一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构

本技术属于飞行器热防护，涉及一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，特别涉及一种轻质、多层、梯级布置、控温、隔热、一体化热防护结构。

背景技术：

1、随着飞行器不断地发展，服役环境越来越恶劣，其热防护系统已经由舱外防护转向舱内防护；在真空环境中，由于辐射、导热会使舱体表面温度升高，进而传到舱体内部，导致舱内温度随之升高，影响舱内非耐温结构或电子仪器正常工作。目前，多层热防护结构仍旧是热防护系统发展的重要方向，传统的的热防护结构防存在隔热效率低、温度波动大的缺点。

2、针对以上问题，亟待从结构上采用现有材料层层叠加，以达到隔热效率高、防—隔—储一体化的综合要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，有助于提高隔热效率兼顾控温效果。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。

3、一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，包括多层防护结构，所述多层防护结构从内往外依次包括：相变储热层a 1、相变储热层b 2相变储热层c 3、隔热层4和反射层5；

4、相变储热层a 1与相变储热层b 2通过粘接层6粘接，相变储热层a 1相变温度为40-100℃；

5、相变储热层b 2与相变储热层c 3通过粘接层6粘接，相变储热层b 2相变温度为100-200℃；

6、相变储热层c 3与隔热层4通过粘接层6粘接，相变储热层c 3采相变温度为200-300℃；

7、隔热层4靠外侧设置有反射层5，隔热层4与反射层5通过粘接层6粘接。

8、进一步地，相变储热层a 1为金属泡沫铜/石蜡复合相变材料。

9、进一步地，相变储热层b 2为三元硝酸盐/陶瓷基复合相变材料。

10、进一步地，相变储热层c 3为石墨泡沫/共晶盐复合相变材料。

11、进一步地，隔热层是由耐高温硅酸铝纤维纸和石英纤维网为基体材料，疏水性二氧化硅气凝胶颗粒为填料制成的。

12、进一步地，反射层5采用金属铝箔材料。

13、进一步地，相变储热层a 1厚度为2~2.5mm，所述相变储热层b 2厚度为2~2.5mm，所述相变储热层c 3厚度为2~2.5mm，所述隔热层4厚度为2.5~3mm，所述反射层5厚度为1~1.5mm，所述层间粘接层6厚度为0.5~1mm。

14、进一步地，粘接层6采用耐高温的无机胶粘剂材料。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是

16、1、相变储热层a 1布置在最内层，其相变温度为低温，用于储存由相变储热层b 2渗入的极少部分热量，调控舱内非耐温结构或电子仪器的正常工作温度。

17、2、相变储热层b 2布置在相变储热层a 1与相变储热层c 3之间，其相变温度为中低温，用于储存由相变储热层c 3渗入的少部分热量，提高隔热、控温效率。

18、3、相变储热层3 c布置在相变储热层2 b与隔热层之间，其相变温度为高温，用于储存由隔热层4渗入的部分热量。

19、4、隔热层4以耐高温硅酸铝纤维纸和石英纤维网为基体材料，其结构疏松，孔隙较多，孔内被空气所占有，具有较低的密度和导热系数，减重的同时可以阻挡渗入的大部分热量，并可耐450℃的高温；以疏水性二氧化硅气凝胶颗粒为填料，由于其表面存在极少量的羟基(-oh)，不易吸收水分，保证正常隔热性能。

20、5、反射层5采用金属铝箔，因密度低和良好的延展性，既可以反射真空中大部分辐射，又满足了轻质一体化的综合要求。

21、6、相变储热层a 1与相变储热层b 2、相变储热层b 2与相变储热层c 3、相变储热层c 3与隔热层4、隔热层4与反射层5之间通过耐高温性能优异的无机胶粘剂进行紧密粘接，有利于减少气泡，减轻重量的同时提高效率。

22、7、本实用新型利用现有材料组合，其相变吸收过多热量，可以阻止或延迟热量传入舱体内部，并且在隔热层的外侧设置反射层，可以反射大部分热量，最终使舱内非耐温结构或电子仪器仪表正常工作。

技术特征：

1.一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，包括多层防护结构，其特征在于，所述多层防护结构从内往外依次包括：相变储热层a（1）、相变储热层b（2）相变储热层c（3）、隔热层（4）和反射层（5）；

2.根据权利要求1所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述相变储热层a（1）为金属泡沫铜/石蜡复合相变材料。

3.根据权利要求1所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述相变储热层b（2）为三元硝酸盐/陶瓷基复合相变材料。

4.根据权利要求1所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述相变储热层c（3）为石墨泡沫/共晶盐复合相变材料。

5.根据权利要求1所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述隔热层是由耐高温硅酸铝纤维纸和石英纤维网为基体材料，疏水性二氧化硅气凝胶颗粒为填料制成的。

6.根据权利要求1所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述反射层采用金属铝箔材料。

7.根据权利要求1所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述相变储热层a（1）厚度为2~2.5mm，所述相变储热层b（2）厚度为2~2.5mm，所述相变储热层c（3）厚度为2~2.5mm，所述隔热层（4）厚度为2.5~3mm，所述反射层（5）厚度为1~1.5mm，所述粘接层（6）厚度为0.5~1mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，其特征在于，所述粘接层（6）采用耐高温的无机胶粘剂材料。

技术总结
本技术属于飞行器热防护技术领域，涉及一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构。一种具有控温/隔热一体化功能的热防护结构，包括多层防护结构，从内往外依次包括：相变储热层a、相变储热层b相变储热层c、隔热层和反射层；相变储热层a与相变储热层b通过粘接层粘接；相变储热层b与相变储热层c通过粘接层粘接；相变储热层c与隔热层通过粘接层粘接；隔热层4与反射层5通过粘接层6粘接。该结构可提高隔热效率且兼顾控温效果。

技术研发人员：邵雪,祝世庆,李承霖,侯晨雨
受保护的技术使用者：辽宁工业大学
技术研发日：20230412
技术公布日：2024/1/12