一种利用发动机尾气热量的直升机进气道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，涉及一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统。


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，进气道防冰系统的热源均为发动机压缩段的高温高压空气，在使用过程中会降低发动机功率，提高发动机的油耗，本发明专利使用发动机尾气热量作为热源，实现直升机上的废热利用。


技术实现要素：

4.发明目的：
5.本发明提出了一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统，使用直升机发动机尾气中的废热，通过载冷剂的相变循环，对进气道表面进行加温，在结冰环境下防止表面形成冰层，保障飞行安全。
6.技术方案
7.一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统，包括进气道蒙皮1、冷凝器3、温度传感器4、载冷剂管路5、载冷剂6、控制装置7、压缩机8、发动机尾喷管9和蒸发器10。
8.所述冷凝器3和温度传感器4紧贴在进气道蒙皮1的外侧，为进气道蒙皮1进行加温，同时测量进气道蒙皮1的温度。
9.所述蒸发器10紧贴在发动机尾喷管9的外侧，从发动机尾气11中吸取热量。
10.所述冷凝器3、蒸发器10和压缩机8通过载冷剂管路5连接，形成载冷剂6循环工作回路，载冷剂6在循环工作回路中循环流动。
11.所述温度传感器4、压缩机8和控制装置7连接，控制装置7控制根据温度传感器4采集的信号，控制压缩机8的功率。
12.优选的，使用发动机尾喷管9内的发动机尾气11的热量作为热源，通过蒸发循环的工作方式，对进气道进行加温。
13.优选的，载冷剂6在蒸发器10中蒸发成气态，吸收热量。
14.优选的，载冷剂6在冷凝器3中冷凝成液态，释放热量，对进气道蒙皮1进行加温。
15.优选的，冷凝器3内部的载冷剂6流量根据进气道蒙皮1的加温需求进行分配。
16.优选的，冷凝器3在进气道蒙皮1外侧呈网格状分布，温度传感器4布置在冷凝器3的网眼中。
17.优选的，在进气道蒙皮1外侧布置多个温度传感器4，温度传感器4的最低温度值高于20℃。
18.优选的，冷凝器3和进气道蒙皮1的外侧安装有保温层。
19.有益效果：
20.本发明提供一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统，系统工作时无需从发动机压缩段引高温高压热空气作为热源，不会降低发动机的功率。
21.系统工作时从发动机尾气吸取热量，可以降低发动机尾气的温度，减少对尾喷管周围结构的烧蚀，降低发动机尾气的红外特征。
附图说明
22.附图1为使用发动机尾气作为热源的进气道防冰系统主要部件。
23.附图标记说明：
24.1—进气道蒙皮；
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2—冷空气；
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3—冷凝器；
25.4—温度传感器；
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5—载冷剂管路；
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6—载冷剂；
26.7—控制装置；
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8—压缩机；
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9—尾喷管；
27.10—蒸发器；
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11—发动机尾气。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明提供的一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统进行详细说明。
29.如图1，一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统，包括进气道蒙皮1、冷凝器3、温度传感器4、载冷剂管路6、载冷剂6、控制装置7、压缩机8、发动机尾喷管9和蒸发器10。
30.在本发明中，冷凝器3紧贴在进气道蒙皮1的外侧，通过热传导的方式为进气道蒙皮1进行加温。
31.在本发明中，温度传感器4紧贴在进气道蒙皮1的外侧，同时测量进气道蒙皮1的温度。
32.在本发明中，蒸发器10紧贴在发动机尾喷管9的外侧，通过内部载冷剂6从液态转化为气态，从发动机尾气中吸取热量。
33.在本发明中，冷凝器3、压缩机8和蒸发器10通过载冷剂管路5连接，载冷剂6在系统内部循环流动。
