CN117429629B - 高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，包括：辐射透镜体单元，光纤连接器，红外光纤和出口连接器；辐射透镜体单元与散热位置的结构形状相适配的铺设，且用于吸收散热位置的热量；光纤连接器相对的两端分别与辐射透镜体单元和红外光纤相连，用于将辐射透镜体单元吸收的热量以热辐射方式传递至红外光纤；出口连接器的一端与红外光纤远离光纤连接器的一端相连接，用于将红外光纤传递的热量导出至外界环境；光纤连接器和出口连接器的外侧面设置有反射涂层。本发明采用光纤散热的方式其各部分结构可实现轻量化和小型化，极大的降低了自身重量和占用的空间。
Description
技术领域
本发明涉及航空航天领域，尤其涉及一种高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置。
背景技术
高超声速飞行器在完成了轨道飞行任务后，载有有效载荷(人或其他仪器资料)的再入舱需要返回地面，而再入舱需要从速度高达6100-15200米/秒的轨道速度降到着陆前允许的速度(例如1O米/秒左右)，其中有很长距离的高超声速飞行。在高超声速飞行的条件下，表面温度将升到千K以上。此外，对于高超声速导弹，也有长时间的高超声速飞行，也面临着千K以上的高温流动环境。只有对结构和有效载荷成功地进行防热，飞行器各系统才能成功运行。因此，热防护系统是再入航天器和高超声速导弹设计中的重要问题。
现有的主要热防护系统主要采用热沉式、辐射式、烧蚀式等形式，这些热防护系统在外层下方均有厚度不等的隔热层。热沉式结构，隔热层较厚，重量最大；辐射式、烧蚀式分别通过外层的辐射和烧蚀方式降低传往内层的热量，也必须在其外层下方设置一定厚度的隔热层。飞行器不同位置气动加热程度不一样，头部钝头处就是高热区之一，因此此处的隔热层厚度较大，会产生较大的“防热死重”，不利于高超声速飞行器总体设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，用于解决高超声速飞行器热防护系统重量高的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供一种高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，包括：辐射透镜体单元，光纤连接器，红外光纤和出口连接器；
所述辐射透镜体单元与散热位置的结构形状相适配的铺设，且用于吸收所述散热位置的热量；
所述光纤连接器相对的两端分别与所述辐射透镜体单元和所述红外光纤相连，用于将所述辐射透镜体单元吸收的热量以热辐射方式传递至所述红外光纤；
所述出口连接器的一端与所述红外光纤远离所述光纤连接器的一端相连接，用于将所述红外光纤传递的热量导出至外界环境；
所述光纤连接器和所述出口连接器的外侧面设置有反射涂层。
根据本发明的一个方面，所述辐射透镜体单元包括：多个辐射透镜体组件；
所述辐射透镜体组件为多边形结构，且所述辐射透镜体组件通过侧边相互拼接；
所述辐射透镜体组件的一端面与所述散热位置贴靠设置，另一端面与所述光纤连接器相互连接。
根据本发明的一个方面，所述辐射透镜体组件为六边形透镜。
根据本发明的一个方面，所述辐射透镜体单元的厚度是一致的，或者，所述辐射透镜体单元的部分厚度大于其余部分的厚度，其中，沿中心向四周延伸的方向，所述辐射透镜体单元的厚度逐渐减小。
根据本发明的一个方面，所述光纤连接器与所述辐射透镜体组件一一对应设置；
所述光纤连接器呈锥形柱状结构，其大端面与所述辐射透镜体组件的一侧端面相连接，其小端面与所述红外光纤的一侧端面相连接。
根据本发明的一个方面，所述光纤连接器包括：同轴固定连接的棱锥部分和圆锥部分；
所述棱锥部分大端面的形状和尺寸与所述辐射透镜体组件的端面形状和尺寸相一致；
所述棱锥部分的小端面与所述圆锥部分的大端面相互固定连接；
所述圆锥部分小端面的形状和尺寸与所述红外光纤的端面形状和尺寸相一致。
根据本发明的一个方面，所述棱锥部分与所述圆锥部分相连接的一端设置有过渡部分；
沿靠近所述圆锥部分的方向所述过渡部分的端面面积逐渐减小的设置，且所述过渡部分的小端面的尺寸和形状与所述圆锥部分大端面的尺寸和形状相一致的设置。
根据本发明的一个方面，所述出口连接器呈圆锥结构，其大端面端可与多个所述红外光纤的一端相连接。
根据本发明的一个方面，所述辐射透镜体组件采用钛合金或铁镍钴为基的合金制成；
