一种带随形内流道点阵夹芯防热结构、设计及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种带随形内流道点阵夹芯防热结构、设计及制造方法。包括了结构设计与制造方法两方面。结构设计包含流道与点阵夹芯层两部分，流道的设计主要基于液体动力学CFD，点阵加芯层设计主要基于点阵结构的热阻与激光选区熔化成形工艺性。带随形内流道点阵夹芯结构无法采用传统工艺进行制造，只能采用基于逐层制造的激光选区熔化成形方法制造。此类结构可实现热防护结构的轻质化、结构‑功能一体化设计制造，不仅可以降低防热结构重量，而且通过流体回路主动冷却技术降低防热结构的温度，从而提高防热材料的允许使用温度上限，最终实现防热与热控飞行代偿的大幅降低，从而大幅提高飞行器载荷携带能力，提升飞行器整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种带随形内流道点阵夹芯防热结构、设计及制造方法
本专利技术涉及一种带随形内流道点阵夹芯防热结构、设计及制造方法，属于航空航天飞行器中轻质耐热结构的设计制造

技术介绍
传统高超飞行器翼前缘一般采用纯被动防热结构，并且热防护系统与热控系统有着明确的分隔界面，导致防热结构与热控流体回路的重量始终降不下来，占用了飞行器很大比例的飞行代偿。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种带随形内流道点阵夹芯防热结构、设计及制造方法。本专利技术的技术解决方案是：一种带随形内流道点阵夹芯防热结构，包括：外蒙皮、点阵夹层以及内蒙皮；外蒙皮和内蒙皮之间为点阵夹层，点阵夹层与外蒙皮接触的表面，并排均匀分布有多个随形流道，随形流道内流动冷却液。点阵夹层由多个点阵单元构成，点阵单元类型包括体心立方、面心立方或极小曲面。点阵单元采用钛合金、高温合金、铝合金或者不锈钢材料。点阵单元的支杆宽度不小于0.5mm，点阵单元的最小边长大于5mm。随形流道的横截面为矩形、圆形或椭圆形。随形流道的宽度不小于2mm，进水口、出水口的宽度不小于流道宽度的1.2倍。一种高超飞行器翼前缘，该高超飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于包括：外蒙皮(1)、点阵夹层(3)以及内蒙皮(4)；外蒙皮(1)和内蒙皮(4)之间为点阵夹层(3)，点阵夹层(3)与外蒙皮(1)接触的表面，并排均匀分布有多个随形流道(2)，随形流道(2)内流动冷却液。

【技术特征摘要】
1.一种带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于包括：外蒙皮(1)、点阵夹层(3)以及内蒙皮(4)；外蒙皮(1)和内蒙皮(4)之间为点阵夹层(3)，点阵夹层(3)与外蒙皮(1)接触的表面，并排均匀分布有多个随形流道(2)，随形流道(2)内流动冷却液。2.根据权利要求1所述的带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于：点阵夹层(3)由多个点阵单元构成，点阵单元类型包括体心立方、面心立方或极小曲面。3.根据权利要求2所述的带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于：点阵单元采用钛合金、高温合金、铝合金或者不锈钢材料。4.根据权利要求2所述的一种带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于：点阵单元的支杆宽度不小于0.5mm，点阵单元的最小边长大于5mm。5.根据权利要求1所述的带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于：随形流道(2)的横截面为矩形、圆形或椭圆形。6.根据权利要求1所述的带随形内流道点阵夹芯防热结构，其特征在于：随形流道(2)的宽度不小于2mm，进水口、出水口的宽度不小于流道宽度的1.2倍。7.一种高超飞行器翼前缘，其特征在于：该高超飞行器翼前缘采用如权利要求1～6中任一项所述带随形内流道点阵夹芯防热结构实现。8.一种实现权利要求1～6中任一项所述带随行内流道点阵夹芯防热结构的设计方法，其特征在于包括下列步骤：第一步，初步确定随形流道的结构形式与参数；第二步，根据结构特点以及三维点阵结构的热阻，初步确定结构填充所选用的点阵结构；第三步，对设计完的随形流道的结构进行点阵填充，点阵填充采用三维模型软件或采用参数化建模的方式进行；外蒙皮(1)的厚度大于0.5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏，梁晓康，巩萌萌，赵衍华，朱瑞灿，陈靖，陈济轮，赵莹，孙超，淡婷，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11