侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘。波纹片还具有位于芯部的第二侧的多个冷侧脊。所述冷侧脊在长度方向上延伸，并具有被隔开冷侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘。
所述波纹片包括多个第一连接壁，所述第一连接壁在长度方向上延伸，并将热侧脊的第一脊边缘连接至冷侧边缘的第二脊边缘。该波纹片进一步包括多个第二连接壁，该第二连接壁在长度方向上延伸，并将所述热侧脊的第二脊边缘连接至冷侧边缘的第一脊边缘。冷侧脊、第一连接壁和第二连接壁形成热侧通道，而热侧脊、第一连接壁和第二连接壁形成冷侧通道。
隔热板进一步包括热侧外皮，所述热侧外皮附接至所述热侧脊以形成多个第一单元格，且冷侧外皮附接至冷侧脊以形成多个第二单元格。第一单元格和第二单元格基本上填充有非结构性绝缘材料，该非结构性绝缘材料的热导率低于用于制造波纹片的结构复合材料的热导率。
作为本发明的特征，发现可使用结构上坚固的复合波纹状芯部来支撑非结构性绝缘材料，其热绝缘性能的降低最小。波纹状芯部为隔热板提供了结构强度，同时使隔热板的热侧和冷侧之间的潜在导热路径的数量最小化。由复合材料波纹状芯部提供的结构性能和热性能的独特组合很难通过其它结构芯部设计(例如蜂窝)获得。
本发明涉及隔热板和制造隔热板的方法。本发明还涉及热绝缘系统，其中隔热板可释放地附接至需要热保护的主体。此外，本发明涵盖用于检查此类热绝缘系统的方法，其中，将隔热板从主体上移除，以允许检查下层结构、然后进行更换。
当结合附图参考以下详细说明时，将更好地理解本发明的上述以及许多其它特征和伴随的优点。
附图说明
图1是喷气式发动机的简化截面图，其示出了根据本发明的示例性隔热板的位置。
图2是在2-2平面中截取的图1的剖视图，其示出了示例性隔热板的剖面的更详细视图。
图3是分解图，其示出了在被组装以形成示例性隔热板之前，填充有绝缘材料的波纹状芯部、热侧外皮和冷侧外皮。
图4是根据本发明的示例性隔热板的一部分的侧视截面图。
图5示出了在用绝缘材料填充纵向热侧通道和冷侧通道之前复合材料的波纹片的截面。
具体实施方式
本发明的隔热板可用于使多种热敏结构与多种热源隔绝。隔热板非常适合用于保护喷气式发动机的热敏部分免于经受发动机的燃烧(热)区段中产生的热量。因此，该隔热板意在用于热源温度为500℉至1000℉且对于现有喷气式发动机而言典型温度为600℉至750℉的情况。隔热板提供的热保护应该使得受热保护的结构或主体暴露于约350℉至500℉的温度。
以下详细描述限于位于喷气式发动机内的隔热板的示例性实施方案。隔热板旨在用作目前通常在喷气式发动机中使用的隔热毯的替代物，以对热敏发动机系统进行热保护，以免受发动机热区段的影响。因此，在需要用结构上坚固的替代物代替隔热毯的任何情况下都可使用所述隔热板。应理解的是，本发明的隔热板不限于用于喷气式发动机中，而是还可用于其中主体或结构需要热保护以免受热源影响的任何情况。
在图1中的10处示出示例性喷气式发动机。喷气式发动机10包括燃烧芯部或热区段12，该燃烧芯部或热区段产生如箭头14所示的一次热空气流。根据喷气式发动机的类型和设计，热区段或高温区域12内的热空气流的温度范围可以为500℉至900℉以及更高。机舱结构16位于热区段12的周围，以提供环形管道18，冷的二次空气如箭头20所示流动通过该管道。冷空气流以等于外部空气温度的温度进入喷气式发动机，并当其穿过环形管道18时，最终被加热至等于或略低于热区段12温度的温度。
