Многоканальная охлаждающая пленум-полость
Изобретение относится к системам охлаждения, относящимся к силовому набору. Технический результат - решение проблем технического обслуживания, связанных с системами тепловой защиты рабочей поверхности, путем обеспечения возможности быстрого ремонта и замены в процессе эксплуатации теплоизоляционных элементов, обеспечивающих легкий доступ, модификацию и оптимизацию системы охлаждения, что повышает живучесть. А также обеспечение выполнения многоканальной охлаждающей контактной площадки, содержащей быстро заменяемую тепловую изоляцию с настраиваемым многоканальным охлаждением пленум-полости. Достигается тем, что каналы (112) для внутреннего охлаждения охлаждают охлаждающую контактную площадку (102, 200, 500), и канал (208) внутреннего потока соединен с каналами (112) для внутреннего охлаждения и направляет внутренний поток (302) хладагента к каналам (112) для внутреннего охлаждения. Канал (210) внешнего потока направляет сквозной поток (304) хладагента сквозь охлаждающую контактную площадку (102, 200, 500). 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
Уровень техники
[001] Варианты реализации настоящего описания относятся, в основном, к системам охлаждения. Более конкретно, варианты реализации настоящего описания относятся к системам охлаждения, относящимся к силовому набору.
Восстановление изделий систем тепловой защиты современного уровня техники в процессе обслуживании является нелегкой задачей, так как изделия современных систем тепловой защиты не могут быть быстро отремонтированы.
Раскрытие изобретения
[002] Раскрыты система охлаждения и способы создания охлаждающей контактной площадки. Множество каналов для внутреннего охлаждения охлаждают охлаждающую контактную площадку. Канал внутреннего потока соединен с каналами для внутреннего охлаждения и направляет внутренний поток хладагента к каналам для внутреннего охлаждения. Канал внешнего потока направляет сквозной поток хладагента сквозь охлаждающую контактную площадку.
Таким образом, предложена охлаждающая контактная площадка, которая может охлаждать контактную облицовку и обеспечивать возможность применения соединительного средства с умеренной температурой такого, как, без ограничения, контактная облицовка, адгезив, сварной шов, суперпластичное диффузионное соединение, механическое соединение или другое соединительное средство для соединения с объектом для использования его в среде, которая может быть высокотемпературной средой. Таким образом, дополнительная структура, такая как жаростойкий/тепловой экран, может быть присоединена к охлаждающей контактной площадке. Кроме того, охлаждающая контактная площадка может быть использована для переноса хладагента через охлаждающую контактную площадку, с тем чтобы охладить тепловой экран.
Согласно варианту реализации охлаждающая контактная площадка содержит каналы для внутреннего охлаждения, по меньшей мере один канал внутреннего потока и по меньшей мере один канал внешнего потока. Каналы для внутреннего охлаждения охлаждают охлаждающую контактную площадку, и канал внутреннего потока соединен с каналами для внутреннего охлаждения и направляет внутренний поток хладагента к каналам для внутреннего охлаждения. Канал внешнего потока направляет сквозной поток хладагента сквозь охлаждающую контактную площадку.
Еще в одном варианте реализации способ охлаждения охлаждающей контактной площадки направляет внутренний поток хладагента к каналам для внутреннего охлаждения по меньшей мере по одному каналу внутреннего потока. Способ дополнительно охлаждает охлаждающую контактную площадку с помощью внутреннего потока хладагента и направляет сквозной поток хладагента сквозь охлаждающую контактную площадку с использованием по меньшей мере одного канала внешнего потока.
В дополнительном варианте реализации способ создания охлаждающей контактной площадки обеспечивает наличие каналов для внутреннего охлаждения, которые выполнены с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки. Способ дополнительно обеспечивает наличие по меньшей мере одного канала внутреннего потока, соединенного с каналами для внутреннего охлаждения и выполненного с возможностью направления внутреннего потока хладагента к каналам для внутреннего охлаждения. Способ дополнительно обеспечивает наличие по меньшей мере одного канала внешнего потока, выполненного с возможностью направления сквозного потока хладагента по охлаждающей контактной площадке.
Данное раскрытие изобретения приведено для представления выбора принципов в упрощенной форме, которые дополнительно раскрыты в приведенном ниже подробном описании. Такое раскрытие изобретения не предназначено для определения ключевых или существенных признаков заявленного изобретения, а также не предназначено для определения объема заявленного изобретения.
Краткое описание чертежей
[003] Более полное понимание вариантов реализации настоящего раскрытия изобретения может быть получено при рассмотрении подробного описания и пунктов формулы изобретения совместно со следующими чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера относятся к подобным элементам. Чертежи предоставлены для облегчения понимания настоящего раскрытия изобретения без ограничения ширины, объема или применимости настоящего раскрытия изобретения. Выполнение указанных чертежей не обязательно в масштабе.
