一种冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构
本发明属于冲压发动机热防护结构技术领域，具体涉及一种冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构。该结构可承受冲压发动机2000℃的高温燃烧烧蚀，0.3Mpa的燃气内压，同时有优良的隔热性能，在发动机工作期间保证外壁温度不超过设计要求。该结构的特点在于：以SiC/C材料为内衬，承受冲压发动机的高温燃气的燃烧室和冲刷；以SiO2气凝胶为夹芯层，起到隔热作用；以球形ZrO2为填充材料，均匀分布在SiO2气凝胶夹芯层中，起到承力作用，防止SiC/C材料变形；以钢或其他金属为外层，起到承力、连接和封装作用。
发明专利
CN202311732509.0
2023-12-17
CN117552889A
2024-02-13
F02K7/10(2006.01)
西安现代控制技术研究所
潘成刚;付佺;白强来;颜密;王晨;杨涛;彭关伟;于岳辰
710065 陕西省西安市雁塔区丈八东路10号
中国兵器工业集团公司专利中心
周恒
陕西;61
1.一种冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述耐压与隔热一体化结构包括：SiC/C内衬、SiO2气凝胶夹芯层，ZrO2填充材料、金属外层； 其中，以SiC/C材料形成为SiC/C内衬，，承受冲压发动机的高温燃气的燃烧室和冲刷； 以SiO2气凝胶形成为SiO2气凝胶夹芯层，起到隔热作用，处于SiC/C内衬外侧； 以ZrO2材料形成为ZrO2填充材料，均匀分布在SiO2气凝胶夹芯层中，起到承力作用，防止SiC/C材料变形； 以金属材料形成为金属外层，在最外侧起到承力、连接和封装作用。 2.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述ZrO2填充材料为球形ZrO2填充材料。 3.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述金属外层为钢材料。 4.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述SiC/C内衬具有高温烧蚀性能，用于燃气防护。 5.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述SiO2气凝胶是一种导热系数非常低的隔热材料，缺点是不能承受压力。 6.如权利要求5所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述结构使用球形ZrO2填充材料镶嵌在SiO2气凝胶内部，用于承力，防止气凝胶被压缩。 7.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述结构可承受冲压发动机2000℃的高温燃烧烧蚀，0.3Mpa的燃气内压，同时有优良的隔热性能。 8.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，所述结构属于冲压发动机热防护结构技术领域。 9.如权利要求1所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，在该结构内表面施加2000℃边界条件，传热30s，外壁温度为88.7℃； 88.7℃远小于钢、铝合金的许用温度，该结构隔热效果满足使用要求。 10.如权利要求9所述的冲压发动机扩散段耐压与隔热一体化结构，其特征在于，冲压发动机扩散段的燃气压力较小，该结构可满足结构强度要求。