一种用于飞行器的热管理系统技术方案

发明专利技术公开了一种用于飞行器的热管理系统，包括吸热单元、导热单元、换热单元和燃料预热单元，吸热单元设置在飞行器需散热位置处，换热单元经导热单元与所述吸热单元连接，燃料预热单元与所述换热单元相连接。本申请通过吸热单元吸收飞行器上需要进行散热区域的热量，并且通过导热单元将热量传递给换热单元，燃料预热单元吸收换热单元的热量加热燃料，燃料进行预热以后进入飞行器的动力单元燃烧；本申请中热管理系统的构成简单，可靠性高，能量利用率高，且飞行器中燃料燃烧的热效率高。且飞行器中燃料燃烧的热效率高。且飞行器中燃料燃烧的热效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞行器的热管理系统


[0001]本公开属于飞行器
，具体涉及一种用于飞行器的热管理系统。

技术介绍

[0002]飞行器的高速化具有极其重要的军用和民用价值。但是由于存在气动加热效应，随着飞行速度的增加，飞行器表面感受到空气的温度大幅度增加，比如在平流层以Ma5状态飞行时，飞行器前缘(包括机头前缘、机翼前缘)受到气动加热温度高达1000℃，远大于飞机蒙皮材料的安全温度，需要采用热防护措施。
[0003]热防护措施分为被动和主动两类。被动热防护主要采用隔热层或烧蚀材料，适用于导弹等一次性、短时飞行的场合。长航时、可重复使用的高超声速飞行器表面热防护，则必然选择主动热防护措施。
[0004]现有技术中的热量回收装置，利用热电转换材料对飞行器工作过程中高速来流产生的气动热和发动机燃烧室的传热进行回收再利用，实现对飞行器进行有效地热管理和实现能量的综合利用以提高总的能量利用效率。其缺点在于受到热电转换材料的限制，效率极低，不能可靠的对高温部件进行冷却。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种用于飞行器的热管理系统。
[0006]本公开的技术方案如下：
[0007]一种用于飞行器的热管理系统，包括：
[0008]吸热单元，设置在飞行器需散热位置处，所述吸热单元能够吸收所述飞行器需散热位置处的热量；
[0009]换热单元，经导热单元与所述吸热单元连接，所述导热单元能够将所述吸热单元吸收的热量传递至换热单元；
[0010]燃料预热单元，与所述换热单元相连接，所述燃料预热单元能够吸收换热单元的热量加热燃料。
[0011]可选的，所述导热单元包括至少一套循环管路，所述循环管路的一端与所述吸热单元连通，所述循环管路的另一端与所述换热单元相连通，其中，所述循环管路中设置有换热介质，所述循环管路上还安装有介质驱动元件，所述介质驱动元件能够驱动换热介质在所述循环管路中循环流动。
[0012]可选的，所述介质驱动元件与气体动力单元相连接，所述气体动力单元能够将所述飞行器外部气流动能转化为介质驱动元件的动力。
[0013]可选的，所述气体动力单元与飞行器的吸气发动机连接。
[0014]可选的，所述气体动力单元通过气体引流单元与吸气发动机连接。
[0015]可选的，所述气体引流单元的入口设置在吸气发动机的喷口位置处。
[0016]可选的，所述介质循环换热元件的换热介质是液态金属。
[0017]可选的，所述液态金属是镓铟合金和/或钾钠合金。
[0018]可选的，所述介质驱动元件与飞行器的动力单元连接。
[0019]可选的，所述飞行器的前缘设置有蒙皮，所述吸热单元与所述蒙皮相接触。
[0020]本公开所述的飞行器的热管理系统，通过吸热单元吸收飞行器上需要进行散热区域的热量，并且通过导热单元将热量传递给换热单元，燃料预热单元吸收换热单元的热量加热燃料，燃料进行预热以后进入飞行器的动力单元燃烧；本申请中热管理系统的构成简单，可靠性高，能量利用率高，且飞行器中燃料燃烧的热效率高。
附图说明
[0021]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0022]图1是本公开所述的用于飞行器的热管理系统的结构框图；
[0023]图2是本公开中对蒙皮位置散热时的用于飞行器的热管理系统的结构示意图；
[0024]图3是本公开中对发动机位置散热时的用于飞行器的热管理系统的结构示意图；