На фиг.1 изображена система многоканальной охлаждающей контактной площадки согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
На фиг.2 представлено изображение многоканальной охлаждающей контактной площадки системы многоканальной охлаждающей контактной площадки по фиг.1, более детально показывающее контактную площадку согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
На фиг.3 изображены поперечные сечения многоканальной охлаждающей контактной площадки по фиг.2, выполненные по линиям А-А и В-В, показывающие соответственно канал внутреннего потока и канал внешнего потока, согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
На фиг.4 изображены виды в перспективе поперечных сечений многоканальной охлаждающей контактной площадки по фиг.2, выполненные по линиям А-А и В-В, показывающие соответственно канал внешнего потока и канал внутреннего потока, согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
На Фиг.5 изображен вид сверху многоканальной охлаждающей контактной площадки, показывающий поток охлаждающей среды через каналы внутреннего потока и каналы внешнего потока многоканальной охлаждающей контактной площадки согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
На фиг.6 изображена типовая блок-схема, показывающая процесс охлаждения многоканальной охлаждающей контактной площадки согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
На фиг.7 представлено изображение типовой блок-схемы, показывающей процесс выполнения узла, содержащего многоканальную охлаждающую контактную площадку согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
Подробное описание
[004] Представленное ниже подробное описание по своему характеру является примерным и не предназначено для ограничения настоящего раскрытия изобретения или заявки и применений вариантов реализации настоящего раскрытия изобретения. Описания определенных устройств, технологий и применений представлены только в качестве примеров. Модификации представленных в настоящем описании примеров станут абсолютно очевидны для специалистов в данной области техники, и общие принципы, определенные в приведенном ниже описании, могут быть использованы по отношению к другим примерам и применениям, не отступая от сущности и объема настоящего раскрытия изобретения. Настоящее раскрытие изобретения должно быть соотнесено с объемом, соответствующим формуле изобретения, и не должно быть ограничено примерами, представленными в приведенном ниже описании и показанными на приложенных чертежах.
Варианты реализации настоящего раскрытия изобретения могут быть представлены в контексте функциональных и/или логических блочных компонентов и различных технологических операций. Следует понимать, что такие блочные компоненты могут быть осуществлены любым числом аппаратных, программных и/или микропрограммных компонентов, выполненных с возможностью осуществления заданных функций. Для краткости изложения настоящего описания стандартные технологии и компоненты, связанные с системами охлаждения, охлаждающими механизмами, изготовлением и другими функциональными аспектами систем (и отдельные операционные компоненты систем), могут быть не раскрыты подробно в приведенном ниже описании. Кроме того, для специалистов в данной области техники будет ясно, что варианты реализации настоящего раскрытия изобретения могут быть осуществлены в сочетании с различными корпусами, относящимися к силовому набору, и что варианты реализации, представленные в настоящем описании, представляют собой только типовые варианты реализации настоящего раскрытия изобретения.
Варианты реализации настоящего раскрытия изобретения описаны в контексте практического неограничивающего применения, а именно в отношении теплового экрана воздушного летательного аппарата. Однако варианты реализации настоящего раскрытия изобретения не ограничиваются такими применениями теплового экрана воздушного летательного аппарата, и способы, представленные в настоящем описании, могут быть также использованы в других применениях. В качестве неограничивающего примера варианты реализации могут быть применены к печам, доменным печам, ракетным соплам, плазменным генераторам, реакторам ядерного деления, термоядерным реакторам, башням солнечной энергии, печам для обжига, холодильникам и другим применениям теплового излучения.
После прочтения данного описания специалистам в данной области техники станет понятно, что приведенное ниже описание представляет собой примеры и варианты реализации настоящего раскрытия, изобретения и не ограничено работой в соответствии с этими примерами. Кроме того, могут быть использованы другие варианты реализации и могут быть выполнены конструкционные изменения, не отступая от объема типовых вариантов реализации настоящего раскрытия изобретения.
В качестве неограничивающего примера, охлаждающая контактная площадка может быть выполнена из пенокерамики, композиционного материала, металла, пластика или другого материала. Тепловой экран из пенокерамики представляет собой превосходный тепловой изолятор, однако он является хрупким и может быть деформирован в процессе обслуживания. Следовательно, предпочтительно наличие системы тепловой защиты рабочей поверхности, такой как многоканальная охлаждающая соединительная система, представленная в настоящем описании, которая обеспечивает выполнение средства для быстро заменяемой пенокерамической изоляции. Кроме того, многоканальная охлаждающая соединительная система может быть активно охлаждена и/или охлаждающий соединительный материал может быть активно охлажден для повышения своей живучести. Скорости, давления и температуры охлаждающего потока заданы для обеспечения соответствующего охлаждения поверхности и охлаждения контактной облицовки со стороны силового набора для изменения рабочих условий.
