一种飞行器防热装置及飞行器

技术领域

本发明属于飞行器防热技术领域，更具体地，涉及一种飞行器防热装置及飞行器。

背景技术

超高速飞行器在大气层内高速飞行时，会产生严重的气动加热现象，机体结构温度急剧升高引起结构刚度与强度的下降，甚至由于材料烧蚀、熔化等引起结构破坏，严重影响飞行安全，需要采取热防护措施。现有的飞行器防热装置一般采用燃油冷却方式，虽然能够起到降温效果，但不能对气动加热产生的热能进行利用，造成热能浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种飞行器防热装置及飞行器，通过热电转换器将气动加热产生的热能转换成电能，并通过热端壳体、热端燃油管路和冷端壳体、冷端燃油管路对热电转换器的热端和冷端控温，实现降温防热的同时实现热能的有效利用。

为了实现上述目的，本发明提供一种飞行器防热装置及飞行器，包括：

热电转换器；

热端壳体和冷端壳体，分别设置于所述热电转换器的两侧，所述热端壳体和所述冷端壳体靠近所述热电转换器的一侧分别与所述热电转换器的热端和冷端接触；

热端燃油管路和冷端燃油管路，分别设置于所述热端壳体和冷端壳体内，所述热端燃油管路和所述冷端燃油管路分别设置有第一入口、第一出口和第二入口、第二出口。

可选地，所述第一出口和所述第二出口内分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器。

可选地，所述第一入口和所述第二入口内分别设置有第一流量计和第二流量计。

可选地，所述热端壳体远离所述热电转换器的一侧的外壁形状与所述飞行器的外形相配合。

可选地，所述热端壳体靠近所述热电转换器的一侧的外壁设置为平面状，所述冷端壳体靠近所述热电转换器的一侧的外壁设置为平面状。

可选地，所述热端燃油管路和所述冷端燃油管路分别在所述热端壳体和所述冷端壳体内呈蛇形排布。

可选地，所述热端壳体和所述冷端壳体由外壳和填充在所述外壳内部的工质组成，所述外壳与所述工质形成热疏导结构。

本发明还提供一种飞行器，包括上述的飞行器防热装置。

可选地，所述飞行器防热装置嵌设在所述飞行器的外壁内。

可选地，所述热电转换器的输出端与所述飞行器的电力系统相连接，所述第一入口和所述第二入口分别连接独立的供油管路。

本发明提供一种飞行器防热装置及飞行器，其有益效果在于：

1、该装置通过热电转换器将气动加热产生的热能转换成电能，并通过热端壳体、热端燃油管路和冷端壳体、冷端燃油管路对热电转换器的热端和冷端控温，实现降温防热的同时实现热能的有效利用；

2、该装置的热端燃油管路和冷端燃油管路采用独立供油，通过第一温度传感器和第二温度传感器监测各自的出口温度，通过第一流量计和第二流量计监测各自的燃油流量，通过对流量的控制对热电转换器的热端和冷端控温，满足发电环境要求；

3、该装置的热端外壳和冷端外壳采用耐高温的导热材料制成，并且热端壳体远离热电转换器的一侧的外壁形状与飞行器的外形相配合，保证传热效果的同时能够耐受高温高压气流冲刷，保护内部热电转换组件。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种飞行器防热装置的三维结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种飞行器防热装置的分解结构示意图。

附图标记说明：

1、热电转换器；2、热端壳体；3、冷端壳体；4、热端燃油管路；5、冷端燃油管路；6、第一入口；7、第一出口；8、第二入口；9、第二出口。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供一种飞行器防热装置，包括：

热电转换器；

热端壳体和冷端壳体，分别设置于热电转换器的两侧，热端壳体和冷端壳体靠近热电转换器的一侧分别与热电转换器的热端和冷端接触；

热端燃油管路和冷端燃油管路，分别设置于热端壳体和冷端壳体内，热端燃油管路和冷端燃油管路分别设置有第一入口、第一出口和第二入口、第二出口。

具体的，热端壳体设置在靠近飞行器外壁外侧的一侧，通过第一入口输入燃油，对飞行器的外壁起到冷却防热的作用，同时将热能传递至热电转换器的热端，由热电转换器将热能转换成电能，为飞行器提供附加电力供应；通过第二入口向冷端燃油管路内输送燃油，保证热电转换器冷端温度符合热电转换器的使用条件。