所述反射涂层采用溶胶凝胶反射涂层；
所述光纤连接器、所述红外光纤采用相同的透明材料制成；
所述出口连接器耐高温玻璃制成。
根据本发明的一个方面，所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置可嵌入热沉式散热系统、烧蚀式散热系统或辐射式散热系统中；
若所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入热沉式散热系统中，则所述辐射透镜体单元贴靠在热沉式散热系统的外层部分上，所述光纤连接器嵌合在热沉式散热系统的内层部分中；其中，所述热沉式散热系统的外层部分和内层部分均为吸热防热层；
若所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入烧蚀式散热系统中，则所述辐射透镜体单元贴靠在烧蚀式散热系统的外层部分上，所述光纤连接器嵌合在烧蚀式散热系统的内层部分中；其中，所述烧蚀式散热系统的外层部分包括烧蚀层和碳化层，且所述辐射透镜体单元与所述碳化层贴靠设置，所述烧蚀式散热系统的内层部分为吸热防热层；
若所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入辐射式散热系统中，则所述辐射透镜体单元贴靠在辐射式散热系统的外层部分上，所述光纤连接器嵌合在辐射式散热系统的内层部分中；其中，所述辐射式散热系统的外层部分包括外蒙皮和隔热外层，且所述辐射透镜体单元与所述隔热外层贴靠设置，所述辐射式散热系统的内层部分为吸热防热层。
根据本发明的一种方案，辐射透镜体单元采用高辐射性的材料制成，其可以有效的吸收所要散热位置的热量并以热辐射的方式通过红外光纤传输出去，以实现快速散热的效果。同时，由于其散热是通过光纤传导的，进而其各部分结构可实现轻量化和小型化，极大的降低了自身重量和占用的空间，非常有益于与其他散热系统的结合，在保证了充分的散热性能的情况下，还实现了其他散热系统的轻量化设计。
根据本发明的一种方案，辐射透镜体单元与散热位置的结构形状相适配的铺设，且用于吸收散热位置的热量。通过将辐射透镜体单元与散热位置相接触的辐射，可以使得热量直接在铺设位置传入辐射透镜单元中，提高了热传导效率，对提高本发明的散热效果有益。
根据本发明的一种方案，通过设置反射涂层，使得红外辐射在光纤连接器、红外光纤和出口连接器中产生全反射，有效的避免了红外辐射在传播路径上的泄漏，保证了本发明的散热效率。
根据本发明的一种方案，通过采用多个辐射透镜组件拼接构成辐射透镜体单元的方式，可基于较小体积的辐射透镜组件适应散热位置结构和形状复杂的特点，可使得本发明的辐射透镜体单元具有与散热位置匹配一致的特性，进而提高本发明的散热能力和布置的灵活性。此外，通过采用小体积的辐射透镜体组件，其厚度同样也是可以单独调整和设置的，这样使得本发明的辐射透镜体单元的整体结构基于散热位置的热量分布进行相应位置的灵活调整，进一步提高了本发明的使用灵活性和散热性能。同时，通过这种辐射透镜组件的灵活设置，使得整个辐射透镜单元的结构重量和体积达到最优化，进而对采用本发明的散热系统的整体减重有益。
根据本发明的一种方案，通过采用光纤连接器与辐射透镜体组件一一对应的方式，可实现每个辐射透镜体组件所吸收的热量均被所安装的光纤连接器所传输出去，这样对保证整个辐射透镜体单元的散热性能和散热效率有益。
附图说明
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置的结构图；
图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置的侧视图；
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置的截面图；
图4是示意性表示根据本发明的一种实施方式的辐射透镜体组件的结构图；
图5是示意性表示根据本发明的一种实施方式的光纤连接器的结构图；
图6是示意性表示根据本发明的一种实施方式的出口连接器的结构图；
图7是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入热沉式散热系统的截面图；
图8是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入烧蚀式散热系统的截面图；