Варианты реализации настоящего раскрытия изобретения по существу решают проблемы технического обслуживания, связанные с системами тепловой защиты рабочей поверхности, путем обеспечения возможности быстрого ремонта и замены в процессе эксплуатации. Кроме того, заменяемые теплоизоляционные элементы обеспечивают легкий доступ, модификацию и оптимизацию системы охлаждения, что повышает живучесть. Варианты реализации настоящего раскрытия изобретения обеспечивают выполнение многоканальной охлаждающей контактной площадки, содержащую быстро заменяемую тепловую изоляцию с настраиваемым многоканальным охлаждением пленум-полости.
[005] На фиг.1 изображена многоканальная охлаждающая соединительная система 100 (система 100) согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения. Многоканальная охлаждающая соединительная система 100 обычно содержит многоканальную охлаждающую контактную площадку 102 (охлаждающая контактная площадка 102), тепловой экран 104, контактную облицовку 106 со стороны теплового экрана, контактную облицовку 116 со стороны силового набора, силовой набор 118 и контроллер 122 хладагента.
Многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может содержать верхнюю поверхность 108, каналы 112 для внутреннего охлаждения, нижнюю поверхность 114 и охлаждающие отверстия 120.
Многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может быть выполнена из материала такого, как, без ограничения, композиционный материал или другой материал. Многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может быть присоединена к объекту при помощи соединительного средства. Например, не ограничиваясь данным примером, многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может быть присоединена к объекту, такому как силовой набор 118, через контактную облицовку 116 со стороны силового набора и к объекту, такому как тепловой экран 104 через контактную облицовку 106 со стороны теплового экрана. Соединительное средство может содержать, например, без ограничения, контактную облицовку, адгезив, сварочный шов, суперпластичное диффузионное соединение, механическое соединение или другое соединительное средство, предназначенное для соединения с объектом. Объект может содержать, например, без ограничения, тепловой экран, аэродинамический корпус, силовой набор или другой объект.
Многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может быть использована для обеспечения тепловой защиты объекта и/или соединительного средства, связанного с объектом. Например, многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может быть использована для обеспечения тепловой защиты силовому набору 118 и/или контактной облицовке 116 со стороны силового набора, связанной с силовым набором 118. В качестве другого примера многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 может быть использована для обеспечения тепловой защиты тепловому экрану 104 и/или контактной облицовке 106 со стороны теплового экрана, связанной с тепловым экраном 104. Процесс охлаждения охлаждающей контактной площадки 102 повышает живучесть соединительного средства. Процесс охлаждения более подробно объяснен в приведенном ниже описании.
Согласно более подробному пояснению, представленному в приведенном ниже описании, каналы 112 для внутреннего охлаждения выполнены с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки 102. В одном варианте реализации внутренние охлаждающие каналы 112 расположены между верхней поверхностью 108 и нижней поверхностью 114 многоканальной охлаждающей контактной площадки 102. Для обеспечения возможности охлаждения охлаждающей контактной площадки 102 возможны также другие конфигурации и расположение каналов 112 для внутреннего охлаждения.
Тепловой экран 104 может содержать, например, без ограничения, керамическую плитку, пенокерамику, композиционный материал или другой тепловой экран.
Силовой набор 118 может содержать, например, без ограничения, силовой набор воздушного летательного аппарата, аэродинамический корпус или другой силовой набор.
Контроллер 122 хладагента выполнен с возможностью задания характеристик хладагента для обеспечения многоканальной охлаждающей контактной площадке 102 охлаждающего потока с различными скоростями, давлениями и температурами, проходящего по каналам 112 для внутреннего охлаждения, на основании различных рабочих условий. Хладагенты могут содержать, например, без ограничения, воздух, воду или другой хладагент.
Таким образом, предложена многоканальная охлаждающая контактная площадка 102 с быстро заменяемой изоляцией.
Материал многоканальной охлаждающей контактной площадки 102 может активно охлаждаться для повышения его живучести.
[006] На фиг.2 представлено изображение многоканальной охлаждающей контактной площадки 200, показывающее более подробно многоканальную охлаждающую контактную площадку 102 по фиг.1 согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения. В приведенном ниже описании фиг.2 рассмотрена в сочетании с фиг.1. Многоканальная охлаждающая контактная площадка 200, как правило, содержит охлаждающие отверстия 120, каналы 112 для внутреннего охлаждения, каналы 208 внутреннего потока и каналы 210 внешнего потока.
Каналы 208 внутреннего потока выполнены с возможностью обеспечения низконапорного внутреннего потока 302 хладагента (фиг.3), подходящего для охлаждения контактной облицовки 106 со стороны теплового экрана и контактной облицовки 116 со стороны силового набора. Для контактной облицовки со стороны силового набора низконапорное охлаждение в конструктивном отношении предпочтительно по сравнению с высоконапорной охлаждающей средой, потому что оно вызывает более низкие напряжения.
