本實(shí)用新型專利涉及一種真空絕熱板，特別是涉及一種渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板。

背景技術(shù)：

隨著軍用直升機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，軍用直升機(jī)在各個(gè)軍事領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，并已經(jīng)成為陸軍航空兵最主要的裝備。作為直升機(jī)心臟的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)則是制約直升機(jī)性能的核心要素。我國的軍用直升機(jī)技術(shù)與國外有較大的差距，尤其在渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域?yàn)樯酢Ｒ岣呶臆姷闹鄙龣C(jī)性能，就必須大力發(fā)展高功重比的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，使之能滿足我軍直升機(jī)性能的要求。渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用環(huán)形回流燃燒室，火焰筒在高溫、燃?xì)飧g、冷熱交變和振動(dòng)等惡劣條件下工作，要求材料具有優(yōu)良的抗氧化性和耐疲勞性能、好的蠕變強(qiáng)度和工藝性。隨著渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)功重比的不斷提高，燃燒室部件設(shè)計(jì)向高溫升、高熱容燃燒方向發(fā)展，壁溫不斷升高，這就對其外層用高效隔熱保溫材料提出了更高的性能要求。

在控制空間、全球交戰(zhàn)等戰(zhàn)略概念的軍事背景下，未來航天飛行器正朝著以火箭為動(dòng)力、使用非低溫燃料、跨大氣層飛行、高度機(jī)動(dòng)、低維護(hù)以及高度可重復(fù)使用方向發(fā)展。在這種背景下，為了飛行員的安全和機(jī)載設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，研究高性能隔熱系統(tǒng)必不可少，隔熱系統(tǒng)對于全系統(tǒng)總體方案的確定和飛行器的研制具有舉足輕重的地位。傳統(tǒng)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)尾噴管與機(jī)匣之間的隔熱采用不銹鋼包裹石棉棉氈組成，導(dǎo)熱系數(shù)大，厚度大，保溫元件重量大，不利于減重，更不能在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙機(jī)身使用，限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域，因此研制高性能纖維反射型隔熱材料在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用具有重要價(jià)值。

現(xiàn)有技術(shù)1公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)隔熱罩，提高了隔熱效果的同時(shí)避免了隔熱罩與發(fā)動(dòng)機(jī)共振，另外表面采用金屬板制成，提高了隔熱罩的剛度。其缺點(diǎn)是采用單一的金屬板與陶瓷纖維紙板進(jìn)行隔熱，隔熱效果并不理想，同時(shí)陶瓷纖維易吸水變質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)急劇升高，不利于長時(shí)間服役?，F(xiàn)有技術(shù)2公開了一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)熱端用隔熱罩，通過采用雙層隔熱板結(jié)構(gòu)，有效提高了隔熱效果和降噪效果，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，適宜推廣使用。其缺點(diǎn)是在高溫環(huán)境下，隔熱板的導(dǎo)熱系數(shù)較高，同時(shí)也存在吸水變質(zhì)的問題，材料的服役壽命不長?，F(xiàn)有技術(shù)3公開了 一種發(fā)動(dòng)機(jī)排氣隔熱罩，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、安全有效，其缺點(diǎn)是隔熱層并不是被不銹鋼完全包覆，部分隔熱材料置于高低溫交變環(huán)境下，易吸水變質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)升高，材料的抗老化性能系降低。

以上現(xiàn)有技術(shù)為了提高渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用隔熱材料的保溫隔熱效果，采取了多層不銹鋼和隔熱層材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，但是均存在一定的結(jié)構(gòu)缺陷，不能長時(shí)間穩(wěn)定服役，因此，開發(fā)新型的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板成為渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)一步提高的關(guān)鍵所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型專利的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隔熱效果更好、整體厚度更薄、能夠在復(fù)雜環(huán)境下長時(shí)間穩(wěn)定服役的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型專利的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板，由纖維反射隔熱芯材經(jīng)高溫合金薄膜真空封裝而成，所述纖維反射隔熱芯材由內(nèi)至外依次包括：

超細(xì)陶瓷纖維紙層，厚度為3-5mm，由若干張超細(xì)陶瓷纖維薄紙疊加而成，所述的超細(xì)陶瓷纖維薄紙之間填充有硅酸鋯粉體，整個(gè)超細(xì)陶瓷纖維紙層每間隔0.5-1.5mm夾一層鎳箔；

超細(xì)玻璃纖維紙層，厚度為2-4mm，由若干張超細(xì)玻璃纖維薄紙疊加而成，整個(gè)超細(xì)玻璃纖維紙層每間隔0.5-1mm夾一層鋁箔；

所述高溫合金薄膜的厚度為0.02-0.04mm，高溫合金薄膜之間通過無縫焊接連接。

進(jìn)一步地，所述高溫合金薄膜與超細(xì)陶瓷纖維紙層交界處耐溫不超過1100℃，超細(xì)陶瓷纖維紙層與超細(xì)玻璃纖維紙層交界處溫度耐溫不超過500℃。

進(jìn)一步地，所述鎳箔的厚度為10-15μm。

進(jìn)一步地，所述鋁箔的厚度為10-15μm。

進(jìn)一步地，所述的高溫合金薄膜之間采用真空電子束焊無縫焊接連接。

進(jìn)一步地，所述的高溫合金薄膜材料為GH3030。

進(jìn)一步地，所述的超細(xì)陶瓷纖維薄紙的厚度為5-15μm，所述的超細(xì)陶瓷纖維的平均直徑為2-4μm。

進(jìn)一步地，所述的超細(xì)玻璃纖維薄紙的厚度為4-10μm，所述的超細(xì)玻璃纖維的平均直徑為2-4μm。

進(jìn)一步地，所述的硅酸鋯粉體的顆粒尺寸為10-50nm。

進(jìn)一步地，所述的纖維反射型真空絕熱板的內(nèi)壓為0.1-1Pa，面密度為1.6-2Kg/m²，在800℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.04-0.06W/(m·K)。

本實(shí)用新型的有益效果是：(1)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板在實(shí)際應(yīng)用中的耐溫性能好；(2)該纖維反射型真空絕熱板經(jīng)真空封裝而成，在高低溫交變環(huán)境作用下，其內(nèi)部的真空度不會(huì)隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生較大的變化，保證了材料在高溫環(huán)境下的低導(dǎo)熱系數(shù)和穩(wěn)定性，同時(shí)使得其能夠在復(fù)雜環(huán)境下長時(shí)間服役；(3)該纖維反射型真空絕熱板纖維紙層內(nèi)部間隔分布超薄鎳箔和鋁箔反射層，實(shí)現(xiàn)熱量最大程度的反射；(4)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板的面密度和在高溫時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他保溫材料，在減少保溫層厚度、降低整體重量的同時(shí)提高了隔熱性能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所涉及的一種渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，10高溫合金薄膜，20超細(xì)陶瓷纖維紙層，30鎳箔，40超細(xì)玻璃纖維紙層，50為鋁箔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板，由纖維反射隔熱芯材經(jīng)GH3030高溫合金薄膜10真空封裝而成，所述纖維反射隔熱芯材由內(nèi)至外依次包括：

超細(xì)陶瓷纖維紙層20，厚度為3mm，由若干張超細(xì)陶瓷纖維薄紙疊加而成，超細(xì)陶瓷纖維薄紙的厚度為5μm，超細(xì)陶瓷纖維的平均直徑為2μm。超細(xì)陶瓷纖維薄紙之間填充有顆粒尺寸為10nm的硅酸鋯粉體，整個(gè)超細(xì)陶瓷纖維紙層20每間隔0.5mm夾一層厚度為10μm的鎳箔30；

超細(xì)玻璃纖維紙層40，厚度為2mm，由若干張超細(xì)玻璃纖維薄紙疊加而成，超細(xì)玻璃纖維薄紙的厚度為4μm，超細(xì)玻璃纖維的平均直徑為2μm。整個(gè)超細(xì) 玻璃纖維紙層40每間隔1mm夾一層厚度為10μm的鋁箔50；

所述的高溫合金薄膜10的厚度為0.02mm，高溫合金薄膜10之間的連接采用真空電子束焊無縫焊接。

所述的高溫合金薄膜10與超細(xì)陶瓷纖維紙層40交界處耐溫不超過1100℃，超細(xì)陶瓷纖維紙層20與超細(xì)玻璃纖維紙層40交界處溫度耐溫不超過500℃。

