[發(fā)明專利]適用于高超聲速飛行器的熱能綜合管理系統(tǒng)及飛行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810581854.1
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108750123B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒正平;梁科
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64D13/06
• 分類號: B64D13/06;B64D33/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李海建

1.一種適用于高超聲速飛行器的熱能綜合管理系統(tǒng)，包括座艙空氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)（1）和機(jī)載設(shè)備，所述座艙空氣系統(tǒng)包括座艙（201）、第一渦輪（202）和引氣裝置（203），所述座艙（201）和所述第一渦輪（202）的空氣出口導(dǎo)通，所述引氣裝置（203）能夠給所述第一渦輪（202）提供空氣，所述燃油系統(tǒng)包括燃油泵（301）和燃油調(diào)節(jié)閥（302），所述燃油泵（301）的出口與燃油調(diào)節(jié)閥（302）的入口導(dǎo)通，其特征在于，所述燃油系統(tǒng)中的燃料為碳?xì)淙剂希鲞m用于高超聲速飛行器的熱能綜合管理系統(tǒng)還包括冷卻劑冷卻系統(tǒng)和閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)；

所述冷卻劑冷卻系統(tǒng)包括：

冷卻劑泵（401）；

冷卻劑調(diào)節(jié)閥（402），所述冷卻劑調(diào)節(jié)閥（402）的入口與所述冷卻劑泵（401）的出口導(dǎo)通；

第一冷卻劑冷卻器（403），所述第一冷卻劑冷卻器（403）的冷卻劑入口與所述冷卻劑調(diào)節(jié)閥（402）的入口導(dǎo)通；

第一冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（404），所述第一冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（404）的入口與所述第一冷卻劑冷卻器（403）的冷卻劑入口導(dǎo)通，所述第一冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（404）的出口與所述第一冷卻劑冷卻器（403）的冷卻劑出口導(dǎo)通；

第二冷卻劑冷卻器（405），所述第二冷卻劑冷卻器（405）的冷卻劑入口與所述第一冷卻劑冷卻器（403）的冷卻劑出口導(dǎo)通，所述第二冷卻劑冷卻器（405）的冷卻劑出口與所述推進(jìn)系統(tǒng)（1）的入口導(dǎo)通；

第二冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（406），所述第二冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（406）的入口與所述第二冷卻劑冷卻器（405）的冷卻劑入口導(dǎo)通，所述第二冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（406）的出口與所述第二冷卻劑冷卻器（405）的冷卻劑出口導(dǎo)通；

所述閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的流體工質(zhì)為超臨界流體工質(zhì)，所述閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括：

閉式循環(huán)泵（501）；

第一閉式循環(huán)冷卻器（502），所述第一閉式循環(huán)冷卻器（502）的超臨界工質(zhì)入口與所述閉式循環(huán)泵（501）的出口導(dǎo)通；

第一閉式循環(huán)冷卻器調(diào)節(jié)閥（503），所述第一閉式循環(huán)冷卻器調(diào)節(jié)閥（503）的入口與所述第一閉式循環(huán)冷卻器（502）的超臨界工質(zhì)入口導(dǎo)通，所述第一閉式循環(huán)冷卻器調(diào)節(jié)閥（503）的出口與所述第一閉式循環(huán)冷卻器（502）的超臨界工質(zhì)出口導(dǎo)通；

第二閉式循環(huán)冷卻器（504），所述第二閉式循環(huán)冷卻器（504）的超臨界工質(zhì)入口與所述第一閉式循環(huán)冷卻器（502）的超臨界工質(zhì)出口導(dǎo)通；

閉式循環(huán)渦輪（505），所述閉式循環(huán)渦輪（505）的入口與所述第二閉式循環(huán)冷卻器（504）的超臨界工質(zhì)出口導(dǎo)通，所述閉式循環(huán)泵（501）的動(dòng)力輸出端和所述閉式循環(huán)渦輪（505）的動(dòng)力輸入端連接；

閉式循環(huán)換熱器（506），所述閉式循環(huán)換熱器（506）的超臨界工質(zhì)入口與所述閉式循環(huán)渦輪（505）的出口導(dǎo)通，所述閉式循環(huán)換熱器（506）的超臨界工質(zhì)出口與所述閉式循環(huán)泵（501）的入口導(dǎo)通；

所述第一冷卻劑冷卻器（403）的空氣入口與所述引氣裝置（203）的出口導(dǎo)通，所述第一冷卻劑冷卻器（403）的空氣出口與所述第一閉式循環(huán)冷卻器（502）的空氣入口導(dǎo)通，所述第一閉式循環(huán)冷卻器（502）的空氣出口與所述第一渦輪（202）的入口導(dǎo)通；

所述燃油調(diào)節(jié)閥（302）的出口與所述閉式循環(huán)換熱器（506）的入口導(dǎo)通，所述閉式循環(huán)換熱器（506）的出口與所述推進(jìn)系統(tǒng)（1）的入口導(dǎo)通；

所述機(jī)載設(shè)備的熱空氣出口與所述第二冷卻劑冷卻器（405）的空氣入口導(dǎo)通，所述第二冷卻劑冷卻器（405）的空氣出口與所述第二閉式循環(huán)冷卻器（504）的空氣入口導(dǎo)通，所述第二閉式循環(huán)冷卻器（504）的空氣出口與所述機(jī)載設(shè)備的熱空氣入口導(dǎo)通；

當(dāng)飛行器的飛行馬赫數(shù)在第一預(yù)設(shè)范圍值時(shí)，所述冷卻劑調(diào)節(jié)閥（402）關(guān)閉，所述第一閉式循環(huán)冷卻器調(diào)節(jié)閥（503）和所述燃油調(diào)節(jié)閥（302）打開，所述冷卻劑冷卻系統(tǒng)與所述閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)皆不工作；

當(dāng)所述飛行器的飛行馬赫數(shù)達(dá)到第二預(yù)設(shè)范圍值時(shí)，所述冷卻劑調(diào)節(jié)閥（402）與所述第一閉式循環(huán)冷卻器調(diào)節(jié)閥（503）關(guān)閉，所述燃油調(diào)節(jié)閥（302）打開，所述冷卻劑冷卻系統(tǒng)不工作，所述閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)工作；

當(dāng)所述飛行器的飛行馬赫數(shù)達(dá)到第三預(yù)設(shè)范圍值時(shí)，所述第一閉式循環(huán)冷卻器調(diào)節(jié)閥（503）關(guān)閉，所述冷卻劑調(diào)節(jié)閥（402）與所述燃油調(diào)節(jié)閥（302）打開，所述第一冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（404）與所述第二冷卻劑冷卻器調(diào)節(jié)閥（406）關(guān)閉，所述冷卻劑冷卻系統(tǒng)與所述閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)皆工作。