在对高超声速飞行器的热防护和机载设备电能需求的综合考虑下,立足发动机能量管理优化,结合CO2的物性特点,提出了以超临界CO2为循环工质的高效热防护与高温发电一体化系统.此一体化方案可以在实现发动机热防护的同时,提供电能、并减少冷却用燃油流量.基于燃油为该一体化系统的唯一热沉,通过理论分析和计算,提出了两个一体化系统,通过对一体化系统的优化分析,给出了提高一体化系统性能的措施:尽量提高燃油在CO2冷却器中被加热的终态温度以及采用回热来提高CO2闭式布雷顿循环的性能,该系统的热效率可达到17％.相对于采用蓄电池和燃料电池为机载设备供电的方案,当飞行器飞行时间为30min,该一体化系统的净增质量分别降低85％和68％,体积分别降低81％和59％.
高超声速飞行器 一体化系统 热防护 超临界CO2 闭式布雷顿循环