Система охлаждения приборного отсека скоростных летательных аппаратов

Изобретение относится к жидкостному охлаждению машин и двигателей и может быть использовано для обеспечения теплового режима приборных отсеков скоростных летательных аппаратов (ЛА). Техническое решение распространяется только на системы охлаждения негерметичных аппаратурных отсеков скоростных ЛА при автономном полете в стратосфере в течение нескольких десятков минут с интенсивным аэродинамическим нагревом обшивки ЛА до 1200°C. Спиртоводяная испарительная система охлаждения приборного отсека состоит из теплоизолирующего корпуса приборного отсека с зеркальным экраном, губчатого испарителя из пенополиуретана, форсунок впрыскивания хладагента, емкости с хладагентом, пускового пироклапана и емкости наддува с азотом. Улучшается термостатирование аппаратуры приборных отсеков ЛА, уменьшается объем и снижается масса системы охлаждения. Повышается надежность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к жидкостному охлаждению машин и двигателей и может быть использована для обеспечения теплового режима приборных отсеков скоростных летательных аппаратов (ЛА).

Высокие скорости полета скоростных ЛА сопровождаются интенсивным аэродинамическим нагревом конструкции отсеков, в том числе и приборных. Обеспечение допустимых температурных условий для функционирования аппаратуры производится как защитой конструкции отсека от внешних теплопритоков путем установки на корпус приборного отсека теплоизоляции, так и использованием активных систем охлаждения.

При этом актуальной является задача обеспечения допустимого теплового режима аппаратуры приборных отсеков, а также уменьшения объема и массы системы охлаждения.

Предложенное техническое решение распространяется только на системы охлаждения негерметичных аппаратурных отсеков скоростных ЛА при автономном полете (АП) в стратосфере в течение нескольких десятков минут с интенсивным аэродинамическим нагревом обшивки ЛА до 1200°С.

Известна система тепловой защиты радиоэлектронной аппаратуры сверхзвукового ЛА (а.с. №1840522,2007, B64G 9/00).

Существенными признаками предлагаемого изобретения, совпадающими с признаками прототипа, являются следующие:

- резервуар с теплоносителем, сообщающийся через регулирующий клапан с испарителем, находящимся в тепловом контакте с охлаждаемой аппаратурой;

- испаритель через ряд элементов системы сообщается с забортным пространством.

Приведенные выше системы охлаждения аппаратурного отсека имеют следующие недостатки:

- герметичные аппаратурные отсеки имеют значительно большую массу, чем негерметичные;

-СОТР имеет повышенную массу и пониженную надежность, т.к. содержит дополнительные системы (регулятор давления или мембранный клапан) для связи с атмосферой;

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение является уменьшение массы аппаратурного отсека и системы охлаждения бортовой аппаратуры с одновременным повышением надежности работы системы охлаждения.

Для решения поставленной технической задачи по охлаждению негерметичного приборного отсека эффективно реализуется при установке теплозащиты от воздействия аэродинамического нагрева и системой активного охлаждения испарительного типа. В качестве хладагента может быть использована спиртоводная смесь.

Температура кипения спирта зависит от атмосферного давления.

Так, например, температура кипения этилового спирта 78°С при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст., а при пониженном атмосферном давлении 10 мм.рт.ст. происходит испарение (кипение) паров спирта с температурой минус 9°С.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что при достижении критичной температуры свыше 50°С на поверхности приборов в аппаратурном отсеке происходит впрыскивание спиртоводной смеси на аппаратурные блоки и в губчатый пенополиуритан для удержания спиртоводной смеси. Пенополиуретан располагается вокруг аппаратурных блоков и играет роль испарителя. Используемый пенополиуритан выпускается в соответствии с требованиями авиационной промышленности, испытан и рекомендован к применению Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов (ВИАМ). отвечает всем требованиям санитарных, гигиенических и противопожарных норм, обладает повышенной огнезащищенностью и долговечностью, обеспечивает удержание и испарение спиртоводной смеси вокруг блоков приборного отсека и позволяет более равномерно снимать повышение температуры, тем самым увеличивая время охлаждения.

Теплозащита приборного отсека имеет дополнительно отражающий зеркальный экран с малым коэффициентом поглощения инфракрасного нагрева и высоким коэффициентом излучения.

Система охлаждения приборного отсека, представленная на фиг. 1, работает следующим образом.

Приборы располагаются в теплоизолирующем корпусе приборного отсека с зеркальным экраном 1. По команде температурного датчика срабатывает кусковой пироклапан 2 вскрытия магистрали наддува емкости с азотом 3. Из емкости с хладагентом 4 спиртоводная смесь за счет избыточного давления начинает поступать по трубопроводам через форсунки (дюзы) впрыскивания хладагента 5 на охлаждаемые блоки аппаратуры приборного отсека 6 и губчатый испаритель из пенополиуритана 7. Из-за пониженного давления в негерметичном приборном отсеке на высоте полета ЛА происходит испарение паров спирта с пониженной температурой. Чем меньше пониженное давление в приборном отсеке, тем ниже температура испарения и выше эффективность охлаждения.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными обеспечивается допустимый тепловой режим аппаратуры приборных отсеков ЛА, а также уменьшение объема и массы системы охлаждения ЛА.

Из-за пониженного давления в негерметичном приборном отсеке на высоте полета ЛА происходит испарение паров спирта с пониженной температурой. Чем меньше пониженное давление в приборном отсеке, тем ниже температура испарения и выше эффективность охлаждения.

1. Система охлаждения приборного отсека скоростных летательных аппаратов, содержащая теплоизоляцию приборного отсека, емкости с хладагентом и азотом, пусковые пироклапаны, форсунки для впрыскивания хладагента в приборный отсек, отличается тем, что она установлена в негерметичном приборном отсеке.

