【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高超声速飞行器多级半导体温差发电与冷却一体化技术。
技术介绍
高超声速飞行器在高飞行马赫数下长时间飞行会大大增加机体前缘与燃烧室内热流密度,使得热防护问题成为高超声速飞行的关键技术之一。同时,对于长航时的高超声速飞行器,单一的电池已经无法满足供电需求,必须引入一种能够持续发电的供电系统。极高的来流总温和可能的超声速燃烧导致高超声速飞行器前缘和发动机燃烧室承受非常高的热载荷。对于长航时所必需的主动冷却热防护方案,有限的金属壁面材料许用温度导致需要冷却剂带走的热流水平很高。研究表明,当前的碳氢燃料难以满足马赫数6以上的热沉需求,这就使得高超声速飞行器需要携带额外的燃料用于冷却,产生严重的质量惩罚。同时,以碳氢燃料作为冷却剂的再生冷却方案受到热流分布不均匀影响,高温下易发生结焦积碳导致冷却系统失效,还会造成燃料部分热沉的浪费。因此,燃料的热沉不足和结焦积碳限制了再生冷却在高超声速飞行器上的应用。对于长航时的高超声速飞行器,功率密度较低的化学电池难以满足供电需求,而采用常规的利用热机带动发电机的供电方式同样存在较多的问题。一方面,对于吸气式高超声速飞行不可或缺的超燃冲压发动机不具备轴功的输出条件,需要额外的旋转式热机,这必然导致较大的质量惩罚;另一方面,包括发电机在内的高速旋转部件需要独立的支撑结构和滑油系统,进而造成系统复杂性的提高和可靠性的下降。因此,为了解决长航时高超声速飞行的热防护与供电问题,研制一种能够以较小的质量惩罚实现发电功能,同时有效降低燃料的热沉需求的供电系统具有很高的研究价值与广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了满 ...
【技术保护点】
高超声速飞行器多级半导体温差发电与冷却一体化系统,其特征在于,包括低温通道(1)、多级半导体温差发电装置、多个导热绝缘层(4)、和高温通道(6);每一级半导体温差发电装置块包括多个N型半导体热电材料(2)、多个P型半导体热电材料(3)和多个导流片(5),N型半导体热电材料(2)和P型半导体热电材料(3)间隔排布,并且通过导流片(5)依次串联;所述多级半导体温差发电装置并联;每一级半导体温差发电装置两侧均设置有与导流片(5)紧密贴合的导热绝缘层(4),所有导热绝缘层(4)均平行分布;位于最外侧的两级半导体温差发电装置的外侧分别为低温通道(1)和高温通道(6),且低温通道(1)和高温通道(6)相连通。
【技术特征摘要】
1.高超声速飞行器多级半导体温差发电与冷却一体化系统,其特征在于,包括低温通道(1)、多级半导体温差发电装置、多个导热绝缘层(4)、和高温通道(6);每一级半导体温差发电装置块包括多个N型半导体热电材料(2)、多个P型半导体热电材料(3)和多个导流片(5),N型半导体热电材料(2)和P型半导体热电材料(3)间隔排布,并且通过导流片(5)依次串联;所述多级半导体温差发电装置并联;每一级半导体温差发电装置两侧均设置有与导流片(5)紧密贴合的导热绝缘层(4),所有导热绝缘层(4)均平行分布;位于最外侧的两级半导体温差发电装置的外侧分别为低温通道(1)和高温通道(6),且低温通道(1)和高温通道(6)相连通。2.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:秦江,程昆林,章思龙,鲍文,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。