李晓永，王 玲，洪晓麦，潘 奇，黄太和，王立保

（武汉高芯科技有限公司，武汉 430205）

0 引言

20世纪50年代，Honeywell Hymatic首次将节流（JT）制冷器应用于军事上，此后JT制冷器在军事领域获得广泛的应用。制冷器不仅为红外导引系统提供低温环境，而且与导弹的性能密切相关，例如制冷器的降温时间决定了导弹的反应时间，制冷器的蓄冷时间决定了导弹的飞行时间。其中快速启动的地空导弹等武器系统一般采用节流制冷器，如美国的Stinger、俄罗斯的Igla等。而随着导弹在现代化战争中制空权等方面的作用愈加重要，对快速制冷型制冷器的需求也愈加迫切。

此外，由于节流制冷器复杂的几何形状和流体的多变性质，其结构、运行参数以及材料等都制约着制冷性能的提高。同时，由于特殊的应用背景，国外对我国严格封锁其相关研究成果，而国内相关研究主要集中在实验方面。对此，本文针对降温时间展开相关的理论分析与实验研究。

1 节流制冷器整机结构设计

微型节流制冷器利用高压气体的非理想性产生节流冷效应，进而实现被冷却单元的冷却。微型节流制冷器一般分为两种类型：开式和闭式。最常用的是开式节流制冷器，该制冷器具有结构紧凑、体积小、质量轻、振动小、成本低和启动快等特点[1]。因此，对于要求快速制冷的场合，一般选择开式节流制冷器。

从外形结构上，节流制冷器可分为圆柱形和圆锥形两种。对于红外制冷系统，在相同的换热面积下，圆锥形结构比圆柱形的节流制冷器的轴向长度更短，降温速度更快，更利于系统的集成[2]。……