2. Система охлаждения по п. 1, отличается тем, что в ней установлен испаритель из губчатого пенополиуретана.

3. Система охлаждения по п. 1, отличается тем, что теплозащита приборного отсека имеет дополнительно отражающий зеркальный экран с малым коэффициентом поглощения инфракрасного нагрева и высоким коэффициентом излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции систем терморегулирования (СТР) космических аппаратов, в частности к узлу соединения панелей холодильника-излучателя. Соединение выполнено металлорукавом, состоящим из арматуры для стыковки с гидравлическим контуром СТР, сильфона и защитной оплетки.

Изобретение относится к конструкции систем терморегулирования (СТР) космических аппаратов, в частности к узлу соединения панелей холодильника-излучателя. Соединение выполнено металлорукавом, состоящим из арматуры для стыковки с гидравлическим контуром СТР, сильфона и защитной оплетки.

Группа изобретений относится к области космической техники, а более конкретно к излучателям низкопотенциальной энергии. Излучатель устройства сброса низкопотенциальной энергии космического аппарата содержит по меньшей мере одну трубку из теплопроводящего материала с по меньшей мере одним продольным ребром, выполненным за одно целое с трубкой.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при проектировании космических аппаратов. Преобразователи напряжения, зарядные и разрядные устройства выполняют в виде единичных модулей.

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования. Система терморегулирования космического аппарата содержит два сдублированных одинаковых жидкостных контура.

Изобретение относится к способу эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи (АБ) в составе космического аппарата негерметичного исполнения с радиационным исполнением.

Изобретение относится к космической технике, в частности к наземным испытаниям космических систем. Способ испытания системы терморегулирования космического аппарата включает следующие действия.

Изобретение относится к области космической техники, в частности к изготовлению системы терморегулирования. Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата включает гидравлическое соединение контура с устройством заправки; заполнение и промывку растворителем; заполнение контура и прокачку теплоносителя.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системе терморегулирования космического аппарата. Способ диагностики работоспособности системы терморегулирования космического аппарата включает периодический контроль работы системы в условиях эксплуатации.

Группа изобретений относится к средствам терморегулирования, в частности, мощных космических энергоустановок. Устройство для сброса тепла, в первом варианте, содержит теплоизлучающие элементы в виде шарообразных емкостей, последовательно соединенных (трубами) для протока газообразного теплоносителя.

Изобретение относится к летательному аппарату, а в частности к сопряжению между внешней обшивкой и панелью стабилизатора или крыла летательного аппарата. Летательный аппарат содержит крылья и стабилизатор, содержащие кессонную часть, содержащую лонжероны и внешнюю обшивку, соединенную с указанными лонжеронами.

Изобретение относится к области авиастроения. Обтекатель (1) для летательного аппарата выполнен с закрываемым проемом (4) с концевой (5), корневой (6) и промежуточными (7, 8) створками, фиксируемыми к обтекателю разъемными соединениями (9).

Изобретение относится к ракетно-авиационной технике, а более конкретно к обеспечению теплового режима в отсеках. При обеспечении теплового режима приборного отсека в летательном аппарате (ЛА) корпус отсека, включающий две оболочки, выполняют с внутренним расположением герметизирующей оболочки.

Изобретение относится к области авиастроения. Обтекатель (1) для летательного аппарата, содержит элементы для крепления (2) к внешней поверхности корпуса (3) и выполнен с закрываемым технологическим проемом (4).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способу изготовления защитной панели летательного аппарата. Способ изготовления защитной панели летательного аппарата заключается в жестком закреплении плиток на внешней поверхности летательного аппарата.

Группа изобретений относится к тепловой защите теплонапряжённых конструкций аэрокосмических летательных аппаратов, преимущественно многократного использования.

Гиперзвуковой летательный аппарат (ЛА) содержит корпус с системой тепловой защиты, бак горючего с системой подачи и регулирования. Корпус представляет симметрично увеличивающееся и уменьшающееся по оси тело, имеющее форму веретена, остроугольного треугольника либо диска, и имеет систему регенеративного охлаждения горючим корпуса ЛА.

Система для тепловой защиты сверхвысокоскоростного летательного аппарата содержит источник (200) газа-холода, расположенный внутри герметичной полости, и приводное устройство (100) источника газа-холода для преобразования источника (200) газа-холода в газ высокого давления.

Аэродинамический фюзеляж самолета содержит переднюю, основную и хвостовую части. Основная часть фюзеляжа в поперечном сечении выполнена с шириной, превышающей высоту, которая плавно уменьшается в сторону хвостовой части.

Изобретение относится к авиационной и ракетной технике и может быть использовано для обеспечения теплового режима бортовой аппаратуры сверх- и гиперзвуковых летательных аппаратов (ЛА).

Изобретение относится к жидкостному охлаждению машин и двигателей и может быть использовано для обеспечения теплового режима приборных отсеков скоростных летательных аппаратов. Техническое решение распространяется только на системы охлаждения негерметичных аппаратурных отсеков скоростных ЛА при автономном полете в стратосфере в течение нескольких десятков минут с интенсивным аэродинамическим нагревом обшивки ЛА до 1200°C. Спиртоводяная испарительная система охлаждения приборного отсека состоит из теплоизолирующего корпуса приборного отсека с зеркальным экраном, губчатого испарителя из пенополиуретана, форсунок впрыскивания хладагента, емкости с хладагентом, пускового пироклапана и емкости наддува с азотом. Улучшается термостатирование аппаратуры приборных отсеков ЛА, уменьшается объем и снижается масса системы охлаждения. Повышается надежность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх