一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)及航空發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)及航空發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機(jī)在高空飛行或者地面條件下存在進(jìn)氣道結(jié)冰的可能，航空發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道結(jié)冰是飛機(jī)結(jié)冰中最危險(xiǎn)的情況，它不僅直接導(dǎo)致進(jìn)氣道氣動外型的破壞，降低發(fā)動機(jī)推力，增大飛行負(fù)載，而且當(dāng)進(jìn)氣道內(nèi)冰層脫落時(shí)將隨氣流進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)部，打傷具有很大轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇葉片，造成壓氣機(jī)的機(jī)械損傷，甚至整臺發(fā)動機(jī)的破壞，直接引發(fā)飛行事故。因此，為了保證飛行安全，發(fā)動機(jī)防冰十分重要，需要通過進(jìn)氣道防冰裝置實(shí)現(xiàn)除冰或者防冰的功能。目前，發(fā)動機(jī)防冰的熱源多采用發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)引出的熱氣，熱氣進(jìn)入進(jìn)氣道前緣的防冰裝置后，在沿?fù)Q熱通道的流動過程中，把熱量傳給進(jìn)氣道前帽罩，使進(jìn)氣道前帽罩防冰表面的溫度達(dá)到保證表面不結(jié)冰的數(shù)值。也有采用循環(huán)后的熱滑油作為冷卻介質(zhì)，經(jīng)過發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)循環(huán)的熱滑油在回到滑油箱之前被泵入進(jìn)氣道前緣，起到防冰作用。
[0003]通常的熱氣防冰裝置直接從高壓壓氣機(jī)引氣，流過控制活門之后，讓熱氣在進(jìn)氣道前緣換熱通道內(nèi)自由流動，最后從排出口排出，或者采用環(huán)形噴氣管路，在管路上打一些小孔，通過支架固定在短艙前壓艙壁面上，熱氣通過管路上開的小孔，將熱氣向一定方向噴出至防冰表面，起到防冰的作用，但由噴氣孔定向噴射氣流，容易造成防冰表面局部高溫，因此，不管上述何種防冰器都存在引氣量不可調(diào)節(jié)以及在換熱通道內(nèi)的熱氣流動方向和速率不可控的問題，導(dǎo)致?lián)Q熱效率不可控，并且存在由于引氣量過大或過小導(dǎo)致燒壞進(jìn)氣道內(nèi)結(jié)構(gòu)或者防冰效果不理想的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)及航空發(fā)動機(jī)，其中，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)熱氣流動方向，提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的熱交換效率，提升防冰效果。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)，其包括引氣結(jié)構(gòu)、換熱結(jié)構(gòu)和排氣結(jié)構(gòu)，所述換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個(gè)導(dǎo)流裝置，通過所述引氣結(jié)構(gòu)引入的熱氣進(jìn)入所述換熱結(jié)構(gòu)，并通過所述換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述導(dǎo)流裝置進(jìn)行導(dǎo)流，使熱氣在所述換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)螺旋前進(jìn)，換熱后，通過所述排氣結(jié)構(gòu)排出。
[0006]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述換熱結(jié)構(gòu)包括由進(jìn)氣道前帽罩和短艙前壁面共同構(gòu)成的換熱通道。
[0007]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述換熱通道內(nèi)設(shè)置有集氣腔，通過所述引氣結(jié)構(gòu)引入的熱氣首先進(jìn)入所述集氣腔內(nèi)，然后通過所述集氣腔進(jìn)入所述導(dǎo)流裝置。
[0008]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述集氣腔的第一側(cè)部和第二側(cè)部相對設(shè)置，第三側(cè)部和第四側(cè)部對稱設(shè)置；所述第一側(cè)部設(shè)置在所述短艙前壁面上，且與所述短艙前壁面緊密貼合，所述第二側(cè)部與所述進(jìn)氣道前帽罩的內(nèi)壁面緊密貼合，所述第一側(cè)部上還設(shè)置有用于與所述進(jìn)氣結(jié)構(gòu)連接的進(jìn)氣口，所述第三側(cè)部和第四側(cè)部的側(cè)壁面上均設(shè)置有噴氣孔。
[0009]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述集氣腔關(guān)于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的中面對稱，所述換熱通道上與所述排氣結(jié)構(gòu)連通的排氣口與所述集氣腔的位置相對，所述排氣口也關(guān)于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的中面對稱，所述排氣口距離所述集氣腔的第三側(cè)部和第四側(cè)部上設(shè)置的所述噴氣孔的周向距離一致。
[0010]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述導(dǎo)流裝置為旋流器，所述旋流器設(shè)置在所述換熱通道內(nèi)。
