一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，該裝置安裝在直升機(jī)旋翼結(jié)冰區(qū)域內(nèi)部，主要部件包括：包鐵、防/除冰噴頭、除冰液及碳粉噴射氣?液控制系統(tǒng)及用于固定安裝的硬質(zhì)基底；除冰液及碳粉噴射氣?液控制系統(tǒng)包括除冰液源、止回閥、碳粉盒、空氣壓縮機(jī)、液壓泵、用于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣熱量來(lái)加熱除冰液的換熱器、用于連接氣?液回路的雙路連接器、熱氣及除冰液輸送管道及用于測(cè)量氣?液回路的壓力計(jì)；本發(fā)明采用噴射碳粉作為結(jié)冰凝結(jié)核使過(guò)冷水滴提前結(jié)冰，并噴射加熱除冰液的方式，能夠?qū)χ鄙龣C(jī)旋翼進(jìn)行防、除冰工作，具有時(shí)間短，耗能低、除冰徹底等特點(diǎn)，能夠滿足在多種不同惡劣氣象環(huán)境下及在不同結(jié)冰狀態(tài)下的防、除冰要求。
【專利說(shuō)明】
一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，屬于旋翼防冰和除冰技術(shù)領(lǐng)域。 【背景技術(shù)】
[0002]直升機(jī)旋翼在高空遇含有過(guò)冷水滴的云層時(shí)會(huì)在旋翼迎風(fēng)表面出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致直升機(jī)發(fā)生飛行事故。現(xiàn)有的直升機(jī)旋翼主要通過(guò)電熱、熱氣方式進(jìn)行防/除冰工作，較為成熟的防/除冰技術(shù)較少。因此，研究新型快速、高效的直升機(jī)旋翼防冰和除冰技術(shù)具有重要意義。
[0003]過(guò)冷水滴是指溫度低于零度但仍處于液態(tài)狀態(tài)的水滴，研究發(fā)現(xiàn)過(guò)冷水滴不結(jié)冰的原因主要是因?yàn)槿鄙倌Y(jié)核，只要在過(guò)冷水中存在凝結(jié)核便能誘發(fā)結(jié)晶，并使過(guò)冷水滴的溫度回升到凝固點(diǎn)，而自然界中的碳粉、空氣中的灰塵等微粒均可以作為凝結(jié)核誘發(fā)過(guò)冷水滴結(jié)冰。因此，可以根據(jù)過(guò)冷水滴結(jié)冰原理來(lái)設(shè)計(jì)新型的直升機(jī)旋翼防/除冰裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專利主要利用過(guò)冷水滴結(jié)冰原理，利用設(shè)計(jì)的新型防/除冰噴頭，噴射碳粉作為過(guò)冷水滴的凝結(jié)核，并噴射加熱的除冰液，提出一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置。 本發(fā)明專利能夠?qū)χ鄙龣C(jī)旋翼進(jìn)行防、除冰工作，具有時(shí)間短，耗能低、除冰徹底等特點(diǎn)，能夠滿足在多種不同惡劣氣象環(huán)境下及在不同結(jié)冰狀態(tài)下的防、除冰要求。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，包括包鐵、 防/除冰噴頭、除冰液及碳粉噴射氣液控制系統(tǒng)及用于固定安裝的硬質(zhì)基體;其中:所述的除冰液及碳粉噴射氣液控制系統(tǒng)包括除冰液源、止回閥、用于提供碳粉作為結(jié)冰凝結(jié)核的碳粉盒、用于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣熱量來(lái)加熱除冰液的換熱器、用于加壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的空氣壓縮機(jī)、 用于加壓噴射除冰液的液壓栗、用于連接氣_液回路的雙路連接器、熱氣及除冰液輸送管道及用于測(cè)量氣-液回路的壓力計(jì);碳粉噴射回路中碳粉盒連接止回閥和雙路連接器入口；除冰液噴射回路中換熱器連接止回閥和雙路連接器入口；兩回路中通過(guò)設(shè)置在雙路連接器和防/除冰噴頭之間的壓力計(jì)分別控制氣壓和液壓回路壓強(qiáng)。
[0006]所述的防/除冰噴頭結(jié)構(gòu)為氣-液雙路噴頭，噴頭上部為半球結(jié)構(gòu)，下部為套管結(jié)構(gòu);半球結(jié)構(gòu)可以噴射夾雜碳粉的高壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，套管結(jié)構(gòu)開設(shè)噴嘴，可以噴射發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣加熱后的除冰液。