如22处所示，根据本发明所述的示例性隔热板位于热区段12的外部部分中。隔热板22包括高温侧24，该高温侧24最接近或毗邻喷气式发动机的热区段12。隔热板22还包括低温侧26，该低温侧26远离热源(热区段12)并且毗邻喷气式发动机的冷空气管道或低温区域18。隔热板的低温侧的温度优选保持在350℉至500℉的范围内。
图2示出隔热板22的详细的简化横截面图。隔热板22附接至喷气式发动机的需要经热保护以免受热区段12影响的机舱结构或其它主体28。箭头13表示来自热区段的热量。可释放紧固件30用于将隔热板22可释放地附接至主体28。如图2和图4所示，隔热板结构22包括由支撑结构例如复合材料的波纹片32形成的芯部。该芯部具有位于最靠近热区段12(热源)的第一侧34和位于远离热区段12的第二侧36。芯部具有长度方向(L)、宽度方向(W)和厚度(T)，其中长度方向(L)垂直于图2和4中所示的视图。
波纹片32包括位于芯部的第一侧34处的多个热侧脊38。热侧脊38在长度方向上延伸。每个热侧脊具有第一脊边缘42和第二脊边缘44。第一和第二热侧脊边缘42和44隔开热侧脊宽度(hsrw)。波纹片32还包括位于芯部的第二侧36处的多个冷侧脊40。冷侧脊40在长度方向上延伸。每个冷侧脊具有第一脊边缘46和第二脊边缘48。第一和第二冷脊边缘46和48隔开冷侧脊宽度(csrw)。
波纹片32包括在长度方向上延伸的多个第一连接壁50。连接壁50将热侧脊38的第一脊边缘42连接至冷侧脊40的第二脊边缘48。波纹片32还包括在长度方向上延伸的多个第二连接壁52。连接壁52将热侧脊38的第二脊边缘44连接至冷侧脊40的第二脊边缘46。
图5的132处示出在将波纹片与外皮或面板和非结构性绝缘材料结合以形成隔热板之前的示例性波纹片。除了热侧脊宽度和冷侧脊宽度的相对大小不同之外，波纹片132与图2和4所示的波纹片32相同。图5中附图标记的最后两位数字与图2和4中使用的附图标记匹配，以指示正在标识相同的要素，并且以上关于波纹片32的描述也适用于波纹片132。数字1被添加到图5中的每个附图标记中，表示波纹片132与波纹片32不同。如图5所示，冷侧脊140、第一连接壁150和第二连接壁152形成或限定纵向热侧通道153。热侧脊138、第一连接壁150和第二连接壁152形成或限定纵向冷侧通道151。
隔热板包括附接至波纹片的热侧脊38的热侧面板或外皮54。热侧外皮54、第一连接壁50、第二连接壁52和冷侧脊40形成在长度方向上延伸的多个第一单元格56。第一单元格56各自具有在第一连接壁和第二连接壁之间测量的宽度以及在热侧外皮54和冷侧脊40之间测量的厚度。第一单元格56的宽度等于冷侧脊宽度减去连接壁的厚度。
隔热板还包括附接至波纹片的冷侧脊40的冷侧面板或外皮58。冷侧外皮58、第一连接壁50、第二连接壁52和所述热侧脊38形成在长度方向上延伸的多个第二单元格60。第二单元格60各自具有在第一连接壁和第二连接壁之间测量的宽度以及在冷侧外皮58和热侧脊38之间测量的厚度。第二单元格60的宽度等于热侧脊宽度减去连接壁的厚度。
隔热板包括基本上填充第一单元格56和第二单元格60的非结构性绝缘材料。目前可用的非结构性绝缘材料的热导率低于用于形成波纹片32的目前可用的复合材料的热导率。当每个单元格的总体积的90％至100％被绝缘材料填充时，认为第一或第二单元格基本上被绝缘材料填充。优选每个单元格的总体积的95％至100％被绝缘材料填充。最优选的是，每个单元格总体积的98％至100％被绝缘材料填充。