图9是示意性表示根据本发明的一种实施方式的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入辐射式散热系统的截面图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
结合图1、图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，包括：辐射透镜体单元1，光纤连接器2，红外光纤3和出口连接器4。在本实施方式中，辐射透镜体单元1采用高辐射性的材料制成，其可以有效的吸收所要散热位置的热量并以热辐射的方式通过红外光纤3传输出去，以实现快速散热的效果。同时，由于其散热是通过光纤传导的，进而其各部分结构可实现轻量化和小型化，极大的降低了自身重量和占用的空间，非常有益于与其他散热系统的结合，在保证了充分的散热性能的情况下，还实现了其他散热系统的轻量化设计。
在本实施方式中，辐射透镜体单元1与散热位置的结构形状相适配的铺设，且用于吸收散热位置的热量。通过将辐射透镜体单元1与散热位置相接触的辐射，可以使得热量直接在铺设位置传入辐射透镜单元1中，提高了热传导效率，对提高本发明的散热效果有益。
在本实施方式中，光纤连接器2相对的两端分别与辐射透镜体单元1和红外光纤3相连，用于将辐射透镜体单元1吸收的热量以热辐射方式传递至红外光纤3。通过设置光纤连接器2可有效的保证辐射透镜体单元所吸收的热量被充分的传递至红外光纤3，有效避免了热量在辐射透镜体单元1上的聚集，保证了辐射透镜体单元的工作稳定和使用寿命。
在本实施方式中，通过采用红外光纤3可根据使用需要采用相应长度，以使得热量被传输至其他易于散发的区域，极大的提高了本发明的使用灵活性，降低了其他散热系统的设计难度。
在本实施方式中，出口连接器4的一端与红外光纤3远离光纤连接器2的一端相连接，用于将红外光纤3传递的热量导出至外界环境。通过采用出口连接器可有效的汇集红外光纤所传输的热量，有益于将热量输出至外界环境中。
在本实施方式中，光纤连接器2和出口连接器4的外侧面设置有反射涂层。通过设置反射涂层，使得红外辐射在光纤连接器和出口连接器中产生全反射，有效的避免了红外辐射在传播路径上的泄漏，保证了本发明的散热效率。
结合图1、图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，辐射透镜体单元1包括：多个辐射透镜体组件11。在本实施方式中，辐射透镜体组件11为多边形结构，且辐射透镜体组件11通过侧边相互拼接。在本实施方式中，相邻的辐射透镜体组件11之间通过侧面的相互抵靠实现紧密接触，以消除相邻位置之间产生的缝隙，进而能够使得辐射透镜体单元1对散热位置的全覆盖，保证了对热量的充分吸收效果，避免了散热位置局部过热会导致结构损坏的弊端。
在本实施方式中，通过采用多个辐射透镜组件11拼接构成辐射透镜体单元1的方式，可基于较小体积的辐射透镜组件适应散热位置结构和形状复杂的特点，可使得本发明的辐射透镜体单元具有与散热位置匹配一致的特性，进而提高本发明的散热能力和布置的灵活性。此外，通过采用小体积的辐射透镜体组件11，其厚度同样也是可以单独调整和设置的，这样使得本发明的辐射透镜体单元的整体结构基于散热位置的热量分布进行相应位置的灵活调整，进一步提高了本发明的使用灵活性和散热性能。同时，通过这种辐射透镜组件的灵活设置，使得整个辐射透镜单元的结构重量和体积达到最优化，进而对采用本发明的散热系统的整体减重有益。
在本实施方式中，为使得辐射透镜体单元1与散热位置的充分贴合，可通过辐射透镜体组件11的一端面与散热位置贴靠设置，且该端面的形状可与安装位置的结构形状相匹配，而辐射透镜体组件11的另一端面则用于与光纤连接器2相互连接，实现红外辐射的向外传递。
结合图1、图2、图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，辐射透镜体组件11为六边形棱柱。 在本实施方式中，辐射透镜体组件11与散热位置相接触的位置的端面可设置为平面、弧面等，可进一步实现与散热位置的接触提高传热效率。在本实施方式中，辐射透镜体组件11所采用的六边形棱柱的形状可以为统一的，也可以是变化的（即变形六棱柱），以用于拼接过程中消除拼接位置的缝隙。当然，若拼接的辐射透镜体组件11存在缝隙时，可采用隔热材料进行填充，以进一步达到整体的完整性。
通过上述设置，将辐射透镜体组件11 设置为六边形棱柱，可以使其尽可能的覆盖所在高热区域，减少漏热。
