张素明

(北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

0 引言

高空长航时飞行器以长航时无人机、高空飞艇为典型代表，在搜救、侦查、打击等任务中具有传统有人驾驶飞机无可比拟的优势。目前，无人机的动力装置主要有活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机、冲压发动机等。

随着用户对飞行器飞行高度、速度和留空时间提出了新的要求，飞行器为了满足用户的极端使用需求，采用火箭动力或者组合动力的长航时飞行器应运而生并逐步走向实际工程应用。

火箭动力或者组合动力系统采用的推进剂通常为常温燃料，燃料冰点相对较高。当飞行器在高空大气环境中长时间以亚音速或亚跨音速飞行时，受到外部低温大气环境的影响，飞行器内部贮箱、管路、阀门等仪器设备的温度将会逐渐降低，尤其是飞行器动力系统燃料贮箱内的燃料，温度过低会导致燃料结冰无法使用，很可能造成飞行器爆炸等；燃料温度不均匀则会对动力系统性能造成较大影响，甚至会造成动力系统失效。因此，迫切需对飞行器燃料进行温控控制，以确保飞行器动力系统可以长时间正常工作。

中高空是一种典型的低温、低气压、低空气密度、强太阳辐射环境，严重影响了推进剂的使用环境。与此同时，长航时飞行器对上机设备的重量要轻，寿命要长，运行和维护成本要低，否则直接影响飞行器总体性能指标。

由于飞行器执行的任务剖面极具灵活性，而任务剖面直接影响飞行器所处的气温、气压、太阳辐射等环境参数，进而导致飞行器内外部温度环境很难仿真和试验模拟，这对温度环境控制设计提出了严峻的挑战。……