高超聲速飛行器的熱電技術熱管理系統參數*

李新春，王中偉

(1.國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙　410073；2.國防科技大學 高超聲速沖壓發動機技術重點實驗室， 湖南 長沙　410073)

?

高超聲速飛行器的熱電技術熱管理系統參數*

李新春1,2，王中偉1,2

(1.國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙410073；2.國防科技大學 高超聲速沖壓發動機技術重點實驗室， 湖南 長沙410073)

摘要：提出了集成熱電發電裝置的超燃沖壓發動機熱管理系統，將熱電發電器與發動機壁面結構相結合。集成的熱電發電熱管理系統可以將傳入發動機壁面的熱量部分轉換為電能，同時減少了冷卻用燃料流量，“間接”提高了燃料的吸熱能力。燃料在冷卻過程中提高了自身溫度和焓值，具有一定的做功能力。高溫高壓的燃料經過渦輪機膨脹做功，輸出可以被高超聲速飛行器利用的能量。采用熱力學的分析方法對集成熱電發電熱管理系統的相關參數進行研究，結果表明其比傳統的再生冷卻防熱具有極好的潛在優勢，提升了燃料的吸熱能力，同時對外輸出了可用功。

關鍵詞：再生冷卻；熱電轉換；熱管理系統；燃料

自20世紀90年代美國提出“全球快速打擊計劃”以來，軍事裝備武器向著快速打擊、兩小時全球到達的目標發展[1]。飛行器向著長時間、高超聲速的方向發展，其關鍵技術之一是飛行器的熱管理，其中最困難的是發動機的冷卻。再生冷卻是高超聲速飛行器對流冷卻的一種形式[2]。但是，飛行器飛行達到一定馬赫數時燃料的冷卻劑流量將大于燃燒燃料流量[3-4]。……