[发明专利]相变热缓冲式舰载挡焰板

说明书

本发明公开了一种相变热缓冲式舰载挡焰板，由散热结构层和换热层组成，所述散热结构层由导热板、均热肋片及相变材料构成，在上下两块导热板之间形成散热腔，所述均热肋片布置在所述散热腔内，所述相变材料填充于所述散热腔的均热肋片间；所述换热层位于所述散热结构层的下方并与所述散热结构层贴合；所述均热肋片为包括中心受热体以及在中心受热体圆周方向上均布的散热分支，所述散热分支包括主分支和在主分支上间隔设置的支分支。本发明利用了泡沫金属及肋片的优良导热性能，使得舰载挡焰板具备了更高效的吸热与散热能力，同时结合了复合相变材料的高蓄热能力，有效的提高了系统的安全性，延长了舰载挡焰板的使用寿命，降低航母的维护难度。

技术领域

本发明涉及一种航空领域的挡焰板，具体涉及的是一种为了提高换热性能和安全性，延长使用寿命而设计的具有雪花状肋片结构，并在肋间填充复合相变材料的热缓冲式挡焰板。

背景技术

随着军事技术的不断发展，航空母舰已成为世界上威力最强的武器之一，也是一个国家综合国力的象征，航母的主要攻击力体现在舰载机上，但是舰载机的起降难度大，危险性高。舰载机在起飞前，发动机经历三个状态：慢车状态、过渡状态和全加力状态。当发动机处于全加力状态时，尾喷管处燃气流的速度可达上千米每秒，温度将逼近2000℃左右。因此需要在起飞位置的后方设置挡焰板，保护甲板工作人员及设备，也保证起飞区和降落区互不干扰。

目前使用的挡焰板由钢框架的铝板制成，高温燃气喷射在挡焰板上的温度可达到1600℃。为了降低燃气流的灼热温度，挡焰板后装有供冷却水循环流动的格状水管。而这种挡焰板的缺点在于热量的传递主要是依靠金属材料的导热进行，受到材料本身导热能力的限制，往往无法及时进行热量散发，使得板材极易烧损，减少了挡焰板的使用寿命，增加了航母的维护难度。另一方面，由于热量不能及时转移，也影响了下一架飞机的起飞，影响航母的作战性能。因此，必须研究和开发新的高效的散热技术以适应高温、高速射流条件下舰载挡焰板的散热要求。

固液相变储能材料在相变过程中具有等温或近似等温，并伴随着较大的相变潜热等优点，在军事，建筑保温，采暖，电子元器件散热等诸多领域都具有广泛的应用前景，但是大多数固液相变材料的热导率很低，这导致相变储能装置无法快速地进行热量的储存和释放，限制了其在很多领域的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种相变热缓冲式舰载挡焰板，提高了系统换热效率和温度的均匀性，有效降低了挡焰板表面燃气流的灼热温度，提高了装置的安全性，并延长挡焰板的使用寿命。

为解决传统舰载挡焰板设计上存在的上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种相变热缓冲式舰载挡焰板，由散热结构层和换热层组成，所述散热结构层由导热板、均热肋片及相变材料构成，所述导热板位于所述散热结构层的上下表面，在上下两块导热板之间形成散热腔，所述均热肋片布置在所述散热腔内，所述相变材料填充于所述散热腔的均热肋片间；所述换热层位于所述散热结构层的下方并与所述散热结构层贴合，用于带走所述散热结构层吸收的热量；所述均热肋片为包括中心受热体以及在中心受热体圆周方向上均布的散热分支，所述散热分支包括主分支和在主分支上间隔设置的支分支，所述主分支为线性且垂直于中心受热体的外表面。充分利用了相变材料的高蓄热能力及泡沫金属和肋片的高导热能力，有效的提高了挡焰板的安全性及使用寿命。

所述相变材料为将石蜡填充到泡沫铝骨架中形成的泡沫铝-石蜡复合相变材料。通过控制填充的石蜡的比例，可制得综合热性能优良，具有理想导热系数和相变潜热的复合相变材料。

所述支分支一共8对，每个散热分支设置2对支分支，每对支分支对称分布在主分支两侧。

所述中心受热体为圆形，所述散热分支为从中心主受热区域向外等距离延展的4个。

支分支与主分支成45度-75度夹角。