一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统的制作方法

1.本发明属于直升机进气道防冰的设计领域，涉及一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统。


背景技术：

2.直升机在-30℃～0℃的环境中飞行时，空气中的水汽或者冰晶会在机体表面凝结成冰块，如果大尺寸的冰块被吸入发动机，将会损坏发动机的叶片，造成功率下降甚至空中停车，因此需要在发动机前端的进气道上采取措施，防止表面生成冰块。
3.现有技术中，也主要使用高温高压热空气，但是热空气流量无法根据需求进行调节，而且空气分配主要使用不锈钢笛形管，结构重量重，加温效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的：本发明提供一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统，使用高温高压热空气作为热源，使得进气道表面的温度始终在20℃左右，防止表面结冰，本发明具有换热效率高、控制简单可靠的特点，用于保障直升机在结冰环境下安全飞行。
5.技术方案
6.一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统，包括控制装置1、大气温度传感器2、供气管路3、流量控制阀4、保温蒙皮6、多重隔框9和进气道蒙皮10；
7.所述的保温蒙皮6设置在进气道蒙皮10外部，多重隔框9设置在保温蒙皮6、进气道蒙皮10之间；所述保温蒙皮6、多重隔框9和进气道蒙皮10组成进气道防冰腔，热空气在内部进行流动；
8.所述供气管路3连接进气道防冰腔和高温高压气源，所述流量控制阀4安装在供气管路3上；
9.所述控制装置1与大气温度传感器2连接，根据大气温度传感器2的温度值控制流量控制阀4的开度，从而控制进入防冰腔中热空气的流量。
10.优选的，保温蒙皮6中包含有保温层，对防冰腔进行保温，减少热量散失。
11.优选的，进气道防冰腔中的热空气从后端进入，通过进气道蒙皮10前端的缝隙8流出，与进气道内的冷空气7流向相反。
12.优选的，进气道蒙皮10前端的缝隙8设置在进气道唇口内侧，通过进气道蒙皮10前端的缝隙8流出的热空气再次被吸入进气道，实现废热再利用。
13.优选的，进气道蒙皮10前端的缝隙8设置在进气道唇口外侧，通过进气道蒙皮10前端的缝隙8流出的热空气直接排入大气，减小发动机进气气流畸变。
14.优选的，多重隔框9上设置有多个通过孔，对进气道防冰腔中的热空气的流向进行分配。
15.优选的，进气道防冰腔的高度设置为5～15mm，对进气道蒙皮10有很高的加热效率。
16.优选的，多重隔框9与进气道蒙皮10和保温蒙皮6连接固定，可以提高进气道的刚度，降低进气道蒙皮的厚度，从而进一步提高换热效率，减轻系统重量。
17.优选的，通过仿真和试验确定热空气流量和环境温度之间的对应关系，根据大气温度传感器2的温度值控制流量控制阀4的开度。
附图说明
18.图1为本发明提供的一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统示意图；
19.附图标记说明：
20.1—控制装置；
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2—大气温度传感器；
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3—供气管路；
21.4—流量控制阀；
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5—热空气；
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6—保温蒙皮；
22.7—冷空气；
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8—缝隙；
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9—多重隔框；
23.10—进气道蒙皮。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明提供的一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统进行详细说明。
25.如图1所示，本发明一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统的一个实施例，包括控制装置1、大气温度传感器2、供气管路3、流量控制阀4、保温蒙皮6、多重隔框9和进气道蒙皮10。
26.所述的保温蒙皮6设置在进气道蒙皮10外部，多重隔框9设置在保温蒙皮6、进气道蒙皮10之间；所述保温蒙皮6、多重隔框9和进气道蒙皮10组成进气道防冰腔，热空气在内部进行流动；所述供气管路3连接进气道防冰腔和高温高压气源，所述流量控制阀4安装在供气管路3上；所述控制装置1与大气温度传感器2连接，根据大气温度传感器2的温度值控制流量控制阀4的开度，从而控制进入防冰腔中热空气的流量。
27.优选的，保温蒙皮6中包含有保温层，保温蒙皮6的外面包裹有石棉、橡胶等组成的保温层，对防冰腔进行保温，减少热量散失。
28.优选的，进气道防冰腔中的热空气从后端进入，通过进气道蒙皮10前端的缝隙8流出，与进气道内的冷空气7流向相反，可以实现废热再利用，或者直接排入大气，减小发动机进气气流畸变。
29.优选的，进气道蒙皮10前端的缝隙8设置在进气道唇口内侧，通过进气道蒙皮10前端的缝隙8流出的热空气再次被吸入进气道，实现废热再利用。
30.优选的，进气道蒙皮10前端的缝隙(8)设置在进气道唇口外侧，通过进气道蒙皮10前端的缝隙8流出的热空气直接排入大气，减小发动机进气气流畸变。
31.优选的，多重隔框9上设置有多个通过孔，对进气道防冰腔中的热空气的流向进行分配。
32.优选的，进气道防冰腔的高度设置为5～15mm，对进气道蒙皮10有很高的加热效率。
33.优选的，多重隔框9与进气道蒙皮10和保温蒙皮6连接固定，可以提高进气道的刚度，降低进气道蒙皮的厚度，从而进一步提高换热效率，减轻系统重量。
34.优选的，通过仿真和试验确定热空气流量和环境温度之间的对应关系，根据大气温度传感器2的温度值控制流量控制阀4的开度。
35.本发明的另一个实施例是：供气管路3连接至高温高压空气源(一般为发动机)，热空气5通过流量控制阀4进入防冰腔。防冰腔由进气道蒙皮10、保温蒙皮6和多重隔框9组成，保温蒙皮6的外面包裹有石棉、橡胶等组成的保温层，可以有效减少防冰腔内热量的散失。
36.供气管路3连接在防冰腔的后端，热空气从防冰腔的后部向前部流动，流动过程中对进气道蒙皮进行加温，然后从唇口位置的缝隙8流出，流出后可以对唇口的外表面再进行加温，防冰腔内热空气的流动方向与进气道中的冷空气7相反。
37.根据进气道表面的防冰需求，多重隔框9对防冰腔内的热空气流量进行分配，由于取消了传统的笛形管、导流条、可变叶栅、排气管等调节机构，防冰腔的高度可以降低至5～15mm，可以提高热空气对进气道表面的换热效率。多重隔框9与进气道蒙皮10和保温蒙皮6连接固定，可以提高进气道的刚度，降低进气道蒙皮10的厚度，从而进一步提高换热效率，减轻系统重量。
38.大气温度传感器2布置在机体外侧，用于探测环境温度，根据仿真计算、试验等方式，确定环境温度与热空气流量之间的对应关系，通过控制装置1控制流量控制阀4的开度，保证进入防冰腔的热空气既能够满足进气道表面的加温需求，又不会将其加温太高，避免热量浪费。


