阅读说明：本技术 用于高速飞行器的油箱热防护结构及具有其的高速飞行器 (Oil tank thermal protection structure for high-speed aircraft and high-speed aircraft with oil tank thermal protection structure ) 是由 杨晓东 金亮 刘海涛 林晔 郭威 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于高速飞行器的油箱热防护结构,该油箱热防护结构为在第一油箱内设置第二油箱且第一油箱和第二油箱之间相距预定距离,设计第一油箱与第二油箱之间形成用于储存燃油的腔体,腔体内燃油在飞行器爬升阶段用尽后,第一油箱与第二油箱之间形成气体隔热层,可有效降低第一油箱气动加热对第二油箱燃油的加热热流,从而起到一定的绝热作用。因此,本发明所提供的油箱热防护结构与现有技术相比,其能够较好地解决高速飞行过程中燃油的温升满足热管理系统需求的问题,实现绝热形式简单且易于实现。(The invention provides a fuel tank thermal protection structure for a high-speed aircraft, which is characterized in that a second fuel tank is arranged in a first fuel tank, a preset distance is reserved between the first fuel tank and the second fuel tank, a cavity for storing fuel oil is designed to be formed between the first fuel tank and the second fuel tank, and after the fuel oil in the cavity is used up in the climbing stage of the aircraft, a gas thermal insulation layer is formed between the first fuel tank and the second fuel tank, so that the heating heat flow of the pneumatic heating of the first fuel tank to the fuel oil in the second fuel tank can be effectively reduced, and a certain thermal insulation effect is achieved. Therefore, compared with the prior art, the thermal protection structure of the fuel tank provided by the invention can better solve the problem that the temperature rise of fuel oil in the high-speed flight process meets the requirement of a thermal management system, and has the advantages of simple realization of heat insulation form and easiness in realization.)

用于高速飞行器的油箱热防护结构及具有其的高速飞行器

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，尤其涉及一种用于高速飞行器的油箱热防护结构及具有其的高速飞行器。

背景技术

目前，在高速长航时飞行条件下，机体外壁面气动加热，机体内进气道、发动机、设备发热严重，为了保证机体结构及舱内设备的正常工作，需采用热管理措施实现对飞行器热量的收集、传输、利用和排散，而燃油作为飞行器热管理系统的有效冷源，油箱热防护结构需保证燃油在飞行过程中的温升满足热管理系统需求。

随着飞行器航速提高和航时加长，飞行器对结构及热管理系统的轻量化以及装油空间提出了更高的要求，但是，长时高速飞行带来气动加热更加显著，如果采用已有油箱结构及油箱热防护结构，则需要更厚的防隔热层，而更厚的防隔热层会导致防/隔热结构的重量增加以及装油空间的减小。

发明内容

本发明提供了一种用于高速飞行器的油箱热防护结构及具有其的高速飞行器，能够解决现有技术中长时高速飞行带来气动加热更加显著，已有油箱结构及热防护结构的重量增加以及装油空间的减小的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种用于高速飞行器的油箱热防护结构，高速飞行器的油箱热防护结构包括：第一油箱和第二油箱，第二油箱设置在第一油箱内部且与第一油箱之间相距预定距离，第一油箱与第二油箱之间形成用于储存燃油的腔体，腔体内燃油在飞行器爬升阶段用尽后，第一油箱与第二油箱之间形成气体隔热层以实现绝热。

进一步地，第一油箱包括第一面板和第二面板，第一面板和第二面板之间具有空隙，第一面板与第二面板之间采用真空焊接连接。

进一步地，第一面板为平板或多孔夹层板。

进一步地，第一面板为蜂窝夹层板。

进一步地，第二面板为波纹板。

进一步地，波纹板的材料为钛合金金属。

进一步地，第一面板和第二面板之间的空隙中设置有隔热材料层，隔热材料层内包覆有反射屏。

进一步地，隔热材料层的材料为气凝胶隔热材料，反射屏的材料为铝箔。

进一步地，第二油箱的材料为轻质金属材料或复合材料，复合材料包括聚酰亚胺复合材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种高速飞行器，高速飞行器包括上述任一项所述的油箱热防护结构。

应用此种配置方法，提供了一种用于高速飞行器的油箱热防护结构，该油箱热防护结构为在第一油箱内设置第二油箱且第一油箱和第二油箱之间相距预定距离，设计第一油箱与第二油箱之间形成用于储存燃油的腔体，腔体内燃油在飞行器爬升阶段用尽后，第一油箱与第二油箱之间形成气体隔热层，可有效降低第一油箱气动加热对第二油箱燃油的加热热流，从而起到一定的绝热作用。因此，本发明所提供的油箱热防护结构与现有技术相比，其能够较好地解决高速飞行过程中燃油的温升满足热管理系统需求的问题，实现绝热形式简单且易于实现。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的用于高速飞行器的油箱热防护结构示意图；