用于制造波纹片32的材料应尽可能地热绝缘，同时在结构上要坚固。不适合使用导热材料，例如金属和碳纤维复合材料。由低热导率纤维和提供所需程度的结构强度和热绝缘性能的适宜高温树脂基质组成的复合材料是适合的。适合的示例性低热导率纤维包括玻璃纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维和莫来石纤维。适合的示例性基质树脂包括基于二氧化硅的树脂、基于氧化铝的树脂、聚硅氧烷树脂和聚酰胺树脂。对于制备波纹片，陶瓷复合材料是优选的。示例性的陶瓷复合材料描述于US 8,293,830 B2、US 5,154,787和US 2010/0304152 A1中，其内容通过引用并入本申请。用于制造波纹片32的适合的陶瓷复合材料可从Flexible Ceramics,Inc.以商品名High Temperature Prepreg购得。
用于填充第一单元格56和第二单元格60的绝缘材料可为适合用作喷气式发动机隔热毯中的绝缘材料的任何非结构性绝缘材料。适合的绝缘材料包括二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、陶瓷微孔绝缘体、矿物棉和陶瓷纤维。优选的绝缘材料可从Aspen Aerogels,Inc.以商品名
Figure BDA0002413140500000061
XT、
Figure BDA0002413140500000062
XTF和
Figure BDA0002413140500000063
XTE购得。这些绝缘材料由无定形二氧化硅组成，无定形二氧化硅由无纺玻璃或二氧化硅纤维棉絮支撑。绝缘材料应能够承受高达1200℉的温度。另一种适合的绝缘材料是Min-K，其可从Morgan Advanced Thermal,Inc.购得。
绝缘材料的热导率根据测量热导率时的温度而变化。测量热导率的标准方法是ASTM C177。本说明书和权利要求书中列出的所有热导率值均基于ASTM C177并由ASTMC177确定，其中ASTM C177如目前可公开获得。通过ASTM C177测量的
Figure BDA0002413140500000064
XTE的热导率从在392℉测量的0.19BTU-in/hr-ft2-℉变化至在932℉测量的0.44BTU-in/hr-ft2-℉。优选地，绝缘材料为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶或微孔绝缘体，其在400℉的热导率低于0.50BTU-in/hr-ft2-℉，而在900℉的热导率低于1.0BTU-in/hr-ft2-℉。绝缘材料的密度优选小于25磅/立方英尺。
用于制造波纹片32的复合材料的热导率高于所述绝缘材料。典型的陶瓷复合材料在400℉的热导率远高于0.50BTU-in/hr-ft2-℉。陶瓷复合材料的在400℉的热导率通常为1.0到10BTU-in/hr-ft2-℉。因此，优选地，波纹片32的厚度和设计应使得由波纹片较高的热导率引起的通过隔热板的热导率的增加保持在最小，而同时为隔热板提供所需的结构强度和形状。
热侧外皮54可以由在高温应用中用作防火阻挡物的任何材料制成。这些材料包括不锈钢、镍合金箔、Iconel箔、玻璃纤维/陶瓷树脂复合物以及用于制造波纹片的相同材料。热侧外皮54旨在保护隔热板的芯部结构免于与在热区段12中形成的热气体直接接触。
冷侧外皮58不经受在隔热板热侧上发现的高温。若需要，则冷侧外皮58可由与制造热侧外皮相同的防火阻挡物类型的材料制成。也可以使用具有远远较低的耐热性的材料，只要该材料的工作温度高于至少350℉即可。适合用于冷侧外皮58的材料包括碳纤维复合物和玻璃纤维复合物，其由碳纤维或玻璃纤维和热固性树脂基质组成。优选碳纤维复合物，因为它们通常具有高的强度重量比并且能够为隔热板提供结构强度。