Каналы 210 внешнего потока не соединены с внутренними охлаждающими каналами 112. Каналы 210 внешнего потока выполнены с возможностью направления сквозного потока 304 хладагента (фиг.3) к тепловому экрану 104. Сквозной поток 304 хладагента обеспечивает высоконапорную охлаждающую среду, направляемую по каналу для снижения температуры теплового экрана 104.
Охлаждающие отверстия 120 (представленные вдоль линии С-С 206) выполнены с возможностью обеспечения охлаждающей текучей среде возможности прохождения из каналов 210 внешнего потока к тепловому экрану 104, как показано на поперечном сечении, выполненном по линии А-А 202.
[007] На фиг.3 изображены поперечные сечения многоканальной охлаждающей контактной площадки 200 фиг.2, одно из которых выполнено по линии А-А 202, показывающее каналы 210 внешнего потока, а другое выполнено по линии В-В 204, показывающее каналы 208 внутреннего потока, согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения. Как показано на фиг.3, внутренний поток 302 хладагента и сквозной поток 304 хладагента соответственно проходят в каналы 208 внутреннего потока и каналы 210 внешнего потока.
[008] На фиг.4 изображены виды в перспективе поперечных сечений многоканальной охлаждающей контактной площадки 200 фиг.2, одно из которых выполнено по линии А-А 202, показывающей каналы 210 внешнего потока, а другое выполнено по линии В-В 204, показывающее каналы 208 внутреннего потока, согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
[009] На фиг.5 изображен вид сверху многоканальной охлаждающей контактной площадки 500, показывающий поток охлаждающей среды по каналам 208 внутреннего потока и каналам 210 внешнего потока согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения.
В процессе функционирования каналы 208 внутреннего потока, соединенные с каналами 112 для внутреннего охлаждения, направляют внутренний поток 302 хладагента к каналам 112 для внутреннего охлаждения многоканальной охлаждающей контактной площадки 500, тем самым охлаждая контактную облицовку 106 со стороны теплового экрана и контактную облицовку 116 со стороны силового набора. Такая особенность обеспечивает возможность применения соединительного средства для умеренных температур в другой высокотемпературной среде. Таким образом, охлаждающая контактная площадка 500 повышает живучесть соединительного средства между тепловым экраном 104 и охлаждающей контактной площадкой 102/200/500 согласно приведенному выше описанию.
Каналы 210 внешнего потока направляют по каналу и/или направляют сквозной поток 304 хладагента сквозь многоканальную охлаждающую контактную площадку 500 через охлаждающие отверстия 120 к тепловому экрану 104 (фиг.1), тем самым охлаждая тепловой экран 104.
Контроллер 122 хладагента задает скорости, давления и температуры охлаждающего потока, проходящего по каналам 112 для внутреннего охлаждения для обеспечения достаточного поверхностного охлаждения контактной облицовки, охлаждающей у контактной облицовки 106 со стороны теплового экрана и контактной облицовки 116 со стороны силового набора. Таким образом, многоканальная охлаждающая контактная площадка 500 может быть настроена для изменения рабочих условий.
Варианты реализации настоящего раскрытия изобретения устраняют проблемы охлаждения, связанные с множеством требований, предъявляемых к охлаждению, путем выполнения каналов пленум-полости. Один второй набор каналов, таких как каналы 208 внутреннего потока, осуществляет низконапорное охлаждение, подходящее для охлаждения контактной облицовки 116 со стороны силового набора. Для контактной облицовки такое низконапорное охлаждение в конструктивном отношении предпочтительно по сравнению с высоконапорным охлаждающим воздухом, потому что оно вызывает более низкие напряжения. Другой набор каналов, таких как каналы 210 внешнего потока, предназначены для высоконапорной охлаждающей текучей среды, подходящей для понижения тепловой характеристики. Тепловая характеристика может содержать, например, без ограничения, уровень нагрева в ИК-области спектра обтекаемой поверхности, уровень нагрева выхлопного сопла двигателя или другую тепловую характеристика.
[010] На фиг.6 изображена типовая блок-схема, показывающая процесс охлаждения (процесс 600) многоканальной охлаждающей контактной площадки 102/200/500 согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения. Различные задачи, выполняемые в сочетании с процессом 600, могут быть выполнены механически, с помощью программного обеспечения, аппаратных средств, встроенного микропрограммного обеспечения, считываемого компьютером носителя, имеющего исполняемые компьютером команды для выполнения способов обработки или при помощи любой комбинации таких средств. Следует понимать, что процесс 600 может включать любое число дополнительных или альтернативных задач, причем такие задачи, показанные на фиг.6, необязательно должны быть выполнены в показанном порядке, и процесс 600 может быть включен в более комплексную процедуру или процесс, имеющий дополнительную функциональность, подробно не описанную в настоящем описании. С целью иллюстрации, в представленном ниже описании процесса 600 могут быть сделаны ссылки на элементы, упомянутые в приведенном выше описании в сочетании с фиг.1-5.
