Sabre发动机空气预冷环形热交换器结构

　　这款环形结构的换热装置，主要配套Sabre类发动机的进气预冷环节，在高马赫数飞行工况下，来流空气总温会快速攀升至超出压气机耐受阈值，该装置可在极短流道内完成高温来流与冷却介质的热量交换，将进气温度降至压气机可稳定工作的区间，避免高温进气导致的压气机效率骤降、叶片热蚀甚至发动机喘振停车。从结构设计来看，整体采用同轴环形布局，完全适配发动机进气道的圆形通流截面，无额外流道突扩或突缩结构，尽可能降低进气过程的压力损失；核心换热单元采用密集平行管束沿环向周向排布，每根换热管沿轴向贯穿整个换热段，管程走冷却介质，壳程直接通发动机进气，管束两端固定在环形集流端板上，端板同时承担介质分配与结构支撑作用，外侧伸出的管接头分别对应冷却介质的进出口，

　　可直接对接发动机的冷却介质循环管路。设计阶段优先考虑了通流效率与换热面积的平衡，管束间距经过流场仿真迭代，既保证足够的换热接触面积，又避免管束过密导致的进气阻力过大，同时环形排布的结构让周向进气换热均匀度更高，不会出现局部区域换热不足导致的进气温度分层。安装边界上，整体为同轴回转体结构，外径与进气道内壁尺寸匹配，轴向长度可根据预冷功率需求调整管束长度适配，安装时可直接通过端板上的定位止口与进气道、压气机机匣对接，无需额外设计异形转接结构，外侧的介质接头预留了标准管路对接空间，不会与周边发动机附件产生安装干涉。实际工况下，该结构可承受进气侧的高速气流冲刷与温度交变载荷，管束与端板的连接采用刚性密封结构，避免冷却介质泄漏进入进气道，同时环形中空的中心区域可预留其他管路或设备的安装空间，提升发动机整体的空间利用率，这类预冷换热结构也是高马赫数动力系统进气预冷环节的典型构型，在换热效率、流阻控制、结构紧凑度上都做了针对性的优化适配。