[发明专利]基于氨水朗肯循环的高超声速飞行器冷却系统

权利要求书

1.一种基于氨水朗肯循环的高超声速飞行器冷却系统，所述冷却系统包括飞行器(2)、发动机(3)、冷却通道(4)、燃料箱(7)和燃料泵(8)，其特征在于所述冷却系统还包括循环泵(1)、蒸汽透平(5)、冷凝器(6)、发电机(9)和中心轴(10)，所述中心轴(10)的一端与发电机(9)连接，所述中心轴(10)的另一端分别与循环泵(1)和燃料泵(8)连接，所述蒸汽透平(5)装在中心轴(10)上且位于循环泵(1)和发电机(9)之间，所述冷却通道(4)设置在发动机(3)上部的外壁面上；所述循环泵(1)的输出端通过管路与飞行器(2)冷却通道的输入端连接，所述飞行器(2)冷却通道的输出端通过管路与发动机(3)中冷却通道(4)的输入端连接，所述冷却通道(4)的输出端通过管路与蒸汽透平(5)的输入端连接，所述蒸汽透平(5)的输出端通过管路与冷凝器(6)高温侧的输入端连接，所述冷凝器(6)高温侧的输出端通过管路与循环泵(1)的输入端连接构成氨水朗肯循环；所述燃料泵(8)的输入端通过管路与燃料箱(7)连接，所述燃料泵(8)的输出端通过管路与冷凝器(6)低温侧的输入端连接，所述冷凝器(6)低温侧的输出端通过管路与发动机(3)连接，所述氨水朗肯循环的工质作为高超声速飞行器的冷却剂，所述氨水朗肯循环的燃料作为间接冷却剂，所述氨水朗肯循环的工质为氨水；初始工作时，启动发电机(9)，由发电机(9)起电动机的作用带动蒸汽透平(5)转动，蒸汽透平(5)通过中心轴(10)分别带动循环泵(1)和发电机(9)工作，循环泵(1)将液态氨水混合物增压后进入飞行器(2)冷却通道对飞行器进行冷却，吸收燃料在发动机(3)燃烧散出的热量，进入发动机(3)的冷却通道(4)对发动机(3)进行冷却并被加热至高温状态，随后高温高压的氨水蒸汽流经蒸汽透平(5)膨胀做功后温度压力均降低，推动蒸汽透平(5)转动，蒸汽透平(5)带动发电机(9)工作，即实现发电；最后氨水进入冷凝器(6)被燃料所冷却至初始状态，燃料泵(8)将燃料箱(7)中的燃料抽到燃料泵(8)内增压至超临界压力状态，燃料进入冷凝器(6)对氨水进行冷却，最后，燃料经管路进入发动机(3)中进行燃烧。

2.根据权利要求1所述的基于氨水朗肯循环的高超声速飞行器冷却系统，其特征在于所述燃料为氢或碳氢燃料。