本發(fā)明屬于航空航天制造。

背景技術(shù)：

1、隨著高超聲速飛行器的飛行速度越來(lái)越快，其在大氣層內(nèi)面臨的空氣動(dòng)力載荷和熱環(huán)境變得更加極端，故飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)輕量化、高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性以及多功能一體化的需求也日益增加。這就要求新型高超聲速飛行器的舵翼油箱需要有效減少重量，提高燃料布局的靈活性，從而提升飛行器的速度、航程、機(jī)動(dòng)性和綜合性能。

2、現(xiàn)如今的高超聲速飛行器的機(jī)翼及舵翼主要以板筋結(jié)構(gòu)為主(圖1)，其儲(chǔ)油油箱多采用多個(gè)油箱盒與輸油管連接。但隨著飛行器速度的提高，機(jī)翼與舵翼變的更薄，這種傳統(tǒng)的多個(gè)油箱面臨防隔熱能力大幅下降，油溫難以控制，油箱應(yīng)力集中等多方面問(wèn)題，反而成為制約飛行器提速的負(fù)擔(dān)。同時(shí)沒有合理的油路設(shè)計(jì)，部分油箱屬于流動(dòng)死區(qū)，致使該區(qū)域擊穿熱防護(hù)形成熱橋，嚴(yán)重影響油箱的使用壽命。故需針對(duì)高速飛行器循環(huán)油舵翼的油箱開展研究，尋找在維系油箱輕量化的同時(shí)隔熱性能更好的一體化新型舵翼油箱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決現(xiàn)有輕量化需求的高超聲速飛行器機(jī)翼/舵翼油箱存在高溫服役環(huán)境容易出現(xiàn)過(guò)熱，應(yīng)力集中，部分油箱屬于流動(dòng)死區(qū)致使該區(qū)域擊穿熱防護(hù)形成熱橋，嚴(yán)重影響油箱使用壽命的問(wèn)題，而提供一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱。

2、一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱由n個(gè)油庫(kù)通過(guò)油路管道相互串聯(lián)而成，且沿中心線l為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述的n為偶數(shù)，且n≥4；

3、所述的油庫(kù)沿高度方向的側(cè)面由上下對(duì)稱的兩個(gè)斜面組成，設(shè)斜面與垂直方向的傾角為α，60°≥α≥30°；

4、設(shè)油庫(kù)的長(zhǎng)為ln，寬為dn，高度為hn，150mm≥ln≥50mm，100mm≥dn≥50mm，80mm≥hn≥10mm；

5、設(shè)油路管道的截面面積為s，s≥10mm2；

6、多模塊串聯(lián)油箱的首尾分別設(shè)置進(jìn)油口及出油口。

7、本發(fā)明的有益效果是：

8、本發(fā)明提供了一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)儲(chǔ)油模塊替換掉常規(guī)的大油箱，不僅可以有效的降低油箱重量，更是提供了更大的散熱面積，便于油箱實(shí)現(xiàn)輕量化與防隔熱的多功能需求。而單向流通的油路設(shè)計(jì)更是確保每一個(gè)位置均可以被流動(dòng)的燃油帶走熱量，從而實(shí)現(xiàn)油箱內(nèi)的溫度平衡，大幅提升油箱的防隔熱性能。

9、本發(fā)明的串聯(lián)式模塊結(jié)構(gòu)，可以在減重的同時(shí)將油箱與機(jī)翼/舵翼內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)相隔離。油路管道與油庫(kù)的組合設(shè)計(jì)給機(jī)翼/舵翼內(nèi)不同的承力結(jié)構(gòu)與隔熱結(jié)構(gòu)提供了充足的空間，從而大幅減少油箱與承力結(jié)構(gòu)觸碰以受額外應(yīng)力或與隔熱結(jié)構(gòu)失效形成熱橋的風(fēng)險(xiǎn)。并且油箱一體化的剛性結(jié)構(gòu)具備較大的抗應(yīng)力載荷能力，使得油箱在更為苛刻的服役環(huán)境中仍有著較長(zhǎng)的使用壽命。

10、本發(fā)明用于一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱。

技術(shù)特征：

1.一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱由n個(gè)油庫(kù)(1)通過(guò)油路管道(2)相互串聯(lián)而成，且沿中心線l為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述的n為偶數(shù)，且n≥4；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于相鄰油庫(kù)(1)之間的間隔大于10mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于所述的用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱的材質(zhì)為鋁鋰合金。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于所述的油庫(kù)(1)的橫截面為方形、圓形或多邊形；所述的油路管道(2)的截面為方形、圓形或多邊形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于所述的油庫(kù)(1)內(nèi)壁拐角處均倒圓角r1，r1≥5mm；所述的油路管道(2)內(nèi)壁拐角處均倒圓角r2，r2≥4mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于設(shè)油路管道(2)的高度為h，h＝0.8×min{h1，…，hn}；設(shè)油路管道(2)的長(zhǎng)度為l，l∈(0.1～0.3)×min{l1，…，ln}。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于所述的進(jìn)油口(3-1)及出油口(3-2)通過(guò)軟管或剛性硬管與飛機(jī)的燃油流通管道連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于所述的用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼多模塊串聯(lián)油箱中僅有一段油路管道(2)被中心線l分割。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于設(shè)油庫(kù)(1)蒙皮的厚度為b，3mm≥b≥1mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，其特征在于所述的用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱用于外部溫度為h的儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼內(nèi)，且h≤800℃。

技術(shù)總結(jié)
一種用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱，本發(fā)明屬于航空航天制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明要解決現(xiàn)有輕量化需求的高超聲速飛行器機(jī)翼/舵翼油箱存在高溫服役環(huán)境容易出現(xiàn)過(guò)熱，應(yīng)力集中，部分油箱屬于流動(dòng)死區(qū)致使該區(qū)域擊穿熱防護(hù)形成熱橋，嚴(yán)重影響油箱使用壽命的問(wèn)題。多模塊串聯(lián)油箱由n個(gè)油庫(kù)通過(guò)油路管道相互串聯(lián)而成，且沿中心線L為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述的油庫(kù)沿高度方向的側(cè)面由上下對(duì)稱的兩個(gè)斜面組成。本發(fā)明用于輕質(zhì)隔熱儲(chǔ)油機(jī)翼/舵翼的多模塊串聯(lián)油箱。

技術(shù)研發(fā)人員：宗影影,高晨曦,邵斌,陳平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15