[0007]所述的防/除冰噴頭套管結(jié)構(gòu)中內(nèi)管、外管均開設(shè)用于連接管路的外螺紋;半球結(jié)構(gòu)內(nèi)部氣體通道截面尺寸由內(nèi)部向外部逐漸減小。
[0008]所述的防/除冰噴頭安裝在硬質(zhì)基體上，硬質(zhì)基體與蒙皮相粘接，弦向位置:從前緣至上表面10%弦長(zhǎng)，下表面14%弦長(zhǎng)，展向位置:起于25%弦長(zhǎng)剖面，止于95%弦長(zhǎng)剖面。
[0009]所述的防/除冰噴頭分布在硬質(zhì)基體安裝區(qū)域內(nèi)，沿槳葉長(zhǎng)度方向均勻排布;所述的防/除冰噴頭伸出旋翼表面總高度不大于25mm。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011]1.本發(fā)明借鑒過(guò)冷水滴的結(jié)冰原理，采用碳粉作為凝結(jié)核使過(guò)冷水滴提前結(jié)冰， 并引用直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫高壓廢氣的能量，加熱除冰液并噴射到旋翼表面使微量的積冰融化，有效地預(yù)防和消除直升機(jī)旋翼積冰；
[0012]2.本發(fā)明通過(guò)引發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣來(lái)進(jìn)行噴射碳粉，并利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的雜質(zhì)與碳粉一同作為凝結(jié)核使過(guò)冷水滴在撞擊旋翼表面前結(jié)冰，較少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的污染，提高廢氣的利用率；
[0013]3.本發(fā)明采用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的高溫作為加熱除冰液的熱源，通過(guò)換熱器加熱除冰液，提高除冰液的除冰效率并減少能耗；
[0014]4.本發(fā)明用于直升機(jī)旋翼的防/除冰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于操作，重量輕，不會(huì)增加直升機(jī)過(guò)多的重量?！靖綀D說(shuō)明】
[0015]圖1是防/除冰噴射頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是防/除冰噴射頭安裝位置示意圖。
[0017]圖3是防/除冰噴射頭裝配示意圖。
[0018]圖4是除冰液及碳粉噴射氣液控制回路示意圖。
[0019]圖5是除冰液及碳粉噴射氣液控制回路布置位置示意圖。
[0020]圖中:
[0021]1.槳葉；2.防/除冰噴頭;3.包鐵;4.硬質(zhì)基體;5.蒙皮;6.除冰液源;7.液壓栗;8.止回閥；9.換熱器；10.壓力計(jì)；11.發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣源；12.空氣壓縮機(jī)；13.碳粉盒；14.熱氣管道;15.除冰液管道;16.雙路連接器?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，防/除冰噴頭結(jié)構(gòu)為氣-液雙路噴頭，噴頭上部為半球結(jié)構(gòu)，下部為套管結(jié)構(gòu);半球結(jié)構(gòu)可以噴射夾雜碳粉的高壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，套管結(jié)構(gòu)開設(shè)噴嘴，可以噴射發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣加熱后的除冰液，為保證噴射范圍，將半球結(jié)構(gòu)內(nèi)部氣體通道截面尺寸設(shè)計(jì)由內(nèi)部向外部逐漸減小，進(jìn)而增加半球表面噴口處的速度，增加噴射范圍；防/除冰噴頭套管結(jié)構(gòu)中內(nèi)管、外管均開設(shè)用于連接管路的外螺紋，便于連接碳粉廢氣氣路和除冰液回路。