所述的纖維反射型真空絕熱板的內(nèi)壓為0.1Pa，面密度為2Kg/m²，在800℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.06W/(m·K)。

實(shí)施例2

一種渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板，由纖維反射隔熱芯材經(jīng)GH3030高溫合金薄膜10真空封裝而成，所述纖維反射隔熱芯材由內(nèi)至外依次包括：

超細(xì)陶瓷纖維紙層20，厚度為5mm，由若干張超細(xì)陶瓷纖維薄紙疊加而成，超細(xì)陶瓷纖維薄紙的厚度為15μm，超細(xì)陶瓷纖維的平均直徑為4μm。超細(xì)陶瓷纖維薄紙之間填充有顆粒尺寸為50nm的硅酸鋯粉體，整個(gè)超細(xì)陶瓷纖維紙層20每間隔1mm夾一層厚度為15μm的鎳箔30；

超細(xì)玻璃纖維紙層40，厚度為4mm，由若干張超細(xì)玻璃纖維薄紙疊加而成，超細(xì)玻璃纖維薄紙的厚度為10μm，超細(xì)玻璃纖維的平均直徑為4μm。整個(gè)超細(xì)玻璃纖維紙層40每間隔0.8mm夾一層厚度為15μm的鋁箔50；

所述的高溫合金薄膜10的厚度為0.04mm，高溫合金薄膜10之間的連接采用真空電子束焊無縫焊接。

所述的高溫合金薄膜10與超細(xì)陶瓷纖維紙層40交界處耐溫不超過1100℃，超細(xì)陶瓷纖維紙層20與超細(xì)玻璃纖維紙層40交界處溫度耐溫不超過500℃。

所述的纖維反射型真空絕熱板的內(nèi)壓為1Pa，面密度為1.6Kg/m²，在800℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.04W/(m·K)。

實(shí)施例3

一種渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維反射型真空絕熱板，由纖維反射隔熱芯材經(jīng)GH3030高溫合金薄膜10真空封裝而成，所述纖維反射隔熱芯材由內(nèi)至外依次包括：

超細(xì)陶瓷纖維紙層20，厚度為4mm，由若干張超細(xì)陶瓷纖維薄紙疊加而成，超細(xì)陶瓷纖維薄紙的厚度為10μm，超細(xì)陶瓷纖維的平均直徑為3μm。超細(xì)陶瓷纖維薄紙之間填充有顆粒尺寸為30nm的硅酸鋯粉體，整個(gè)超細(xì)陶瓷纖維紙層20 每間隔1mm夾一層厚度為13μm的鎳箔30；

超細(xì)玻璃纖維紙層40，厚度為3mm，由若干張超細(xì)玻璃纖維薄紙疊加而成，超細(xì)玻璃纖維薄紙的厚度為7μm，超細(xì)玻璃纖維的平均直徑為3μm。整個(gè)超細(xì)玻璃纖維紙層40每間隔1mm夾一層厚度為13μm的鋁箔50；

所述的高溫合金薄膜10的厚度為0.03mm，高溫合金薄膜10之間的連接采用真空電子束焊無縫焊接。

所述的高溫合金薄膜10與超細(xì)陶瓷纖維紙層40交界處耐溫不超過1100℃，超細(xì)陶瓷纖維紙層20與超細(xì)玻璃纖維紙層40交界處溫度耐溫不超過500℃。

所述的纖維反射型真空絕熱板的內(nèi)壓為0.5Pa，面密度為1.8Kg/m²，在800℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.05W/(m·K)。

總之，本實(shí)用新型保證了材料在高溫環(huán)境下的低導(dǎo)熱系數(shù)和穩(wěn)定性，使得其能夠在復(fù)雜環(huán)境下長時(shí)間服役，同時(shí)在減少保溫層厚度、降低整體重量的同時(shí)提高了隔熱性能。本實(shí)用新型可直接應(yīng)用于渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的外部隔熱，防止熱量對直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件及機(jī)艙的燒蝕。

上述僅為本發(fā)明的三個(gè)具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。