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一種自適應激波作用的超聲速氣膜冷卻結構的制作方法

文檔序號:11087935閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種可以根據激波的出現自適應的改變冷卻流體的噴射方法來實現抑制激波的破壞效果的超聲速氣膜冷卻裝裝置,其特征在于該裝置包括:壓力監測管道(7)、壓力啟閉閥門(6)以及冷卻氣體超聲速噴嘴;所述壓力監測管道(7)包括多個分支,每個壓力監測管道分支均由金屬管道以及微型逆止閥(8)連接組成,每個壓力監測管道分支的一端布置在受保護壁面(9)監測點處,另一端布置在壓力啟閉閥門(6)上,即在受保護壁面(9)處布置多個壓力監測點,每個監測點均設置壓力監測管道分支,并且在每個壓力監測管道分支上均設置微型逆止閥(8),上述多個壓力監測管道分支最終匯集成一個壓力監測管道(7),所述壓力監測管道(7)與壓力啟閉閥門(6)連接,所述冷卻氣體超聲速噴嘴設置在高溫主流(1)流入側的下方,其由兩部分組成,通過隔板分開,上部為常用冷卻流通道(4),下部為應急冷卻流通道(5),在常用冷卻流通道(2)和應急冷卻流通道(4)的流出端部分別設置有常用流噴嘴(3)和應急冷卻流噴嘴(5),壓力啟閉閥門(6)設置在應急冷卻流通道(5)的上游,常用冷卻流通道(2)用于維持基本熱負荷,應急冷卻流通道(5)用于當受保護壁面處收到了激波的作用時,冷卻流從下部噴嘴中噴出保護受保護壁面。

2.根據權利要求1所述的裝置,其特征在于:通過壓力監測管道(7)中的流體壓力來實現壓力啟閉閥門(6)啟閉,當激波的強度大于一定值后,由此引起的壓力可以頂開閥門,當激波減弱或者消失時,壓力監測管道中流體的壓力不足以頂開閥門,閥門關閉。

3.根據權利要求2所述的裝置,其特征在于:在受保護壁面處布置多個壓力監測點,相互之間通過在管道上面設置微型逆止閥(8)防止激波作用的高壓流體從檢測管道中旁通流出。

4.使用權利要求1-4任一項所述的裝置進行高超飛行器高溫部件熱防護的步驟,其特征在于包括:

1)超聲速流場中,當高溫主流1流入通道后,通過常用冷卻流通道(2)引入冷卻流體經常用冷卻流噴嘴(3)噴入冷卻氣體對受保護壁面(9)進行熱保護;

2)由于局部流動參數或者結構的變化,誘發激波(10)的入射,導致冷卻氣體邊界層內壓力升高,形成高壓區域(11),激波的入射將破壞冷卻氣體邊界層,從而導致冷卻效果下降;此時,受保護壁面的壓力監測管道(7)中流體由于和激波作用區域相連,其流體壓力急劇升高;

3)壓力監測管道(7)中的流體壓力升高后,高壓流體將頂開壓力啟閉閥門(6);

4)壓力啟閉閥門(6)開啟后,冷卻流體進入應急冷卻流通道(4)中,通過引入新的一路冷卻流流體經應急冷卻流噴嘴(5)噴入流場中,對受保護壁面(9)進行增強冷卻,從而能減少激波的破壞作用;

5)當流場中參數發生改變后,激波強度變弱或者消失,此時壓力監測區域(9)的流體壓力下降,壓力監測管道(7)中流體壓力下降,不足以維持打開壓力啟閉閥門(6),此時壓力啟閉閥門(6)關閉,應急冷卻流通道(4)中冷卻流體關閉。

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