[0011]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述旋流器的第一側(cè)部和第二側(cè)部相對設(shè)置，所述第一側(cè)部設(shè)置在所述短艙前壁面上，且與所述短艙前壁面緊密貼合，所述第二側(cè)部與所述進(jìn)氣道前帽罩的內(nèi)壁面緊密貼合。
[0012]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述旋流器包括旋流器框架，以及設(shè)置在所述旋流器框架內(nèi)的旋流葉片。
[0013]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述引氣結(jié)構(gòu)包括引氣管，所述引氣管分別與短艙后壁面和所述短艙前壁面固定連接，通過所述引氣管引入的氣流進(jìn)入所述換熱通道。
[0014]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述排氣結(jié)構(gòu)包括排氣管，所述排氣管分別與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)壁面和所述短艙前壁面固定連接，所述排氣管的一端連通所述換熱通道，另一端連通所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)或短艙蒙皮外。
[0015]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述噴氣孔的直徑范圍為0.2mm?8mm外。
[0016]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述換熱通道內(nèi)還設(shè)置有防冰溫度傳感器，所述防冰溫度傳感器設(shè)置在靠近所述排氣結(jié)構(gòu)的位置，所述防冰溫度傳感器電連接控制器，所述控制器電連接引氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述引氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述引氣結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0017]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述引氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為防冰控制活門。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機(jī)，其包括上述任一實(shí)施例中的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)。
[0019]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明在換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流裝置，熱氣在導(dǎo)流裝置的作用下螺旋前進(jìn)，為保持熱氣旋轉(zhuǎn)速率，在換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)布置多個(gè)旋流器，最大限度地提高了換熱效率，減少了從高壓壓氣機(jī)的引氣量。
[0021 ] 在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，本發(fā)明可以通過引氣結(jié)構(gòu)向集氣腔內(nèi)輸送熱氣，然后通過集氣腔兩側(cè)壁上的噴氣孔將熱氣噴出，通過均勻設(shè)置的噴氣孔可以控制熱氣在換熱通道內(nèi)均勻穩(wěn)定的前進(jìn)。
[0022]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，通過防冰溫度傳感器傳輸防冰溫度信號至控制器，控制器內(nèi)置控制算法，由控制器通過控制算法調(diào)節(jié)防冰控制活門開口量大小，調(diào)節(jié)從高壓壓氣機(jī)的引氣量大小，以使在各種防冰條件下從高壓壓氣機(jī)的引氣量最小，并使防冰效率最聞。
[0023]本發(fā)明能夠提高防冰效率，減小從壓氣機(jī)的引氣量，對于提高高壓壓氣機(jī)的效率具有積極意義，潛在地提高了整個(gè)發(fā)動機(jī)的推力。
【附圖說明】
[0024]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明提供的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)取下進(jìn)氣道前帽罩后的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明提供的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)取下進(jìn)氣道前帽罩后的局部立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明提供的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道防冰系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明提供的旋流器在進(jìn)氣道前帽罩內(nèi)的安裝示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明提供的旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明提供的集氣腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明提供的防冰溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明提供的防冰系統(tǒng)控制邏輯關(guān)系示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10為本發(fā)明提供的航空發(fā)動機(jī)的整機(jī)剖面示意圖。
[0035]附圖中:
[0036]1-進(jìn)氣道前帽罩；2_引氣管；3-換熱通道；4_短艙前壁面，5-短艙后壁面；6-第二安裝法蘭；7_旋流器框架；8_集氣腔；9_旋流器；10