在图3中，示出了在将外皮结合至波纹状芯部之前的热侧外皮54和冷侧外皮58。波纹状芯部包括波纹片，其中波纹片的通道中已经填充有绝缘材料。热侧外皮、冷侧外皮和芯部在宽度方向上弯曲，优选在结合之前在宽度方向上弯曲，使得热侧外皮形成相对于热区段的凹形曲面。外皮和芯部还可在长度方向上弯曲以提供复杂的曲线，这对于匹配喷气式发动机热区段的几何形状而言是必需的。
优选使用适合的粘合剂将热侧外皮54结合至波纹片的脊38上，该粘合剂的工作温度达到或超过热侧将要暴露于的温度。适合的热侧粘合剂包括高温聚硅氧烷聚合物粘合剂(例如RTV-560)和聚酰亚胺粘合剂(例如FM-57)。可使用用于将热侧外皮结合至波纹片的相同高温粘合剂，将冷侧外皮58结合至波纹片的脊40。可替代地，可使用较低操作温度的粘合剂，只要该粘合剂的工作温度达到或超过冷侧外皮将暴露于的温度即可。
为了提供具有不同程度的结构强度和绝热性能的多种不同的隔热板形状，可以使用多种波纹板设计构造。例如，所有热侧脊宽度(hsrw)可相同，或者它们可在波纹片的某些部分中减小或增大，以控制结构强度和/或控制凹形板的曲率半径。所有冷侧脊宽度(csrw)也可相同，或者它们可在波纹片的某些部分中减小或增大，以控制结构强度和/或控制凹形板的曲率半径。改变和控制热侧脊和冷侧脊的位置和尺寸的能力在设计隔热板的形状和特征方面提供了显著的优势。
如图2-4中所示，热侧脊宽度(hsrw)大于冷侧脊宽度(csrw)。在期望最大化存在于板的高温侧上的脊表面积的情况中，这种构造是有用的。此类构造的优点包括：在热侧外皮和热侧脊之间提供相对较大的结合表面积；在板的高温侧上提供增强的结构强度；以及将热导率较大的复合材料的较大部分放置在较靠近热区段的位置。
图5所示的波纹片132的热侧脊宽度和冷侧脊宽度基本上相等。基本上相等意指宽度在彼此的±10％以内。包含热侧宽度和冷侧宽度基本相等的波纹片的芯部用于以下情况中：其中期望在芯部和板两侧上的外皮之间具有均匀的结合强度，且其中连接壁的相等间距提供在整个板上的均匀的结构加强作用和强度。由于壁的较高热导率，连接壁的均匀间距还均匀地分布了增加的热传导。
在隔热板的一个或多个区段中，热侧脊宽度也可小于冷侧脊宽度。在期望最大化存在于隔热板的低温侧上的脊表面积的情况下，这种构造是有用的。此类构造的优点包括：在冷侧外皮和冷侧脊之间提供相对较大的结合表面积；在隔热板的低温侧提供增加的结构强度；以及将热导率较大的复合材料的较大部分放置在进一步远离热区段的位置。
如图4所示，第一连接壁50以基本上垂直于热侧外皮54的角度“a”取向。第二连接壁52以也基本上垂直于热侧外皮的角度“b”取向。当与角度“a”或角度“b”一起使用来进行描述时，基本上垂直表示该角度为90°±10°。
角度“a”和“b”可以从基本垂直的角度减小或增加，以便在需要时满足设计目标。例如，角度“a”可小于90°±10°，角度“b”也可以小于90°±10°。这种构造增加了由第一连接壁和第二连接壁形成的、在热外皮和冷外皮之间的热路径的长度，并且也减小了冷侧脊的相对尺寸。或者，角度“a”可大于90°±10°，并且角度“b”也可大于90°±10°。这种构造也增加了由第一连接壁和第二连接壁形成的、在热外皮和冷外皮之间的热路径的长度，并增加了冷侧脊的相对尺寸。
如上所述，角度“a”和“b”可以从基本垂直的取向一起改变，或者它们可以彼此独立地改变。另外，波纹片的不同区段可包括不同的角度“a”和“b”。改变和控制角度“a”和/或“b”的能力在控制结构强度、热导率和板形状方面提供了许多设计优势，而用其它类型的芯部类型(例如蜂窝或结构泡沫)则难以获得这些优势。
