[实用新型]一种耐超高温的热防护结构及其飞行器

说明书

本实用新型提供一种耐超高温的热防护结构及其飞行器，所述热防护结构为复合层结构，包括防护层、飞行器壳体、隔热层；所述隔热层设置于所述防护层和飞行器壳体之间；所述防护层采用3～5mm的碳化硅板，所述隔热层为7～12mm的氧化铝气凝胶隔热复合材料，所述飞行器壳体为2～5mm的合金板。本实用新型提供一种耐超高温的热防护结构及其飞行器，可以有效应用于超高温(1800℃)、严酷热气流冲刷环境。

技术领域

本实用新型涉及飞行器热防护技术领域，具体为一种耐超高温的热防护结构及其飞行器。

背景技术

超高速飞行器前缘部位、发动机喷管在工作过程中会经受严重的气动加热，局部表面最高温度超过1800℃。为保证飞行器超高温长时间工作状态稳定，金属舱体受热变形、力学性能在安全裕度内，需要在飞行器金属舱段表面安装高效热防护结构，使得金属舱段始终在合金安全使用范围内工作。传统的超高温热防护结构主要由防热层(碳化硅、石墨)、隔热层(碳毡、陶瓷纤维毡、玻纤)、反射层(碳纸、金属层)等组成。隔热效果差，热防护结构热面温度1800℃，厚度40mm时，600秒考核冷面温度达1100℃。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种耐超高温的热防护结构，可以有效应用于超高温(1800℃)、严酷热气流冲刷环境。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种耐超高温的热防护结构，所述热防护结构为复合层结构，包括防护层、飞行器壳体、隔热层；所述隔热层设置于所述防护层和飞行器壳体之间；所述防护层采用3～5mm的碳化硅板，所述隔热层为7～12mm的氧化铝气凝胶隔热复合材料，所述飞行器壳体为2～5mm的合金板；所述热防护结构的防护层和隔热层厚度为14～17mm。

可选的，所述防护层为4mm碳化硅板，所述隔热层为10mm氧化铝气凝胶隔热复合材料，所述飞行器壳体为3mm的合金板。

可选的，所述防护层采用4mm碳化硅板，所述隔热层采用12mm氧化铝气凝胶隔热复合材料，所述飞行器壳体采用3mm合金板。

可选的，将所述碳化硅板替换为2～3mm的石墨板。

可选的，所述石墨板和所述氧化铝气凝胶隔热复合材料之间设置有 1～2mm碳布，所述热防护结构的防护层、隔热层、以及碳布的厚度为 14～17mm。

可选的，所述防护层采用3mm石墨板，所述隔热层采用10mm氧化铝气凝胶隔热复合材料，所述飞行器壳体采用3mm的合金板，所述石墨板和所述氧化铝气凝胶隔热复合材料之间设置有1mm碳布。

本实用新型还提供一种飞行器，包括上述所述的热防护结构。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型将碳化硅与氧化铝气凝胶隔热复合材料复合，做成复合结构，可有效降低热防护结构密度至0.6g/cm³，起到减重增程的效果。

2、本实用新型的热防护结构，在外部1800℃的情况下只需要防护层和隔热层、以及碳布厚度达到14～17mm即可将冷面温度降至1000℃以下，厚度在16～17mm可以将其冷面温度降至800℃以下，厚度减薄，大大节省了飞行器的空间，同时冷面更低的温度提高了高温合金板的选择范围。

3、本实用新型实现了飞行器超高温热防护结构的薄壁化、轻量化，可以提高飞行器的机动性和飞行时间，同时这种结构高温合金板的使用温度降低，降低整个飞行器的制造成本。

4、本实用新型提供耐超高温的热防护结构，可以有效应用于长时 (600秒)、超高温(1800℃)、严酷热气流冲刷环境。本实用新型还可以减轻飞行器热防护结构重量、减薄热防护结构厚度，提高飞行器的设计安全裕度、扩大轨迹运动范围。

附图说明