В практических вариантах реализации части процесса 600 могут быть выполнены различными элементами системы 100, такими как: верхняя поверхность 108, нижняя поверхность 114, охлаждающие отверстия 120, контроллер 122 хладагента, каналы 112 для внутреннего охлаждения, каналы 208 внутреннего потока, каналы 210 внешнего потока и т.д. Процесс 600 может обладать функциями, материалом и силовыми наборами, подобными вариантам реализации, показанным на фиг.1-5. Поэтому общие признаки, функции и элементы могут быть не описаны в настоящем описании.
[011] Процесс 600 может начаться с направления внутреннего потока хладагента, такого как внутренний поток 302 хладагента, к каналам для внутреннего охлаждения, таким как каналы 112 для внутреннего охлаждения, по меньшей мере через один канал внутреннего потока, такой как канал 208 внутреннего потока (задача 602).
Процесс 600 может продолжаться охлаждением охлаждающей контактной площадки, такой как охлаждающая контактная площадка 102/200/500, с использованием внутреннего потока 302 хладагента (задача 604).
Процесс 600 может продолжаться направлением сквозного потока хладагента, такого как сквозной поток 304 хладагента, сквозь охлаждающую контактную площадку 102/200/500 с использованием по меньшей мере одного канала внешнего потока, такого как канал 210 внешнего потока (задача 606).
Процесс 600 может продолжаться направлением по каналу сквозного потока 304 хладагента к тепловому экрану, такому как тепловой экран 104, соединенный с охлаждающей контактной площадкой 102/200/500 (задача 608).
Процесс 600 может продолжаться прохождением сквозного потока 304 хладагента в тепловой экран 104 (задача 610).
Процесс 600 может продолжаться охлаждением теплового экрана 104 с помощью сквозного потока 304 хладагента (задача 612).
Процесс 600 может продолжаться уменьшением тепловой характеристики теплового экрана 104 с использованием сквозного потока 304 хладагента (задача 614).
Процесс 600 может продолжаться повышением живучести соединения теплового экрана 104 с охлаждающей контактной площадкой 102/200/500 за счет процесса охлаждения охлаждающей контактной площадки 102/200/500 (задача 616).
Процесс 600 может продолжаться защитой аэродинамического корпуса с помощью процесса охлаждения охлаждающей контактной площадки 102/200/500 (задача 618). Аэродинамический корпус может содержать по меньшей мере частично часть, например, без ограничения, пилотируемого и беспилотного наземного транспортного средства, воздушного, космического летательного аппарата, которые могут быть подвержены воздействию высокой температуры. В качестве неограничивающих примеров к аэродинамическому корпусу среди прочих примеров относятся выхлопное сопло двигателя, носовой обтекатель космического летательного аппарата и фюзеляж космического летательного аппарата.
[012] На фиг.7 изображена типовая блок-схема, показывающая процесс 700 создания многоканальной охлаждающей контактной площадки 102/200/500 согласно варианту реализации настоящего раскрытия изобретения. Различные задачи, выполняемые в сочетании с процессом 700, могут быть выполнены механически, с помощью программного обеспечения, аппаратных средств, встроенного микропрограммного обеспечения, считываемого компьютером носителя, содержащего исполняемые компьютером команды для выполнения способов обработки, или с помощью любой их комбинации. Следует понимать, что процесс 700 может включать любое число дополнительных или альтернативных задач, причем задачи, показанные на фиг.7, необязательно должны быть выполнены в показанной последовательности, и процесс 700 может быть включен в более комплексную процедуру или процесс, имеющий дополнительную функциональность, подробно не описанную в настоящем описании. С целью иллюстрации в приведенном ниже описании процесса 700 могут быть сделаны ссылки на элементы, упомянутые в представленном выше описании применительно к фиг.1-5.
В практических вариантах реализации части процесса 700 могут быть выполнены различными элементами системы 100, такими как: верхняя поверхность 108, нижняя поверхность 114, охлаждающие отверстия 120, каналы 112 для внутреннего охлаждения, контроллер 122 хладагента и т.д. Процесс 700 может обладать функциями, материалом и силовыми наборами, которые подобны вариантам реализации, показанным на фиг. 1-5. Поэтому общие признаки, функции и элементы могут быть не описаны в настоящем описании.
[013] Процесс 700 может начинаться с обеспечения наличия каналов для внутреннего охлаждения, таких как каналы 112 для внутреннего охлаждения, выполненные с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки, такой как охлаждающая контактная площадка 102/200/500 (задача 702).
Процесс 700 может продолжаться обеспечением наличия по меньшей мере одного канала внутреннего потока, такого как канал 208 внутреннего потока, соединенный с каналами 112 для внутреннего охлаждения и выполненный с возможностью направления внутреннего потока хладагента, такого как внутренний поток 302 хладагента, к каналам 112 для внутреннего охлаждения (задача 704).