制备了示例性的隔热板，其被设计为替代目前在飞机喷气式发动机中使用的隔热毯。在所有示例性板中使用的波纹片均由获自Flexible Ceramics，Inc.的“HighTemperature Prepreg”制成。预浸料根据制造商的说明书进行固化，以提供波纹片形式的陶瓷复合材料，其中复合材料的厚度为0.016英寸。在前两个示例性板中，热侧脊宽度为1英寸，且冷侧脊宽度为0.38英寸。在第三个示例性板中，热侧脊宽度为1.12英寸，冷侧脊宽度为1英寸。对于所有板来说，波纹片芯部的厚度T为0.5英寸。通道内仅充满空气的波纹片芯部的热导率在400℉为1.4BTU-in/hr-ft2-℉。如前所述，所有热导率均由ASTM C177确定，如目前可公开获得。
所有三个示例性的波纹片的通道均基本上填充有
Figure BDA0002413140500000091
XTE作为绝缘材料。在第一个示例性板中，热侧外皮是用于制造波纹片的相同的陶瓷复合物，而冷侧外皮是厚度为0.02英寸的碳纤维/环氧树脂复合片。在第二个示例性板中，将不锈钢箔(0.002英寸厚)同时用作热侧外皮和冷侧外皮。在第三个示例性板中，不锈钢箔(0.002英寸厚)也同时用作热侧外皮和冷侧外皮。在所有三个示例性板中，使用RTV-560粘合剂将热侧外皮和冷侧外皮结合至它们各自的热侧脊和冷侧脊。
第一个板在400℉的热导率为0.34BTU-in/hr-ft2-℉。第二个板在400℉的热导率为0.30BTU-in/hr-ft2-℉。第三个板在400℉的热导率为0.28BTU-in/hr-ft2-℉。所有的板热导率仅略高于绝缘材料的热导率(即，0.19BTU-in/hr-ft2-℉)。据信，在第二示例性板和第三示例性板之间观察到的热导率的轻微降低是由于连接壁的数量较少，这源自于在第三个示例性板中冷侧脊宽度较大。因此，优选的是，尽可能地限制板中的连接壁的数量，同时仍提供足够的连接壁以确保隔热板具有足够的结构强度，以保持板在用于喷气式发动机中期间的结构完整性。
隔热板的尺寸和构造可根据隔热板的预期用途而广泛地变化。优选的用途是代替通常在喷气式发动机中使用的隔热毯。因此，芯部的厚度T优选在0.3英寸至2英寸的范围内。隔热板的重量优选为0.5至2磅/平方英尺。用于制造波纹片的复合材料的厚度优选为0.01英寸至0.03英寸。热侧脊宽度和冷侧脊宽度优选在0.25英寸至2英寸的范围内。
需要多个隔热板围绕喷气式发动机的热区段。优选地，隔热板经成型以使得热侧外皮在隔热板在热区段的宽度方向上形成凹形曲线。大型喷气式发动机中使用的隔热板的凹形曲线的曲率半径通常为3英尺至7英尺。
根据本发明所述的隔热板特别适合用作喷气式发动机隔热毯的替代物，其中所述隔热毯在对下层结构的常规检查期间需要被移除和更换。隔热板的固有结构强度及其在从喷气式发动机移除和更换期间保持形状的能力是未在隔热毯中发现的期望特征。
可使用多种可释放的附接机构将隔热板可释放地附接至喷气式发动机。如图2所示，可释放紧固件30提供了一种简单而有效的方式来将隔热板附接至下层喷气式发动机主体，使得可容易地移除隔热板以进行检查和更换。紧固件的附接端31是螺纹的或以其它方式构造成可释放地附接至主体28。紧固件的锚固部分或头部部分33裸露或经定位以使可以在移除和重新安装紧固件的过程中从热区段接近该锚固部分或头部部分33。
板附接开口35延伸穿过板并接收紧固件30。若需要，则可加固板附接开口周围的区域。然而，为了降低结构的复杂性并使重量最小化，可将波纹片本身定向为在板附接开口处提供固有加固。这通过定位板附接开口以使其延伸穿过热侧脊38来实现，如图2所示。热侧脊在隔热板高温侧上的板附接开口周围提供额外的支撑。或者，板附接开口可被定位成使得其延伸穿过冷侧脊40。这种构造在隔热板低温侧上的板附接开口周围提供附加的加固。
