The invention provides a can be used in high temperature parts of hypersonic vehicle in shock wave, supersonic film cooling structure can be achieved according to the damaging effects of suppressing the shock wave shock appear to change the cooling fluid adaptive injection method. The device comprises a pressure monitoring pipeline, a pressure opening and closing valve and a cooling gas supersonic nozzle. When the shock wave appears in the flow field and pressure effect, to achieve open and close the valve open or closed by monitoring the pressure of fluid pressure shock caused by pipeline will be increased or decreased fluid pressure, so as to achieve the adaptive shock according to the increase and decrease of cooling flow to achieve the effect of heat protection. The invention has good reliability and practicability.
【技术实现步骤摘要】
一种自适应激波作用的超声速气膜冷却结构
本专利技术涉及一种高超飞行器高温部件的热防护方法,特别是关于一种在高温超声速气流中存在激波入射时壁面超声速气膜冷却的热防护方法。
技术介绍
气膜冷却的基本原理是指沿壁面切线方向或以一定的入射角射入冷却气体,形成一层贴近受保护壁面的缓冲冷却气膜,用以将壁面与高温气体环境隔离,从而对壁面进行有效地热防护和化学防护。目前已成为很多场合高温部件的冷却措施,如高温透平叶片、燃烧室等,也被纳入高超声速飞行器热端部件的有效冷却技术之一。然而在超声速条件下,常常伴随着激波的出现,激波入射气膜边界层往往对超声速气膜冷却造成影响。已有研究表明,激波的入射将大大破坏超声速气膜冷却的效果。在超声速流场中,由于主流和冷却流流体压力的不均匀不匹配、通道中流动参数的改变、结构的变化、局部流场中燃爆等因素的影响,都可以诱发激波的产生,从而对壁面的超声速气膜冷却造成危害。对于激波的入射,一种有效的应对其破坏的作用的方法是可以通过增大冷却气体流量来抑制激波的作用。然而对于高超飞行器而言,怎样用最少的冷却气体流量实现其热防护目标是其设计的一个重要指标。因此,发展和开发出能够自适应抑制流场中激波破坏的超声速气膜冷却结构对于其实用性具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能用于高超飞行器中高温部件在出现激波作用时,可以根据激波的出现自适应的改变冷却流体的喷射方法来实现抑制激波的破坏效果的超声速气膜冷却结构。超声速流场中,当主流和冷却流的流动参数发生改变,或者燃料在流场中局部产生燃爆时,都可能会诱发激波的产生,此时原有设计的超声速气膜冷却结构有可能 ...
【技术保护点】
一种可以根据激波的出现自适应的改变冷却流体的喷射方法来实现抑制激波的破坏效果的超声速气膜冷却装装置,其特征在于该装置包括:压力监测管道(7)、压力启闭阀门(6)以及冷却气体超声速喷嘴;所述压力监测管道(7)包括多个分支,每个压力监测管道分支均由金属管道以及微型逆止阀(8)连接组成,每个压力监测管道分支的一端布置在受保护壁面(9)监测点处,另一端布置在压力启闭阀门(6)上,即在受保护壁面(9)处布置多个压力监测点,每个监测点均设置压力监测管道分支,并且在每个压力监测管道分支上均设置微型逆止阀(8),上述多个压力监测管道分支最终汇集成一个压力监测管道(7),所述压力监测管道(7)与压力启闭阀门(6)连接,所述冷却气体超声速喷嘴设置在高温主流(1)流入侧的下方,其由两部分组成,通过隔板分开,上部为常用冷却流通道(4),下部为应急冷却流通道(5),在常用冷却流通道(2)和应急冷却流通道(4)的流出端部分别设置有常用流喷嘴(3)和应急冷却流喷嘴(5),压力启闭阀门(6)设置在应急冷却流通道(5)的上游,常用冷却流通道(2)用于维持基本热负荷,应急冷却流通道(5)用于当受保护壁面处收到了激波的作用 ...
【技术特征摘要】
1.一种可以根据激波的出现自适应的改变冷却流体的喷射方法来实现抑制激波的破坏效果的超声速气膜冷却装装置,其特征在于该装置包括:压力监测管道(7)、压力启闭阀门(6)以及冷却气体超声速喷嘴;所述压力监测管道(7)包括多个分支,每个压力监测管道分支均由金属管道以及微型逆止阀(8)连接组成,每个压力监测管道分支的一端布置在受保护壁面(9)监测点处,另一端布置在压力启闭阀门(6)上,即在受保护壁面(9)处布置多个压力监测点,每个监测点均设置压力监测管道分支,并且在每个压力监测管道分支上均设置微型逆止阀(8),上述多个压力监测管道分支最终汇集成一个压力监测管道(7),所述压力监测管道(7)与压力启闭阀门(6)连接,所述冷却气体超声速喷嘴设置在高温主流(1)流入侧的下方,其由两部分组成,通过隔板分开,上部为常用冷却流通道(4),下部为应急冷却流通道(5),在常用冷却流通道(2)和应急冷却流通道(4)的流出端部分别设置有常用流喷嘴(3)和应急冷却流喷嘴(5),压力启闭阀门(6)设置在应急冷却流通道(5)的上游,常用冷却流通道(2)用于维持基本热负荷,应急冷却流通道(5)用于当受保护壁面处收到了激波的作用时,冷却流从下部喷嘴中喷出保护受保护壁面。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:通过压力监测管道(7)中的流体压力来实现压力启闭阀门(6)启闭,当激波的强度大于一定值后,由此引起的压力可以顶开阀...
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。