Процесс 700 может продолжаться обеспечением наличия по меньшей мере одного канала внешнего потока, такого как канал 210 внешнего потока, выполненный с возможностью направления сквозного потока хладагента, такого как сквозной поток 304 хладагента, по охлаждающей контактной площадке, такой как охлаждающая контактная площадка 102 (задача 706).
Процесс 700 может продолжаться соединением теплового экрана 104 с охлаждающей контактной площадкой 102 (задача 708).
Процесс 700 может продолжаться соединением канала 210 внешнего потока с тепловым экраном 104 (задача 710).
Процесс 700 может продолжаться прохождением сквозного потока 304 хладагента в тепловой экран 104 (задача 712).
Процесс 700 может продолжаться соединением охлаждающей контактной площадки 102 с аэродинамическим корпусом (задача 714). Аэродинамический корпус может содержать по меньшей мере частично часть, например, без ограничения, пилотируемого и беспилотного наземного транспортного средства, воздушного, космического летательного аппарата, которые могут быть подвержены воздействию высокой температуры. В качестве неограничивающих примеров к аэродинамическому корпусу среди прочих примеров относятся выхлопное сопло двигателя, носовой обтекатель космического летательного аппарата и фюзеляж космического летательного аппарата. Таким образом, выполнена площадка для тепловой защиты рабочей поверхности, такая как охлаждающая контактная площадка 102, обладающая быстро заменимой пенокерамической изоляцией. Кроме того, пенокерамика площадки тепловой защиты рабочей поверхности может быть активно охлаждена для повышения ее живучести.
[014] В тексте описания и на чертежах представлена охлаждающая контактная площадка 102, 200, 50, содержащая: каналы 112 для внутреннего охлаждения, выполненные с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500; по меньшей мере один канал 208 внутреннего потока, соединенный с каналами 112 для внутреннего охлаждения и выполненный с возможностью направления внутреннего потока 302 хладагента к каналам 112 для внутреннего охлаждения; и по меньшей мере один канал 210 внешнего потока, выполненный с возможностью направления сквозного потока 304 хладагента по охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500. В одном варианте реализации охлаждающая контактная площадка 102, 200, 500 дополнительно содержит тепловой экран 104, соединенный с охлаждающей контактной площадкой 102, 200, 500. Еще в одном варианте реализации охлаждающая контактная площадка 102, 200, 500 содержит по меньшей мере один канал 210 внешнего потока, соединений с тепловым экраном 104. Еще в одном варианте реализации сквозной поток 304 хладагента в охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500 охлаждает тепловой экран 104. В одном примере сквозной поток 304 хладагента в охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500 охлаждает тепловой экран 104 так, что тепловая характеристика теплового экрана 104 понижается. Еще в одном примере охлаждающая контактная площадка 102, 200, 500 дополнительно содержит соединительное средство, соединяющее охлаждающую контактную площадку 102, 200, 500 с объектом. Еще в одном примере направление внутреннего потока 302 хладагента в охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500 к каналам 112 для внутреннего охлаждения повышает живучесть соединительного средства. Еще в одном примере в охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500 содержится объект, включающий по меньшей мере тепловой экран 104 или аэродинамический корпус, или силовой набор 118. В одном примере соединительное средство в охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500 содержит по меньшей мере одно из: контактной 106, 116 облицовки, адгезива, сварного шва, суперпластичного диффузионного соединения и механического соединения.
[015] В одном аспекте раскрыт способ охлаждения охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500, включающий: направление внутреннего потока 302 хладагента к каналам 112 для внутреннего охлаждения по меньшей мере через один канал 208 внутреннего потока; охлаждение охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500 с помощью внутреннего потока 302 хладагента; и направление сквозного потока 304 хладагента по охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500 с использованием по меньшей мере одного канала 210 внешнего потока. В одном варианте реализации способ дополнительно включает направление по каналу сквозного потока 304 хладагента к тепловому экрану 104, соединенному с охлаждающей контактной площадкой 102, 200, 500. Еще в одном варианте реализации способ дополнительно включает прохождение сквозного потока 304 хладагента в тепловой экран 104. Еще в одном варианте реализации способ дополнительно включает охлаждение теплового экрана 104 с помощью сквозного потока 304 хладагента. В одном примере способ дополнительно включает уменьшение тепловой характеристики теплового экрана 104 с использованием сквозного потока 304 хладагента. В одном примере способ дополнительно включает повышение живучести соединения теплового экрана 104 с охлаждающей контактной площадкой 102, 200, 500 за счет процесса охлаждения охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500. Еще в одном примере способ дополнительно включает защиту аэродинамического корпуса посредством процесса охлаждения охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500.