可选地，第一出口和第二出口内分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器。

具体的，第一、第二温度传感器分别监测热端燃油管路和冷端燃油管路内输出燃油的温度。

可选地，第一入口和第二入口内分别设置有第一流量计和第二流量计。

具体的，根据热端燃油管路和冷端燃油管路内输出燃油的温度，控制热端燃油管路和冷端燃油管路内的流量，保证防热效果和热电转换器的工作环境温度，第一、第二流量计能够监测热端燃油管路和冷端燃油管路内燃油的流量。

可选地，热端壳体远离热电转换器的一侧的外壁形状与飞行器的外形相配合。

具体的，热端外壳和冷端外壳采用耐高温的导热材料制成，并且热端壳体远离热电转换器的一侧的外壁形状与飞行器的外形相配合，保证传热效果的同时能够耐受高温高压气流冲刷，保护内部热电转换组件。

可选地，热端壳体靠近热电转换器的一侧的外壁设置为平面状，冷端壳体靠近热电转换器的一侧的外壁设置为平面状。

具体的，平面状能够保证传热均匀，减小热电转换器的部件不规则热失配变形。

可选地，热端燃油管路和冷端燃油管路分别在热端壳体和冷端壳体内呈蛇形排布。

具体的，蛇形排布的燃油管路提高换热面积，进而提高换热效果。

可选地，热端壳体和冷端壳体由外壳和填充在外壳内部的工质组成，外壳与工质形成热疏导结构。

具体的，外壳与工质形成的热疏导结构与热管原理相同，具有良好的热传导性能；对于热端壳体来说，其外壳应采用导热性良好的耐高温材料制成，承受气动加热现象产生的高温。

在一个示例中，根据气动加热环境及热电转换器的使用温度不同，热疏导结构可采用镍基高温合金/钠工质、铌基高温合金/锂工质、铝合金/氨工质等不同的组合形式。

本发明还提供一种飞行器，包括上述的飞行器防热装置。

可选地，飞行器防热装置嵌设在飞行器的外壁内。

可选地，热电转换器的输出端与飞行器的电力系统相连接，第一入口和第二入口分别连接独立的供油管路。

具体的，满足防热要求的同时提供有效的附加电力供应，为飞行器防热与能源管理提供了一种新的可行的思路。

实施例

如图1和图2所示，本发明提供一种飞行器防热装置，包括：

热电转换器1；

热端壳体2和冷端壳体3，分别设置于热电转换器1的两侧，热端壳体2和冷端壳体3靠近热电转换器1的一侧分别与热电转换器1的热端和冷端接触；

热端燃油管路4和冷端燃油管路5，分别设置于热端壳体2和冷端壳体3内，热端燃油管路4和冷端燃油管路5分别设置有第一入口6、第一出口7和第二入口8、第二出口9。

在本实施例中，第一出口6和第二出口8内分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器。

在本实施例中，第一入口6和第二入口8内分别设置有第一流量计和第二流量计。

在本实施例中，热端壳体2远离热电转换器1的一侧的外壁形状与飞行器的外形相配合。

在本实施例中，热端壳体2靠近热电转换器1的一侧的外壁设置为平面状，冷端壳体3靠近热电转换器1的一侧的外壁设置为平面状。

在本实施例中，热端燃油管路4和冷端燃油管路5分别在热端壳体2和冷端壳体3内呈蛇形排布。

在本实施例中，热端壳体2和冷端壳体3由外壳和填充在外壳内部的工质组成，外壳与工质形成热疏导结构。

本发明还提供一种飞行器，包括上述的飞行器防热装置。

在本实施例中，飞行器防热装置嵌设在飞行器的外壁内。

在本实施例中，热电转换器1的输出端与飞行器的电力系统相连接，第一入口6和第二入口8分别连接独立的供油管路。

综上，本发明提供的飞行器防热装置使用时，该装置嵌设在飞行器的外壁内，热端壳体2的外侧与飞行器的外形随形设计，当飞行器高速飞行时，飞行器的外壁上产生气动加热现象，飞行器燃油供油系统分别为热端燃油管路4和冷端燃油管路5供油，一方面热端壳体2内的热端燃油管路4给热电转换器1提供热源，并对飞行器的外壁起到防热的作用，另一方面，通过控制热端燃油管路4和冷端换热管路5内的燃油流量控制热电转换器1热端和冷端的温度，保证热电转换器1的正常工作，热电转换器1输出的电能为飞行器供电系统所用。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。