结合图1、图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，辐射透镜体单元1的部分厚度大于其余部分的厚度。例如，高超声速飞行器钝头位置，由于其在飞行方向上受到前方阻力所产生的热量分布是不均匀的，基本为中间高，周围低的情况，进而通过将辐射透镜单元1相应位置的厚度增大，进而提高对该位置的热量吸收能力，使得整个钝头的热量散发均匀，提高了钝头的使用稳定性。
在本实施方式中，辐射透镜体单元1整体呈近似曲面状，且沿中心向四周延伸的方向，辐射透镜体单元1的厚度逐渐减小，其截面形状类似于月牙形。通过上述设置，本发明的辐射透镜体单元根据散热位置的热量分布进行了优化设置，不仅保证了散热位置各处的散热均匀性，还有效的降低了本发明的整体质量和占用空间。
根据本发明的另一种实施方式，辐射透镜体单元1的厚度是一致的。例如，当散热位置是一平面或圆柱面，此时将辐射透镜体单元1的厚度设置为一致，可实现对散热位置的全覆盖的情况下，还可使得各位置散热效率保持一致，使得散热位置中各处温降保持一致，进而对保证散热位置的结构稳定有益。
结合图1、图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，光纤连接器2与辐射透镜体组件11一一对应设置。在本实施方式中，光纤连接器2呈锥形柱状结构，其大端面与辐射透镜体组件11的一侧端面相连接，其小端面与红外光纤3的一侧端面相连接。
如图5所示，根据本发明的一种实施方式，光纤连接器2包括：同轴固定连接的棱锥部分21和圆锥部分22。在本实施方式中，棱锥部分21大端面的形状和尺寸与辐射透镜体组件11的端面形状和尺寸相一致；棱锥部分21的小端面与圆锥部分22的大端面相互固定连接。在本实施方式中，圆锥部分22小端面的形状和尺寸与红外光纤3的端面形状和尺寸相一致。
在本实施方式中，棱锥部分21与圆锥部分22相连接的一端设置有过渡部分。其中，沿靠近圆锥部分22的方向过渡部分的端面面积逐渐减小的设置，且过渡部分的小端面的尺寸和形状与圆锥部分22大端面的尺寸和形状相一致的设置。
根据本发明，通过采用光纤连接器与辐射透镜体组件一一对应的方式，可实现每个辐射透镜体组件所吸收的热量均被所安装的光纤连接器所传输出去，这样对保证整个辐射透镜体单元的散热性能和散热效率有益。
根据本发明，光纤连接器采用棱锥部分和圆锥部分的同轴组合方式，由于棱锥部分的截面形状与辐射透镜组件的截面形状相一致，进而其可将辐射透镜体组件所吸收的热量进行充分收敛，以此，进一步方便有效的将其送至圆锥部分。此外，通过圆锥部分的设置，其一方面接收棱锥部分所传输的热辐射，另一方面由于其截面形状与红外光纤的截面形状相适配，进而可将棱锥部分所传输的热辐射进一步进行整合收敛，以易于红光光纤的进一步传输。
结合图1、图2、图3和图6所示，根据本发明的一种实施方式，出口连接器4呈圆锥结构。在本实施方式中，出口连接器4采用截头椎体结构，即其大端面端可与多个红外光纤3的一端相连接，其小直径端向外辐射热量。在本实施方式中，出口连接器4通过大端面与多个红外光纤3相连接，以实现对多个红外光纤所传输的热辐射进行汇集，在保证了热量稳定散发的情况下以达到输出结构的简化，有效的简化本发明中多个光纤的分布难度，提高了本发明的安装便利性。此外，出口连接器4还可在红外光纤与外界之间起到隔离的作用。同时，通过采用圆锥结构的出口连接器4小直径端向外界输出热辐射还有效的抑制了外界热辐射的反向输入，进一步保证了本发明的散热性能。
在本实施方式中，出口连接器4采用耐高温玻璃制成，例如，硼硅酸盐玻璃、氧化铝钙玻璃、硅酸铝钠玻璃、碳化硅玻璃、氮化硅玻璃中的一种。
通过上述设置，一方面实现了红外光纤和外空间的隔离，由于外空间可能出现极端的高低温环境，压强很低，进而通过采用耐高温玻璃制成的出口连接器4可以防止外空间环境对光纤的破坏，另一方面，出口连接器4的出口小，减小可能的反向外辐射传入。这里的出口连接器的端面可使得辐射直接传出射向太空空间，不需要设置额外结构。
根据本发明的一种实施方式，辐射透镜体组件11采用钛合金或铁镍钴为基的合金制成；其中，当辐射平衡温度在500°C左右时可采用钛合金制成的辐射透镜体组件11，当辐射平衡温度在500°C-900°可采用铁镍钴为基的合金制成的辐射透镜体组件11，当辐射平衡温度在900°-1650°C可采用抗氧化处理的难熔金属（如钨）制成的辐射透镜体组件11。