34.在本发明中，温度传感器4、压缩机8和控制装置7连接，控制系统的防冰效果。
35.在本发明中，载冷剂6在冷凝器10中冷凝成液态，释放热量，对进气道蒙皮1进行加温。
36.在本发明中，冷凝器10内部的载冷剂6流动根据进气道蒙皮1的加温需求进行分配。
37.冷凝器10在进气道蒙皮1外场呈网格状分布，温度传感器4安装在冷凝器10的网格中。
38.控制装置7根据温度传感器4的温度值控制压缩机8的转速，改变载冷剂6的循环速率和压力，从而调节系统的加热量。
39.在进气道蒙皮1外侧布置多个温度传感器4，系统工作时，温度传感器4的最低温度
值应高于20℃。
40.下面结合实例进行具体说明：
41.使用发动机尾气作为热源的进气道防冰系统由进气道蒙皮1、冷凝器3、温度传感器4、载冷剂管路5、载冷剂6、控制装置7、压缩机8和蒸发器10组成，在－20℃的环境中，直升机尾喷管9的温度可以达到300℃以上，蒸发器10紧贴尾喷管9的外侧，冷凝器3和温度传感器4紧贴进气道蒙皮1的外侧，其工作步骤如下：
42.(a)液态载冷剂6在蒸发器10中吸收尾喷管9的热量，蒸发成为气态，然后进入压缩机8；
43.(b)经过压缩机8加压后，载冷剂6变成高压气体，然后进入冷凝器3；
44.(c)在外界冷空气2的作用下，进气道蒙皮1的温度较低，气态载冷剂6遇冷凝结成液态，同时释放热量给进气道蒙皮1加温，使其温度保持在20℃以上，不会在表面形成冰层；
45.(d)气态载冷剂6从冷凝器3流出后进入蒸发器，进行下一个循环
46.在系统工作过程中，通过贴在进气道蒙皮1表面的温度传感器4，控制装置7采集进气道表面温度，控制压缩机8的功率，改变载冷剂6的循环速率和压力，从而调节系统的加热量。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统，其特征在于，包括进气道蒙皮(1)、冷凝器(3)、温度传感器(4)、载冷剂管路(5)、载冷剂(6)、控制装置(7)、压缩机(8)、发动机尾喷管(9)和蒸发器(10)；所述冷凝器(3)和温度传感器(4)紧贴在进气道蒙皮(1)的外侧，为进气道蒙皮(1)进行加温，同时测量进气道蒙皮(1)的温度；所述蒸发器(10)紧贴在发动机尾喷管(9)的外侧，从发动机尾气(11)中吸取热量；所述冷凝器(3)、蒸发器(10)和压缩机(8)通过载冷剂管路(5)连接，形成载冷剂(6)循环工作回路，载冷剂(6)在循环工作回路中循环流动；所述温度传感器(4)、压缩机(8)和控制装置(7)连接，控制装置(7)控制根据温度传感器(4)采集的信号，控制压缩机(8)的功率。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，使用发动机尾喷管(9)内的发动机尾气(11)的热量作为热源，通过蒸发循环的工作方式，对进气道进行加温。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，载冷剂(6)在蒸发器(10)中蒸发成气态，吸收热量。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，载冷剂(6)在冷凝器(3)中冷凝成液态，释放热量，对进气道蒙皮(1)进行加温。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，冷凝器(3)内部的载冷剂(6)流量根据进气道蒙皮(1)的加温需求进行分配。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，冷凝器(3)在进气道蒙皮(1)外侧呈网格状分布。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，温度传感器(4)布置在冷凝器(3)的网眼中。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在进气道蒙皮(1)外侧布置多个温度传感器(4)，温度传感器(4)的最低温度值高于20℃。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，冷凝器(3)和进气道蒙皮(1)的外侧安装有保温层。

技术总结
本发明提供一种利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统，所述利用发动机尾气热量的直升机进气道防冰系统包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、载冷剂、载冷剂管路等部件。使用直升机发动机尾气作为热源，对进气道蒙皮进行加温，防止表面结冰，本系统对直升机上的废热进行回收利用，不需要从发动机引热空气，可以有效减少对发动机功率的影响，提高直升机整体的飞行性能。性能。性能。


技术研发人员：陈甲朋 施瑾 周乐娥 罗平根 覃红夷 王沨莉
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：2023/8/1