[發(fā)明專利]發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010470910.1
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111636966B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 祝銀海;姜培學
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F02C7/18
• 分類號: F02C7/18;F02C7/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王海燕

本發(fā)明公開了一種發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)，發(fā)動機包括周壁，周壁內設有沿周壁的長度方向貫通發(fā)動機的冷卻通道，周壁設有第一進口和第二進口，第一進口和第二進口與冷卻通道連通，冷卻系統(tǒng)包括：儲存器、第一接管和第二接管，儲存器用于儲存吸熱型碳氫燃料；第一接管一端與儲存器連通，第一接管的另一端與第一進口連通，以使吸熱型碳氫燃料可經第一接管和第一進口進入冷卻通道內；第二接管的另一端與第二進口連通，以使吸熱型碳氫材料經第二接管和第二進口進入冷卻通道內；第一進口和第二進口在周壁的長度方向上間隔布置，本發(fā)明可以提高發(fā)動機性能，保證飛行器安全。

技術領域

本發(fā)明涉及航天熱防護技術領域，具體地，涉及一種發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)和具有該冷卻系統(tǒng)的發(fā)動機。

背景技術

沖壓發(fā)動機外壁所受的熱載荷非常高，需要采用主動熱防護對發(fā)動機的外壁進行保護。相關技術中，冷卻介質從發(fā)動機外壁的一端進入冷卻通道，并沿外壁流動過程中不斷吸收熱量，同時冷卻發(fā)動機外壁，最后從發(fā)動機外壁的另一端流出。然而，相關技術中的冷卻方式容易影響發(fā)動機性能和飛行器安全。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發(fā)明的一個實施例提出一種發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)可以提高發(fā)動機性能，保證飛行器安全。

本發(fā)明的另一個實施例提出一種發(fā)動機。

根據本發(fā)明的第一方面的實施例提出的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，所述發(fā)動機包括周壁，所述周壁內設有大體沿所述周壁的長度方向貫通所述發(fā)動機的冷卻通道，所述周壁設有第一進口和第二進口，所述第一進口和第二進口與所述冷卻通道連通，所述冷卻系統(tǒng)包括：儲存器，所述儲存器用于儲存吸熱型碳氫燃料；第一接管，所述第一接管的一端與所述儲存器相連，所述第一接管的另一端與所述第一進口連通，以使所述吸熱型碳氫燃料可經所述第一接管和所述第一進口進入所述冷卻通道內；第二接管，所述第二接管的一端與所述儲存器相連，所述第二接管的另一端與所述第二進口連通，以使所述吸熱型碳氫材料經所述第二接管和所述第二進口進入所述冷卻通道內；所述第一進口和所述第二進口在所述周壁的長度方向上間隔布置，所述第二進口沿所述吸熱型碳氫燃料在所述冷卻通道內的流動方向位于所述第一進口下游，從所述第一進口進入所述冷卻通道內的所述吸熱型碳氫燃料在流動至所述冷卻通道內與所述第二進口對應的位置時已發(fā)生一定程度的熱裂解化學反應，從所述第二進口進入所述冷卻通道內的吸熱型碳氫燃料瞬間被加熱并開始發(fā)生熱裂解化學反應。

根據本發(fā)明的實施例提出的發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，通過沿冷卻通道長度間隔布置的第一進口和第二進口，充分利用了熱裂解化學反應的空間效應，可以有效提高冷卻介質的熱裂解吸熱性能，在相同的熱載荷條件下，碳氫燃料的溫度和裂解率更低，因此可以減少結焦量，防止冷卻通道堵塞，提高了冷卻通道的傳熱能力，提高發(fā)動機性能，保證飛行器安全。

在一些實施例中，所述第一進口設在所述周壁的第一端面，所述第二進口與所述周壁的第一端面之間的距離大于所述第二進口與所述周壁的第二端面之間的距離。

在一些實施例中，所述吸熱型碳氫材料從所述冷卻通道流出時的溫度為第一預設溫度，從所述第一進口進入所述冷卻通道的所述吸熱型碳氫燃料流動至所述冷卻通道內與所述第二進口對應的位置時的溫度為第二預設溫度，所述第二預設溫度小于所述第一預設溫度，且所述第一預設溫度與所述第二預設溫度的差值大于等于10℃且小于等于100℃。

在一些實施例中，發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)還包括第一控制閥和第二控制閥，所述第一控制閥設在所述第一接管上以控制從所述第一進口流入所述冷卻通道的吸熱型碳氫燃料的流量，所述第二控制閥設在所述第二接管上以控制從所述第二進口流入所述冷卻通道的吸熱型碳氫燃料的流量。

在一些實施例中，發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)還包括測量裝置，所述測量裝置用于檢測所述冷卻通道內與所述第二進口對應的位置的吸熱型碳氫燃料的溫度。