技术特征：
1.一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统，其特征在于，包括控制装置(1)、大气温度传感器(2)、供气管路(3)、流量控制阀(4)、保温蒙皮(6)、多重隔框(9)和进气道蒙皮(10)；所述的保温蒙皮(6)设置在进气道蒙皮(10)外部，多重隔框(9)设置在保温蒙皮(6)、进气道蒙皮(10)之间；所述保温蒙皮(6)、多重隔框(9)和进气道蒙皮(10)组成进气道防冰腔，热空气在内部进行流动；所述供气管路(3)连接进气道防冰腔和高温高压气源，所述流量控制阀(4)安装在供气管路(3)上；所述控制装置(1)与大气温度传感器(2)连接，根据大气温度传感器(2)的温度值控制流量控制阀(4)的开度，从而控制进入防冰腔中热空气的流量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，保温蒙皮(6)中包含有保温层。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进气道防冰腔中的热空气从后端进入，通过进气道蒙皮(10)前端的缝隙(8)流出，与进气道内的冷空气(7)流向相反。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进气道蒙皮(10)前端的缝隙(8)设置在进气道唇口内侧，通过进气道蒙皮(10)前端的缝隙(8)流出的热空气再次被吸入进气道。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进气道蒙皮(10)前端的缝隙(8)设置在进气道唇口外侧，通过进气道蒙皮(10)前端的缝隙(8)流出的热空气直接排入大气。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多重隔框(9)上设置有多个通过孔，对进气道防冰腔中的热空气的流向进行分配。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进气道防冰腔的高度设置为5～15mm。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，多重隔框(9)与进气道蒙皮(10)和保温蒙皮(6)连接固定。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通过仿真和试验确定热空气流量和环境温度之间的对应关系，根据大气温度传感器(2)的温度值控制流量控制阀(4)的开度。

技术总结
本发明属于直升机进气道防冰的设计领域，涉及一种可调流量的直升机进气道热气防冰系统，所述直升机进气道防冰系统包括：进气道蒙皮、保温蒙皮、多重隔框、流量控制阀、大气温度传感器、控制装置和供气管路。可以根据环境温度，自动调节进入防冰腔的热空气流量，在满足防冰需求的情况下避免热量浪费。进气道防冰腔内的热空气从后向前流动，可以有效减少对发动机进气畸变的影响。采用多重隔框对防冰腔的热空气进行分配，可以将防冰腔的高度降低至5～15mm，提高换热效率。在进气道保温蒙皮上包裹保温层，可以有效减少热量散失。可以有效减少热量散失。可以有效减少热量散失。


技术研发人员：陈甲朋 施瑾 周乐娥 石兵枫 刘子申 覃红夷
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/6/28