[发明专利]一种局部发汗冷却抑制激波的超声速气膜冷却装置及其防护方法

摘要

本发明提供一种能用于高超飞行器中高温部件在出现激波作用时，可以根据激波的出现打开局部发汗冷却结构，自适应的通过局部发汗冷却强化冷却的方法来实现抑制激波的破坏效果的超声速气膜冷却结构及其冷却方法。本发明能够有效地减少冷却气体的消耗。所涉及到的部件均为机械结构的部件，所应用的原理基本为机械、流体本身的特性，不涉及到电动控制、电子信号等设备，因此本发明设计方案具有很好的可靠性和实用性。

主权项

1.一种根据入射壁面的激波的出现自适应的打开局部发汗冷却来实现抑制激波的破坏效果的超声速气膜冷却装置，该装置包括：压力监测管道(4)、压力启闭阀门(5)、发汗冷却流体供给通道(6)、发汗冷却储气腔室(7)、设置在受保护壁面压力检测区域的壁面发汗冷却多孔介质(8)以及超声速气膜冷却通道(2)，所述压力监测管道为金属管道结构，其一端布置在受保护壁面(9)监测点处，另一端布置在压力启闭阀门上，所述受保护壁面监测点设置在壁面发汗冷却多孔介质内，发汗冷却流体供给通道与发汗冷却储气腔室连接，在发汗冷却流体供给通道上安装压力启闭阀门，发汗冷却储气腔室设置为在外部环绕受保护壁面监测点，压力监测管道穿过该发汗冷却储气腔室后设置在受保护壁面监测点处；通过压力监测管道中的流体压力来实现阀门启闭，当激波的强度大于一定值后，由此引起的压力可以顶开阀门，当激波减弱或者消失时，压力监测管道中流体的压力不足以顶开阀门，阀门关闭，通过所述压力启闭阀门来控制发汗冷却流体供给通道，当该阀门打开时，冷却流体将通过该阀门流入发汗冷却储气腔室，当该阀门关闭时，将切断发汗冷却流体的供给，受保护壁面通过超声速气膜冷却通道的流体维持其冷却；超声速气膜冷却是通过从壁面冷却流喷嘴中平行于高温主流以超声速喷出冷却流体覆盖在受保护壁面上，将壁面与高温主流隔开来实现热防护。