根据本发明的一种实施方式，反射涂层采用溶胶凝胶反射涂层，通过上述设置，溶胶凝胶反射涂层对红外辐射有高反射比，具有优良的防局部漏热效果。
在本实施方式中，光纤连接器2、红外光纤3采用相同的透明材料制成。
结合图1、图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种采用前述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置的散热系统，包括：外层部分a, 热防护辅助散热装置b和内层部分c。在本实施方式中，热防护辅助散热装置b位于外层部分a和内层部分c之间，且辐射透镜体单元1的一侧与外层部分a的散热位置的结构形状相匹配的贴靠设置；在本实施方式中，光纤连接器2嵌入内层部分c设置；在本实施方式中，与光纤连接器2相连接的红外光纤3以预设数量进行均匀分配构成多束红外光纤集束，并分别与出口连接器4相连接。
在本实施方式中，出口连接器4位于安装本发明的飞行器的背风侧设置，其小直径端与飞行器的外壁相连接，进而可以在飞行器高速飞行的过程中，将热量散发出去。
为进一步说明本发明的散热系统，结合附图对其结构进行举例说明。
实施例1
如图7所示，本实施方式中，将本发明的热防护辅助散热装置嵌入在热沉式散热系统中，形成新的热沉式散热系统。具体的，热沉式散热系统包括：外层部分a, 热防护辅助散热装置b和内层部分c；其中，外层部分a为吸热防热层，其吸收外界高温气流的热量并传导至辐射透镜体单元1，嵌入在内层部分c中的光纤连接器2将输入的热量传输至红外光纤3并传输至出口连接器4，以实现热量在飞行器背风侧被散发。在本实施方式中，内层部分c采用的是吸热防热层，在光纤连接器2嵌入内层部分c的情况下，可将辐射透镜体单元1和光纤连接器2未传导至红外光纤3的少量热量进行吸收，保证了整个散热系统的隔热性能。
实施例2
如图8所示，在本实施方式中，将本发明的热防护辅助散热装置嵌入在烧蚀式散热系统中，形成新的烧蚀式散热系统。具体的，烧蚀式散热系统包括：外层部分a, 热防护辅助散热装置b和内层部分c；其中，外层部分a包括：烧蚀层和碳化层。其中，烧蚀层与外界高温气流相接触，并在接触位置产生热解气体实现温升吸热，并在向碳化层传导热量的同时进行二次裂解反应热。而碳化层则吸收烧蚀层所传导的热量进行温升吸热过程，并在向后续传热的过程中继续进行裂解反应热的过程。在本实施方式中，辐射透镜体单元1则贴靠在碳化层上并吸收最终从碳化层传出的热量。在本实施方式中，嵌入在内层部分c中的光纤连接器2将输入的热量传输至红外光纤3并传输至出口连接器4，以实现热量在飞行器背风侧被散发。在本实施方式中，内层部分c采用的是吸热防热层，在光纤连接器2嵌入内层部分c的情况下，可将辐射透镜体单元1和光纤连接器2未传导至红外光纤3的少量热量进行吸收，保证了整个散热系统的隔热性能。
实施例3
如图9所示，在本实施方式中，将本发明的热防护辅助散热装置嵌入在辐射式散热系统中，形成新的辐射式散热系统。具体的，辐射式散热系统包括：外层部分a, 热防护辅助散热装置b和内层部分c；其中，外层部分a包括：外蒙皮和隔热外层，在外蒙皮和隔热外层之间设置有空隙。其中，外蒙皮与外界的高温气流相接触，用于吸收部分高温气流中的热量，并将吸收的部分热量通过热辐射的方式反射出去，而未被反射出去的热量则通过空隙被传入至隔热外层，隔热外层对传入热量进行吸收。在本实施方式中，辐射透镜体单元1则贴靠在隔热外层上并吸收最终从隔热外层传出的热量。在本实施方式中，嵌入在内层部分c中的光纤连接器2将输入的热量传输至红外光纤3并传输至出口连接器4，以实现热量在飞行器背风侧被散发。在本实施方式中，内层部分c采用的是吸热防热层，在光纤连接器2嵌入内层部分c的情况下，可将辐射透镜体单元1和光纤连接器2未传导至红外光纤3的少量热量进行吸收，保证了整个散热系统的隔热性能。
上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，包括：辐射透镜体单元（1），光纤连接器（2），红外光纤（3）和出口连接器（4）；
所述辐射透镜体单元（1）与散热位置的结构形状相适配的铺设，且用于吸收所述散热位置的热量；
所述光纤连接器（2）相对的两端分别与所述辐射透镜体单元（1）和所述红外光纤（3）相连，用于将所述辐射透镜体单元（1）吸收的热量以热辐射方式传递至所述红外光纤（3）；
所述出口连接器（4）的一端与所述红外光纤（3）远离所述光纤连接器（2）的一端相连接，用于将所述红外光纤（3）传递的热量导出至外界环境；
