用于飞行器的闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于飞行器的闭式布雷顿循环‑半导体温差联合发电系统，包括燃料箱、燃料电动泵、半导体温差发电装置、燃料换热器、高温换热器、冷却器、压气机、涡轮和发电机，燃料电动泵与冷却器的冷侧入口相连，冷侧出口与半导体温差发电装置的冷侧入口相连，其冷侧出口与燃料换热器入口相连，燃料换热器出口与高温换热器的热侧入口相连；冷却器的热侧出口与压气机相连，压气机与高温换热器的冷侧入口相连，其冷侧出口与涡轮相连，涡轮与冷却器的热侧入口相连；高温换热器的热侧出口与半导体温差发电装置的热侧入口相连，半导体温差发电装置的热侧出口与燃料喷射器相连。本发明专利技术通过能量的梯级利用将高超声速飞行器的高温热能充分转化为电能。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统
本专利技术属于飞行器热防护与发电领域，尤其是涉及一种用于飞行器的闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统。
技术介绍
高超声速飞行器是一种新型的用于高超声速飞行的下一代航空/航天飞行器，可用于军事、民航以及天地往返等多个领域，如全球快速远程打击、洲际高速客运/货运以及单/多级入轨系统等，得到了国内外研究人员的高度重视，代表了未来飞行器领域的重要发展方向。随着飞行马赫数的提高，来流总温提高，导致燃烧室内的热流密度也会大大增加。随之而来的热防护问题已经成为高超声速飞行器发展过程中的关键问题之一。同时，高超声速飞行器的燃油供给系统、雷达导航系统和环境控制系统需要消耗大量的电能，考虑到未来可能应用的激光武器，高超声速飞行器的电力需求将达到兆瓦级别。目前冲压发动机相关实验采用电池供电方式，功率十分有限，为满足未来高超声速飞行器兆瓦级别的电力需求，需要发展一种适用的机载发电系统。冲压发动机工作在高马赫数下，取消了压气机、涡轮以及旋转轴，传统从发动机主轴取力带动发电机的机载发电系统失去适用性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞行器的闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统，其特征在于：包括燃料箱(1)、燃料电动泵(2)、半导体温差发电装置(3)、燃料换热器(4)和闭式布雷顿循环发电装置(11)，所述的闭式布雷顿循环发电装置(11)包括高温换热器(5)、冷却器(7)、压气机(8)、涡轮(9)和发电机(10)，所述燃料电动泵(2)的进料口与燃料箱(1)相连，所述的燃料电动泵(2)的出料口与冷却器(7)的冷侧入口相连接，冷却器(7)的冷侧出口与半导体温差发电装置(3)的冷侧入口相连，半导体温差发电装置(3)的冷侧出口与燃料换热器(4)的入口相连，所述燃料换热器(4)的出口与高温换热器(5)的热侧入口相连；/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统，其特征在于：包括燃料箱(1)、燃料电动泵(2)、半导体温差发电装置(3)、燃料换热器(4)和闭式布雷顿循环发电装置(11)，所述的闭式布雷顿循环发电装置(11)包括高温换热器(5)、冷却器(7)、压气机(8)、涡轮(9)和发电机(10)，所述燃料电动泵(2)的进料口与燃料箱(1)相连，所述的燃料电动泵(2)的出料口与冷却器(7)的冷侧入口相连接，冷却器(7)的冷侧出口与半导体温差发电装置(3)的冷侧入口相连，半导体温差发电装置(3)的冷侧出口与燃料换热器(4)的入口相连，所述燃料换热器(4)的出口与高温换热器(5)的热侧入口相连；
冷却器(7)的热侧出口与压气机(8)相连，所述压气机(8)的出口与高温换热器(5)的冷侧入口相连，所述高温换热器(5)的冷侧出口与涡轮(9)入口相连，所述涡轮(9)出口与冷却器(7)的热侧入口相连，所述涡轮(9)、压气机(8)与发电机(10)同轴布置；
所述高温换热器(5)的热侧出口与半导体温差发电装置(3)的热侧入口相连，所述半导体温差发电装置(3)的热侧出口通过管路与燃料喷射器(6)相连；
所述燃料喷射器(6)将燃料喷射入燃烧室(13)内与进气道(12)压缩后的空气进行掺混燃烧，高温燃气在尾喷管(14)中膨胀产生推力。


2.根据权利要求1所述的用于飞行器的闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统，其特征在于：所述半导体温差发电装置(3)包括低温通道(15)、多级半导体温差发电结构、多个导热绝缘层(16)和高温通道(17)，在每一级半导体温差发电结构的两侧均设置一层导热绝缘层(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦江，党朝磊，程昆林，王聪，
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