[016] В одном аспекте раскрыт способ создания охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500, включающий: обеспечение наличия каналов 112 для внутреннего охлаждения, выполненных с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500; обеспечение наличия по меньшей мере одного канала 208 внутреннего потока, соединенного с каналами для внутреннего охлаждения и выполненного с возможностью направления внутреннего потока 302 хладагента к каналам 118 для внутреннего охлаждения; и обеспечение наличия по меньшей мере одного канала 210 внешнего потока, выполненного с возможностью направления сквозного потока 304 хладагента по охлаждающей контактной площадке 102, 200, 500. В одном примере способ дополнительно включает соединение теплового экрана 104 с охлаждающей контактной площадкой 102, 200, 500. Еще в одном примере способ включает соединение по меньшей мере одного канала 210 внешнего потока с тепловым экраном 104. Еще в одном примере способ дополнительно включает соединение охлаждающей контактной площадки 102, 200, 500 с аэродинамическим корпусом.
[017] Несмотря на то что в приведенном выше подробном описании в качестве примера был представлен по меньшей мере один вариант реализации, следует понимать, что существует огромное количество вариантов. Также следует понимать, что типовой вариант реализации или варианты реализации, представленные в настоящем описании, никоим образом не предназначены для ограничения объема, применимости или конфигурации настоящего изобретения. Скорее предшествующее подробное описание обеспечит специалистов в данной области техники подходящей технологией для реализации описанного варианта реализации или вариантов реализации. Нужно понимать, что могут быть выполнены различные изменения функций и расположения элементов, не отступая от объема, определенного формулой изобретения, который содержит известные и предвидимые эквиваленты на момент подачи данной заявки.
[018] Приведенное выше описание имеет отношение к элементам или узлам или функциям, «соединенным» или «связанным» вместе. Согласно настоящему описанию, если прямо не указано иное, «соединенный» означает, что один элемент/узел/деталь непосредственно присоединен (или непосредственно взаимодействует с) к другому элементу/узлу/детали, и не обязательно механически. Аналогично, если прямо не указано иное, «связанный» означает то, что один элемент/узел/деталь прямо или опосредованно присоединен (или прямо или опосредованно взаимодействует с) к другому элементу/узлу/детали, и не обязательно механически. Таким образом, несмотря на то, что на фиг.1-5 изображены примерные расположения элементов, тем не менее в варианте реализации настоящего раскрытия изобретения могут присутствовать дополнительные промежуточные элементы, устройства, детали или компоненты.
[019] Термины и фразы, использованные в данном описании, и их разновидности, если прямо не указано иное, должны быть рассмотрены как неограничивающие. В качестве примеров из приведенного выше описания: термин «содержащий» следует понимать как «содержащий, без ограничения» и т.п.; термин «пример» использован для описания типовых примеров обсуждаемого объекта, а не исчерпывающего или ограничивающего его списка; и прилагательные, такие как «обычный», «традиционный», «нормальный», «стандартный», «известный» и термины подобного значения не должны быть рассмотрены как ограничивающие объект, описанный для данного периода времени, или объект, доступный на данный момент, а вместо этого должны быть истолкованы как охватывающие обычные, традиционные, нормальные или стандартные технологии, которые могут быть доступны или известны на данный момент времени или в любое время в будущем.
[020] Аналогичным образом, группа объектов, соединенных союзом «и», не должна быть истолкована как требующая, чтобы все до одного из этих объектов присутствовали в такой группе, а скорее должна быть истолкована как «и/или», если прямо не указано иное. Подобным образом, группа объектов, соединенных союзом «или», не должна быть истолкована как требующая взаимной исключительности среди объектов такой группы, а скорее должна быть также истолкована как «и/или», если прямо не указано иное. Кроме того, несмотря на то, что объекты, элементы или компоненты настоящего описания могут быть представлены или заявлены в единственном числе, в объеме данного описания предусмотрено наличие множественного числа, если ограничение относительно единственного числа явно не указано. В некоторых случаях, наличие слов и фраз, расширяющих значение, таких как «один или более», «по меньшей мере», «но не ограниченный» или других подобных фраз не должно быть истолковано так, что в примерах, в которых такие фразы могут отсутствовать, подразумевается или необходим более узкий смысл.
[021] Согласно настоящему описанию, если прямо не указано иное, «выполнен с возможностью» означает годен для применения, размещения или готов к использованию или обслуживанию, применим для определенной цели и способный к выполнению указанной или требуемой функции, представленной в настоящем описании. В отношении систем и устройств термин «выполнен с возможностью» означает, что система и/или устройство в активированном состоянии полностью функционально и откалибровано, содержит элементы и соответствует применяемым требованиям работоспособности, для выполнения упомянутой функции. В отношении систем и схем термин «выполнен с возможностью» означает, что система и/или схема в активированном состоянии полностью функциональна и откалибрована, содержит логическую схему и соответствует применяемым требованиям работоспособности, для выполнения упомянутой функции.
1. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500), содержащая:
каналы (112) для внутреннего охлаждения, выполненные с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500),
по меньшей мере, один канал (208) внутреннего потока, соединенный с каналами (112) для внутреннего охлаждения и выполненный с возможностью направления внутреннего потока (302) хладагента к каналам (112) для внутреннего охлаждения для обеспечения низконапорного охлаждения, и
по меньшей мере, один канал (210) внешнего потока, не соединенный с каналами (112) для внутреннего охлаждения и с указанным, по меньшей мере, одним каналом (208) внутреннего потока и выполненный с возможностью направления сквозного потока (304) хладагента через охлаждающую контактную площадку (102, 200, 500) для обеспечения высоконапорного охлаждения.
2. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по п. 1, дополнительно содержащая тепловой экран (104), присоединенный к охлаждающей контактной площадке (102, 200, 500).
3. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по любому из пп. 1 или 2, в которой, по меньшей мере, один канал (210) внешнего потока соединен с тепловым экраном (104).
4. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по п. 2, в которой сквозной поток (304) хладагента охлаждает тепловой экран (104).
5. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по п. 4, в которой сквозной поток (304) хладагента охлаждает тепловой экран (104) таким образом, что тепловая характеристика теплового экрана (104) оказывается уменьшена.
6. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по любому из пп. 1 или 2, дополнительно содержащая соединительное средство, присоединяющее охлаждающую контактную площадку (102, 200, 500) к объекту.
7. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по п. 6, в которой направление внутреннего потока хладагента (302) к каналам (112) для внутреннего охлаждения повышает живучесть соединительного средства.
8. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по п. 6, в которой объект содержит, по меньшей мере, одно из: теплового экрана (104), аэродинамического корпуса и силового набора (118).
9. Охлаждающая контактная площадка (102, 200, 500) по п. 6, в которой соединительное средство содержит, по меньшей мере, одно из: контактной облицовки (106, 116), адгезива, сварного шва, суперпластичного диффузионного соединения и механического соединения.
10. Способ охлаждения охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500), включающий:
направление внутреннего потока (302) хладагента к каналам (112) для внутреннего охлаждения, по меньшей мере, через один канал (208) внутреннего потока для обеспечения низконапорного охлаждения,
охлаждение охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500) при помощи внутреннего потока (302) хладагента, и
направление сквозного потока (304) хладагента сквозь охлаждающую контактную площадку (102, 200, 500) с использованием, по меньшей мере, одного канала (210) внешнего потока, не соединенного с каналами (112) для внутреннего охлаждения и указанным, по меньшей мере, одним каналом (208) внутреннего потока для обеспечения высоконапорного охлаждения.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий направление по каналу сквозного потока (304) хладагента к тепловому экрану (104), присоединенному к охлаждающей контактной площадке (102, 200, 500).
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий прохождение сквозного потока (304) хладагента в тепловой экран (104).
13. Способ по любому из пп. 11 или 12, дополнительно включающий охлаждение теплового экрана (104) при помощи сквозного потока (304) хладагента.
14. Способ по любому из пп. 11 или 12, дополнительно включающий уменьшение тепловой характеристики теплового экрана (104) при помощи сквозного потока (304) хладагента.
15. Способ по любому из пп. 11 или 12, дополнительно включающий повышение живучести соединения теплового экрана (104) с охлаждающей контактной площадкой (102, 200, 500) за счет процесса охлаждения охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500).
16. Способ по любому из пп. 10-12, дополнительно включающий защиту аэродинамического корпуса посредством процесса охлаждения охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500).
17. Способ создания охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500), включающий:
обеспечение наличия каналов (112) для внутреннего охлаждения, выполненных с возможностью охлаждения охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500),
обеспечение наличия по меньшей мере одного канала (208) внутреннего потока, соединенного с каналами для внутреннего охлаждения и выполненного с возможностью направления внутреннего потока (302) хладагента к каналам (118) для внутреннего охлаждения для обеспечения низконапорного охлаждения, и
обеспечение наличия, по меньшей мере, одного канала (210) внешнего потока, не соединенного с каналами (112) для внутреннего охлаждения и указанным, по меньшей мере, одним каналом (208) внутреннего потока и выполненного с возможностью направления сквозного потока (304) хладагента сквозь охлаждающую контактную площадку (102, 200, 500) для обеспечения высоконапорного охлаждения.
18. Способ по п. 17, дополнительно включающий присоединение теплового экрана (104) к охлаждающей контактной площадке (102, 200, 500).
19. Способ по п. 18, дополнительно включающий присоединение, по меньшей мере, одного канала (210) внешнего потока к тепловому экрану (104).
20. Способ по любому из пп. 17-19, дополнительно включающий присоединение охлаждающей контактной площадки (102, 200, 500) к аэродинамическому корпусу.