[0024]如圖2和圖3所示，防/除冰噴頭安裝在硬質(zhì)基體上，且沿槳葉長(zhǎng)度方向均勻排布， 硬質(zhì)基體與蒙皮相粘接，弦向位置:從前緣至上表面10%弦長(zhǎng)，下表面14%弦長(zhǎng)，展向位置: 起于25%弦長(zhǎng)剖面，止于95%弦長(zhǎng)剖面;防/除冰噴頭通過(guò)預(yù)先加工在包鐵上的螺紋孔連接在硬質(zhì)基體上，外部包鐵用于保護(hù)旋翼，防止過(guò)冷水滴結(jié)冰后撞擊破壞旋翼。
[0025]如圖4和圖5所示，將除冰液及碳粉噴射氣液控制系統(tǒng)安裝在直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上方， 便于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)行引氣。碳粉噴射回路中碳粉盒連接止回閥和雙路連接器入口，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣通過(guò)空氣壓縮栗進(jìn)入廢氣管路，通向換熱器并將廢氣的熱量傳遞給除冰液，通過(guò)二次加壓的方式通向碳粉盒，使廢氣與碳粉混合，并通過(guò)雙路連接器整合后，經(jīng)由防/除冰噴頭噴射到旋翼外部;除冰液噴射回路中除冰液經(jīng)液壓栗進(jìn)入除冰液管路，通過(guò)換熱器加熱后經(jīng)由雙路連接器傳輸?shù)椒?除冰噴頭，并噴射到旋翼表面進(jìn)行除冰;兩回路中通過(guò)設(shè)置在雙路連接器和防/除冰噴頭之間的壓力計(jì)分別控制氣壓和液壓回路壓強(qiáng)，以保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，其特征在于，包括:包鐵、防/除冰噴頭、除冰液 及碳粉噴射氣液控制系統(tǒng)及用于固定安裝的硬質(zhì)基體;其中:所述的除冰液及碳粉噴射氣 液控制系統(tǒng)包括除冰液源、止回閥、用于提供碳粉作為結(jié)冰凝結(jié)核的碳粉盒、用于發(fā)動(dòng)機(jī)廢 氣熱量來(lái)加熱除冰液的換熱器、用于加壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的空氣壓縮機(jī)、用于加壓噴射除冰液 的液壓栗、用于連接氣-液回路的雙路連接器、熱氣及除冰液輸送管道及用于測(cè)量氣-液回 路的壓力計(jì);碳粉噴射回路中碳粉盒連接止回閥和雙路連接器入口；除冰液噴射回路中換 熱器連接止回閥和雙路連接器入口；兩回路中通過(guò)設(shè)置在雙路連接器和防/除冰噴頭之間 的壓力計(jì)分別控制氣壓和液壓回路壓強(qiáng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，其特征在于:所述的防/除 冰噴頭結(jié)構(gòu)為氣-液雙路噴頭，噴頭上部為半球結(jié)構(gòu)，下部為套管結(jié)構(gòu);半球結(jié)構(gòu)可以噴射 夾雜碳粉的高壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，套管結(jié)構(gòu)開設(shè)噴嘴，可以噴射發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣加熱后的除冰液。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，其特征在于:所述的防/除 冰噴頭套管結(jié)構(gòu)中內(nèi)管、外管均開設(shè)用于連接管路的外螺紋;半球結(jié)構(gòu)內(nèi)部氣體通道截面 尺寸由內(nèi)部向外部逐漸減小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，其特征在于:所述的防/除 冰噴頭安裝在硬質(zhì)基體上，硬質(zhì)基體與蒙皮相粘接，弦向位置:從前緣至上表面10%弦長(zhǎng)， 下表面14%弦長(zhǎng)，展向位置:起于25%弦長(zhǎng)剖面，止于95%弦長(zhǎng)剖面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴射式直升機(jī)旋翼防/除冰裝置，其特征在于:所述的防/除 冰噴頭分布在硬質(zhì)基體安裝區(qū)域內(nèi)，沿槳葉長(zhǎng)度方向均勻排布;所述的防/除冰噴頭伸出旋 翼表面總高度不大于25_。
【文檔編號(hào)】B64D15/10GK106005431SQ201610467368
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】張以都, 陳龍, 吳瓊, 周文兵, 高瀚君
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)