[0025]图4是本公开中对电子设备散热时的用于飞行器的热管理系统的结构示意图；
[0026]图5是本公开实施例二的用于飞行器的热管理系统的结构示意图；
[0027]图6是本公开实施例三的用于飞行器的热管理系统的结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，专利技术提供一种用于飞行器的热管理系统，包括吸热单元1、导热单元2、换热单元3和燃料预热单元4，吸热单元1设置在飞行器需散热位置处，换热单元3经导热单元2与所述吸热单元1连接，燃料预热单元4与所述换热单元3相连接；热单元能够吸收所述飞行器需散热位置处的热量，导热单元能够将吸热单元吸收的热量传递至换热单元，燃料预热单元能够吸收换热单元的热量加热燃料。
[0032]在一个实施例中，如图2所示，飞行器的前缘设置有蒙皮7，吸热单元1可以与所述蒙皮7相接触，对飞行器的蒙皮7进行吸热降温；如图3所示，吸热单元也可以安装在飞行器的发动机位置，对发动机进行吸热降温；如图4所示，吸热单元1可以安装在飞行器的电子设备8位置，对电子设备进行吸热降温。吸热单元1可以是吸热板，吸热板结构简单，与散热位置的形状相贴合接触，接触面积大，散热效率高，且不受需散热装置的尺寸影响，可以根据现场空间的形状尺寸自由定制。吸热单元1也可以是散热器，其通过循环流动的散热介质对需散热位置处进行吸热降温，散热器的散热管路能够嵌入至需散热的装置内部，从内部进
行散热，所以能够对需要散热的位置进行精准散热。例如，在发动机的壳体中开设流道，通过散热介质进行散热；又如，在飞行器蒙皮中开设流道，通过散热介质通过飞行器蒙皮进行散热。
[0033]在一个实施例中，导热单元2可以是导热片，其材料可以采用钨铜合金，能够耐高温。导热单元2的一端连接吸热单元1，导热单元2另一端连接换热单元3，用于传递的热量。在另一个实施中，导热单元2也可以是导热胶、导热硅脂、导热绝缘弹性橡胶，可以对电子元件进行导热，既能导热又能绝缘。在又一个实施例中，导热单元2也可以采用循环流动的导热介质吸收吸热单元1的热量，并将热量传递给换热单元。
[0034]在一个实施例中，换热单元3是间壁式换热器，结构成熟，换热效率高，能够将所述吸热单元1吸收的热量传递至换热单元。又如，换热单元3是金属基散热板，通过换热材料制造换热板进行直接热传导换热，结构简单。再如，换热单元3是管壳式换热器，管壳式换热器，螺旋管束设计，可以最大限度的增加湍流效果，加大换热效率。
[0035]在一个实施例中，燃料预热单元4可以安装在飞行器的燃料箱上，对整个燃料箱中的燃料进行预热保温，让燃料箱中的燃料维持在稳定的温度；或，燃料预热单元4可以安装在燃料箱5与飞行器的动力单元6之间，对需要进入飞行器动力单元6的燃料进行预热，燃料箱5中的燃料通过燃料预热单元4后进入飞行器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的热管理系统，其特征在于，包括：吸热单元，设置在飞行器需散热位置处，所述吸热单元能够吸收所述飞行器需散热位置处的热量；换热单元，经导热单元与所述吸热单元连接，所述导热单元能够将所述吸热单元吸收的热量传递至换热单元；燃料预热单元，与所述换热单元相连接，所述燃料预热单元能够吸收换热单元的热量加热燃料。2.根据权利要求1所述的用于飞行器的热管理系统，其特征在于：所述导热单元包括至少一套循环管路，所述循环管路的一端与所述吸热单元连通，所述循环管路的另一端与所述换热单元相连通，其中，所述循环管路中设置有换热介质，所述循环管路上还安装有介质驱动元件，所述介质驱动元件能够驱动换热介质在所述循环管路中循环流动。3.根据权利要求2所述的用于飞行器的热管理系统，其特征在于：所述介质驱动元件与气体动力单元相连接，所述气体动力单元能够将所述飞行器外部气流动能转化为介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗辉，李亚忠，周琨，魏宽，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：