图2示出了图1中提供的用于高速飞行器的油箱热防护结构的局部剖面图。

附图标记说明

1、第一油箱； 2、第二油箱； 3、腔体；

11、第一面板； 12、第二面板； 13、隔热材料层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种用于高速飞行器的油箱热防护结构，该油箱热防护结构包括第一油箱1、第二油箱2和腔体3，第二油箱2设置在第一油箱1内部且与第一油箱之间相距预定距离，第一油箱1与第二油箱2之间形成用于储存燃油的腔体3，腔体3内燃油在飞行器爬升阶段用尽后，第一油箱1与第二油箱2之间形成气体隔热层以实现绝热，并在后续阶段使用第二油箱中的燃油。

应用此种配置方法，提供了一种用于高速飞行器的油箱热防护结构，该油箱热防护结构为在第一油箱内设置第二油箱且第一油箱和第二油箱之间相距预定距离，设计第一油箱与第二油箱之间形成用于储存燃油的腔体，腔体内燃油在飞行器爬升阶段用尽后，第一油箱与第二油箱之间形成气体隔热层，可有效降低第一油箱气动加热对第二油箱燃油的加热热流，从而起到一定的绝热作用。因此，本发明所提供的油箱热防护结构与现有技术相比，其能够较好地解决高速飞行过程中燃油的温升满足热管理系统需求的问题，实现绝热形式简单且易于实现。

进一步地，在本发明中，为了维持飞行器整体热防护面的延续性，提升飞行器油箱热防护系统的总体性能，可将第一油箱1设计为包括第一面板11和第二面板12的双层油箱，第一面板11和第二面板12之间具有空隙，第一面板11与第二面板12之间采用真空焊接连接，焊接后保证第一面板11和第二面板12之间形成的空隙内保持高真空度小于0.01Pa。此外，可以在真空空隙结构中填充多层隔热材料，采用金属进行真空封闭处理起到隔热作用，参见下述实施例的描述。

应用此种配置方式，通过将第一面板设计为平板或多孔夹层板，能够增加油箱的力载荷，能够保证飞行器在高速运行时油箱结构的完整性。其中，多孔夹层板可以为蜂窝夹层板。作为本发明的一个具体实施例，如图2所示，当第一面板11采用耐高温蜂窝夹层板时，蜂窝夹层板在飞行器高速运行时能够增加油箱的力载荷，同时也起一定的隔热作用。

进一步地，本发明中，考虑到第一油箱具有力载荷和热载荷的需要，可将第二面板12配置为采用耐高温金属材料的波纹板。作为本发明的一个具体实施例，如图2所示，示出了第二面板12为钛合金金属波纹板。作为本发明的其他具体实施例，也可采用其他耐高温金属材料的波纹板，只要该金属材料的波纹板在飞行过程中起到力载荷和热载荷的作用，能够保证油箱1结构的完整性和耐热性即可。

进一步地，在本发明中，为了避免飞行过程中机体外壁面气动加热导致油箱1出现发热严重的情况，在第一面板11和第二面板12之间的空隙中设置有隔热材料层13，隔热材料层13的材料包括低导热隔热材料，隔热材料层13内包覆有反射屏起隔热作用，反射屏的材料包括具有热载荷功能的高反射箔材，以此实现对第一油箱1热量的收集、传输、利用和排散，保证油箱结构及舱内设备的正常工作。

作为本发明的一个具体实施例，如图2所示，在第一面板11和第二面板12之间的空隙中设置有隔热材料层13，隔热材料层13的材料为气凝胶隔热材料，隔热材料层13内包覆有反射屏，包覆反射屏的材料为铝箔。作为本发明的其他实施例，也可采用其他低导热隔热材料和具有热载荷功能的高反射箔材，只要能够保证油箱结构完整性及舱内设备的正常工作即可，此处不做限制。

进一步地，在本发明中，为了解决传统热防护系统增加隔热结构带来整体油箱空间减小和重量增加的问题，在本发明中，第二油箱2的材料为轻质金属材料或复合材料。复合材料包括聚酰亚胺复合材料。

作为本发明的一个具体实施例，考虑材料获取的难易度以及成本，用于高速飞行器油箱热防护结构的第二油箱2优选采用聚酰亚胺复合材料。作为本发明的其他实施例，也可采用其他轻质金属材料或复合材料，只要能够解决传统热防护系统增加隔热结构带来整体油箱空间减小和重量增加的问题即可，此处不做限制。

根据本发明的另一方面，提供了一种高速飞行器，该高速飞行器包括上述实施例中的用于高速飞行器的油箱热防护结构。

应用此种配置方法，提供了一种高速飞行器，该高速飞行器采用本发明所提供的油箱热防护结构实现对飞行器热量的收集、传输、利用和排散，保证油箱结构及舱内设备的正常工作。该油箱热防护结构为在第一油箱内设置第二油箱且第一油箱和第二油箱之间相距预定距离，设计第一油箱与第二油箱之间形成用于储存燃油的腔体，腔体内燃油在飞行器爬升阶段用尽后，第一油箱与第二油箱之间形成气体隔热层，可有效降低第一油箱气动加热对第二油箱燃油的加热热流，从而起到一定的绝热作用。因此，本发明所提供的油箱热防护结构与现有技术相比，其能够较好地解决高速飞行过程中燃油的温升满足热管理系统需求的问题，实现绝热形式简单且易于实现。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。