所述光纤连接器（2）和所述出口连接器（4）的外侧面设置有反射涂层；
所述辐射透镜体单元（1）包括：多个辐射透镜体组件（11）；
所述辐射透镜体组件（11）为多边形结构，且所述辐射透镜体组件（11）通过侧边相互拼接；
所述辐射透镜体组件（11）的一端面与所述散热位置贴靠设置，另一端面与所述光纤连接器（2）相互连接；
所述光纤连接器（2）包括：同轴固定连接的棱锥部分（21）和圆锥部分（22）；
所述棱锥部分（21）大端面的形状和尺寸与所述辐射透镜体组件（11）的端面形状和尺寸相一致；
所述棱锥部分（21）的小端面与所述圆锥部分（22）的大端面相互固定连接；
所述圆锥部分（22）小端面的形状和尺寸与所述红外光纤（3）的端面形状和尺寸相一致。
2.根据权利要求1所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述辐射透镜体组件（11）为六边形透镜。
3.根据权利要求2所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述辐射透镜体单元（1）的厚度是一致的，或者，所述辐射透镜体单元（1）的部分厚度大于其余部分的厚度，其中，沿中心向四周延伸的方向，所述辐射透镜体单元（1）的厚度逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述光纤连接器（2）与所述辐射透镜体组件（11）一一对应设置；
所述光纤连接器（2）呈锥形柱状结构，其大端面与所述辐射透镜体组件（11）的一侧端面相连接，其小端面与所述红外光纤（3）的一侧端面相连接。
5.根据权利要求4所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述棱锥部分（21）与所述圆锥部分（22）相连接的一端设置有过渡部分；
沿靠近所述圆锥部分（22）的方向所述过渡部分的端面面积逐渐减小的设置，且所述过渡部分的小端面的尺寸和形状与所述圆锥部分（22）大端面的尺寸和形状相一致的设置。
6.根据权利要求5所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述出口连接器（4）呈圆锥结构，其大端面端可与多个所述红外光纤（3）的一端相连接。
7.根据权利要求6所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述辐射透镜体组件（11）采用钛合金或铁镍钴为基的合金制成；
所述反射涂层采用溶胶凝胶反射涂层；
所述光纤连接器（2）、所述红外光纤（3）采用相同的透明材料制成；
所述出口连接器（4）耐高温玻璃制成。
8.根据权利要求1至7任一项所述的高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置，其特征在于，所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置可嵌入热沉式散热系统、烧蚀式散热系统或辐射式散热系统中；
若所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入热沉式散热系统中，则所述辐射透镜体单元（1）贴靠在热沉式散热系统的外层部分上，所述光纤连接器（2）嵌合在热沉式散热系统的内层部分中；其中，所述热沉式散热系统的外层部分和内层部分均为吸热防热层；
若所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入烧蚀式散热系统中，则所述辐射透镜体单元（1）贴靠在烧蚀式散热系统的外层部分上，所述光纤连接器（2）嵌合在烧蚀式散热系统的内层部分中；其中，所述烧蚀式散热系统的外层部分包括烧蚀层和碳化层，且所述辐射透镜体单元（1）与所述碳化层贴靠设置，所述烧蚀式散热系统的内层部分为吸热防热层；
若所述高超声速飞行器红外光纤式热防护辅助散热装置嵌入辐射式散热系统中，则所述辐射透镜体单元（1）贴靠在辐射式散热系统的外层部分上，所述光纤连接器（2）嵌合在辐射式散热系统的内层部分中；其中，所述辐射式散热系统的外层部分包括外蒙皮和隔热外层，且所述辐射透镜体单元（1）与所述隔热外层贴靠设置，所述辐射式散热系统的内层部分为吸热防热层。
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