[发明专利]高传热率可再用热保护系统

说明书

技术领域

本公开的实施方式一般涉及热保护。更具体地，本公开的实施方式涉及高传热率热保护系统。

背景技术

穿过大气层行进的交通工具可能受到诸如摩擦的热效应。交通工具蒙皮一般包括承受这些热效应并且产生高温的高温材料。该高温材料一般装载可对异常现象敏感(vulnerable)并且可采取额外时间进行维修服务的耐热结构。

发明内容

提出了用于高传热率可再用热保护的系统和方法。多孔蒙皮包括暴露的外表面和非暴露的表面，并且冷却剂贮器包括连接到所述非暴露表面的穿孔以及阀。该阀响应于多孔蒙皮的温度，调节冷却剂从冷却剂贮器到多孔蒙皮的冷却剂流动。

以这种方式，本公开的实施方式提供保护能够承受热效应和高温的交通工具蒙皮的装置。

在实施方式中，热消散和热保护系统包括多孔蒙皮、冷却剂贮器以及阀。多孔蒙皮包括暴露的外表面，并且冷却剂贮器包括连接到多孔蒙皮的非暴露表面的穿孔以及阀。该阀响应于多孔蒙皮的温度，调节冷却剂从冷却剂贮器通过穿孔到多孔蒙皮的流动。

在另一个实施方式中，用于形成热消散和热保护系统的方法将包括穿孔的冷却剂贮器连接到包括暴露外表面的多孔蒙皮的非暴露表面上。该方法进一步配置阀从而响应于多孔蒙皮的温度，调节冷却剂从冷却剂贮器到多孔蒙皮的流动。

在进一步实施方式中，用于操作热消散和热保护系统的方法用冷却剂填充包括连接到多孔蒙皮上的穿孔的冷却剂贮器。该方法进一步响应于多孔蒙皮的温度，调节冷却剂从冷却剂贮器通过穿孔到多孔蒙皮的流动。

根据本公开的一方面，提供了热消散和热保护系统，该系统包括：多孔蒙皮，其包括暴露的外表面和非暴露表面；冷却剂贮器，其包括连接到非暴露表面的多个穿孔；以及多个阀，其可操作从而响应于多孔蒙皮的温度，调节冷却剂流体从冷却剂贮器到多孔蒙皮的冷却剂流动。

有利地，该暴露的外表面排出冷却剂流体。

有利地，贮器包括相邻于非暴露表面的外贮器壁，以及与外贮器壁相对的内贮器壁。优选地，每个阀包括：控制锥(control poppet)，其可操作以在来自多个穿孔中的穿孔内移动，从而调节冷却剂流体通过穿孔的冷却剂流动；以及阀致动器，其可操作从而响应于冷却剂流的温度以使控制锥位移，该阀致动器牢固地固定在外贮器壁和内贮器壁中之一的一端处。优选地，阀致动器可操作以基于温度移动穿孔内的多个阀中的阀，从而部分地阻塞冷却剂流动。优选地，当温度高时冷却剂流动增加，而当温度低时冷却剂流动减少。

优选地，该阀致动器包括柔性双金属片和形状记忆合金之一。

有利地，多孔蒙皮可再用并且不会被侵蚀(ablate)。优选地，多孔蒙皮连接到热保护结构以提供其热消散及热保护。

根据本公开的进一步的方面，提供了形成热消散和热保护系统的方法，该方法包括：将包括多个穿孔的冷却剂贮器连接到包括暴露的外表面的多孔蒙皮的非暴露表面上；以及配置多个阀从而响应于多孔蒙皮的温度，调节冷却剂流体从冷却剂贮器通过穿孔到多孔蒙皮的冷却剂流动。

有利地，该方法进一步包括配置暴露的外表面以排出冷却剂流体。

有利地，该方法进一步包括配置相邻于非暴露表面的外贮器壁以及与外贮器壁相对的内贮器壁。优选地，该方法进一步包括配置每个具有连接的阀致动器的阀，所述连接的阀致动器牢固地固定到位于外贮器壁和内贮器壁之一的一端处。优选地，该方法进一步包括配置阀致动器从而基于温度使穿孔内的多个阀中的移位阀位移，从而部分地阻塞冷却剂流动。

根据本公开的仍进一步的方面，提供了用于消散热并且提供热保护的方法，该方法包括：用冷却剂流体填充包括连接到多孔蒙皮上的多个穿孔的冷却剂贮器；并且响应于多孔蒙皮的温度，用多个阀调节冷却剂从冷却剂贮器通过穿孔到多孔蒙皮的冷却剂流动。

有利地，该方法进一步包括从多孔蒙皮的暴露外表面排出冷却剂。

有利地，该方法进一步包括：基于温度使多个致动阀致动器致动；通过致动阀致动器使穿孔内的阀位移；以及用阀部分地阻塞冷却剂流动。

有利地，该方法进一步包括当温度高时经由阀增加冷却剂流动，而当温度低时经由阀减少冷却剂流动。

有利地，该方法进一步包括将多孔蒙皮连接到热保护结构从而提供其热消散及热保护。优选地，该方法进一步包括在空间交通工具重入大气层期间通过消散热并且提供对热保护结构的热保护，使包括热保护结构的空间交通工具受到热保护。