为了说明，在图2中仅示出一个紧固件30。应理解的是，需要许多可释放紧固件来将隔热板可释放地固定在喷气式发动机内。用于多个紧固件的所有板附接开口可被定位成使得它们延伸穿过热侧脊。然而，一些板附接开口也可被定位成使得它们延伸穿过隔热板的下述区段中的冷侧脊，在所述区段中需要加固隔热板的低温侧上的附接开口周围的区域。
当隔热板已经安装在喷气式发动机中时使用的检查方法与目前用于检查被隔热毯覆盖的发动机区域的方法基本相同。检查方法包括移除可释放紧固件，使得可以将隔热板从下层发动机移开足够的距离，从而允许检查下层结构或主体。检查完成后，将隔热板移回原位，并用可释放紧固件将其固定就位。
鉴于上述本发明的示例性实施方式，本领域技术人员应注意，上述公开内容仅是示例性的，并且可在本发明的范围内进行各种其它替代、改编和修改。因此，本发明不限于上述实施方式，而仅由所附权利要求书限定。

Claims (20)

1.一种隔热板，其具有最靠近热源的高温侧和远离所述热源的低温侧，所述隔热板包括：
A)芯部，其具有最靠近所述热源的第一侧和远离所述热源的第二侧，所述芯部具有长度方向、宽度方向和厚度，所述芯部包括含有复合材料的波纹片的支撑结构，其中所述波纹片包括位于所述芯部的第一侧的多个热侧脊，所述热侧脊在所述长度方向上延伸并具有被隔开热侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘，所述波纹片包括位于所述芯部的第二侧的多个冷侧脊，所述冷侧脊在所述长度方向上延伸并具有被隔开冷侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘，所述波纹片包括多个第一连接壁，所述第一连接壁在所述长度方向上延伸且其连接所述热侧脊的第一脊边缘至所述冷侧脊的第二脊边缘，所述波纹片包括多个第二连接壁，所述第二连接壁在所述长度方向上延伸且其连接所述热侧脊的第二脊边缘至所述冷侧脊的第一脊边缘，其中所述冷侧脊、第一连接壁和第二连接壁限定纵向热侧通道，且其中所述热侧脊、第一连接壁和第二连接壁限定纵向冷侧通道；
B)热侧外皮，其附接至所述热侧脊，其中所述热侧外皮、第一连接壁、第二连接壁和所述冷侧脊形成多个第一单元格，所述第一单元格在所述长度方向上延伸，所述第一单元格各自具有在所述第一和第二连接壁之间测量的宽度和在所述热侧外皮和冷侧脊之间测量的厚度；和
C)冷侧外皮，其附接至所述冷侧脊，其中所述冷侧外皮、第一连接壁、第二连接壁和所述热侧脊形成多个第二单元格，所述第二单元格在所述长度方向上延伸，所述第二单元格各自具有在所述第一和第二连接壁之间测量的宽度和在所述冷侧外皮和热侧脊之间测量的厚度，所述第一单元格和第二单元格基本上填充有绝缘材料，所述绝缘材料的热导率低于所述复合材料的热导率。
2.根据权利要求1所述的隔热板，其中所述热侧外皮在所述宽度方向上弯曲，以形成相对于所述热源的凹形曲面。
3.根据权利要求2所述的隔热板，其中所述热侧脊宽度的至少一个大于所述冷侧脊宽度的至少一个。
4.根据权利要求2所述的隔热板，其中所述热侧脊宽度的至少一个小于所述冷侧脊宽度的至少一个。
5.根据权利要求2所述的隔热板，其中所述热侧脊宽度的至少一个基本上等于所述冷侧脊宽度的至少一个。
6.根据权利要求1所述的隔热板，其中所述第一连接壁基本上垂直于所述热侧外皮。
7.根据权利要求1所述的隔热板，其中所述第二连接壁基本上垂直于所述热侧外皮。
8.根据权利要求6所述的隔热板，其中所述第二连接壁基本上垂直于所述热侧外皮。
9.根据权利要求1所述的隔热板，其中所述复合材料为陶瓷复合材料，其在400℉的热导率高于0.50BTU-in/hr-ft2-℉。
10.根据权利要求9所述的隔热板，其中所述绝缘材料为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、微孔绝缘体、陶瓷纤维或矿物棉，所述绝缘材料在400℉的热导率低于0.50BTU-in/hr-ft2-℉。
11.一种热绝缘系统，其包括根据权利要求1所述的隔热板，其中所述隔热板的低温侧位于毗邻需要热保护的主体且其中所述隔热板用一个或多个可释放紧固件可释放地附接至所述主体。
12.根据权利要求11所述的热绝缘系统，其中所述可释放紧固件包括用于可释放地附接至所述主体的附接端和用于可释放地附接至所述隔热板的锚固部分，且其中所述隔热板包括限定板附接开口的表面，所述板附接开口从所述隔热板的高温侧延伸至所述隔热板的低温侧并用于接收所述可释放紧固件。
13.根据权利要求12所述的热绝缘系统，其中所述板附接开口延伸通过所述热侧脊。
14.根据权利要求12所述的热绝缘系统，其中所述板附接开口延伸通过所述冷侧脊。
15.一种喷气式发动机，其包括根据权利要求1所述的隔热板。
16.一种喷气式发动机，其包括根据权利要求11所述的热绝缘系统。
17.一种制备隔热板的方法，所述隔热板具有最靠近热源的高温侧和远离所述热源的低温侧，所述方法包括以下步骤：
A)提供芯部，其具有最靠近所述热源的第一侧和远离所述热源的第二侧，所述芯部具有长度方向、宽度方向和厚度，所述芯部包括含有复合材料的波纹片的支撑结构，其中所述波纹片包括位于所述芯部的第一侧的多个热侧脊，所述热侧脊在所述长度方向上延伸并具有被隔开热侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘，所述波纹片包括位于所述芯部的第二侧的多个冷侧脊，所述冷侧脊在所述长度方向上延伸并具有被隔开冷侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘，所述波纹片包括多个第一连接壁，所述第一连接壁在所述长度方向上延伸且其连接所述热侧脊的第一脊边缘至所述冷侧脊的第二脊边缘，所述波纹片包括多个第二连接壁，所述第二连接壁在所述长度方向上延伸且其连接所述热侧脊的第二脊边缘至所述冷侧脊的第一脊边缘，其中所述冷侧脊、第一连接壁和第二连接壁限定纵向热侧通道，且其中所述热侧脊、第一连接壁和第二连接壁限定纵向冷侧通道；
B)提供热侧外皮并将所述热侧外皮附接至所述热侧脊，其中所述热侧外皮、第一连接壁、第二连接壁和所述冷侧脊形成多个第一单元格，所述第一单元格在所述长度方向上延伸，所述第一单元格各自具有在所述第一和第二连接壁之间测量的宽度和在所述热侧外皮和冷侧脊之间测量的厚度；和
C)提供冷侧外皮并将所述冷侧外皮附接至所述冷侧脊，其中所述冷侧外皮、第一连接壁、第二连接壁和所述热侧脊形成多个第二单元格，所述第二单元格在所述长度方向上延伸，所述第二单元格各自具有在所述第一和第二连接壁之间测量的宽度和在所述冷侧外皮和热侧脊之间测量的厚度，所述第一单元格和第二单元格基本上填充有绝缘材料，所述绝缘材料的热导率低于所述复合材料的热导率。
18.一种方法，其包括将根据权利要求1所述的隔热板安装至喷气式发动机内的步骤。
19.一种检查方法，其包括以下步骤：
提供热绝缘系统，所述热绝缘系统包括根据权利要求1所述的隔热板，其中所述隔热板的低温侧位于毗邻需要热保护的主体的位置，且其中所述隔热板用一个或多个可释放紧固件可释放地附接至所述主体；
移除一个或多个所述可释放紧固件；
将所述隔热板从所述位置移动足够的距离以允许检查所述主体；
检查所述主体；
将所述隔热板移动回到所述位置；和
用一个或多个所述可释放紧固件将所述隔热板可释放地附接至所述主体。
20.根据权利要求19所述的检查方法，其中所述热绝缘系统位于喷气式发动机内。
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