【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法。
技術(shù)介紹
1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙中布置有保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的電子元器件，如電器系統(tǒng)、控制單元等，受限于元器件功能、性能等屬性的限制，電子元器件承受的溫度極限不一致，如滑油泵耐溫極限是350k，壓差傳感器耐溫極限是400k，但總體上，所有電子元器件的耐溫極限不超過400k。航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙受到蒙皮氣動(dòng)熱、發(fā)動(dòng)機(jī)筒體熱以及電子設(shè)備熱的影響，導(dǎo)致艙內(nèi)溫度較高，若艙內(nèi)沒有有效的冷卻方式，艙內(nèi)高溫就會(huì)超過電子元器件所能承受的溫度極限，導(dǎo)致電子元器件工作異常或者損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全。目前常采用從機(jī)外引入沖壓空氣的方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙室進(jìn)行散熱，然而目前發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的電子元器件大都是基于就近的原則布置在相應(yīng)附件周圍而陳列在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，且不同電子元器件能承受的溫度極限不一，若保證發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)電子元器件的正常工作，必須將發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫控制在不同種類電子元器件極限溫度中的最低溫度值，如上述元器件最低的極限溫度是350k，最高的極限溫度是400k，那么就需要將發(fā)動(dòng)機(jī)艙控制在350k。然而，航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙的體積較大，要獲得滿足電子元器件安全工作溫度的艙室溫度水平，這就需要增加冷卻氣的流量或降低冷卻氣的溫度，上述兩種方式都會(huì)帶來飛行器的性能損失：一方面，冷氣流量過大會(huì)影響飛機(jī)的氣動(dòng)性能；另一方面，降低冷卻空氣溫度會(huì)增加飛機(jī)額外的負(fù)擔(dān)。
2、渦輪發(fā)電機(jī)是一種應(yīng)急能源，在飛行器失去主動(dòng)力和輔助動(dòng)力的緊急情況下，提取沖壓空氣的氣流動(dòng)能，向飛行器關(guān)鍵系統(tǒng)提供應(yīng)急液壓源或應(yīng)急電源以保持飛行器的
3、綜上，因此需要探究新的冷卻方案，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)不同耐溫水平電子元器件控溫需求的同時(shí)，減少引氣所帶來的飛行器性能的損失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，不同種類電子元器件控溫水平不一，若采用直接對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙通風(fēng)冷卻的方式，獲得滿足溫控需求的艙溫，就需要增加冷卻氣流量或者降低冷卻氣的溫度，這不僅面臨著沖壓空氣熱沉能力不足的問題，同時(shí)還會(huì)降低飛行器性能等問題，本專利技術(shù)提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法，保證電子元器件控溫的同時(shí)，有效的解決了需增加冷卻氣流量或降低冷卻氣溫度所帶來的飛行器性能損失以及熱沉能力不足等問題。基于該目的，本專利技術(shù)提供的方案如下：
2、一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法，所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法是由航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻系統(tǒng)包括引氣裝置1、調(diào)節(jié)閥2、渦輪發(fā)電機(jī)3、排氣收集裝置4、增壓器5、空氣-空氣換熱器6、電子艙a7、電子設(shè)備a8、電子艙b9、電子設(shè)備b10、發(fā)動(dòng)機(jī)艙11、引射器12、發(fā)動(dòng)機(jī)筒體13、相變蓄熱換熱器14、結(jié)冰部件15。
3、所述的引氣裝置1、渦輪發(fā)電機(jī)3、排氣收集裝置4通過管道依次相連，引氣裝置1與渦輪發(fā)電機(jī)3之間設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥2；排氣收集裝置4分兩條支路，一條支路與增壓器5相連，二者之間的支路上設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥2，另一條支路上只設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥2，兩條支路匯總后通過管道連接空氣-空氣換熱器6；空氣-空氣換熱器6、電子艙a7、電子艙b9通過管道依次相連；電子艙a7、電子艙b9中分別裝有電子設(shè)備a8、電子設(shè)備b10；電子艙a7、電子艙b9、發(fā)動(dòng)機(jī)筒體13、相變蓄熱換熱器14均位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙11內(nèi)；電子艙b9的出口位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙11內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙11的出口通過管道依次連接引射器12、發(fā)動(dòng)機(jī)艙11內(nèi)部的相變蓄熱換熱器14、發(fā)動(dòng)機(jī)艙11外部的相變蓄熱換熱器14、空氣-空氣換熱器6，其中，引射器12與發(fā)動(dòng)機(jī)艙11內(nèi)部的相變蓄熱換熱器14之間、發(fā)動(dòng)機(jī)艙11外部的相變蓄熱換熱器14與空氣-空氣換熱器6之間均設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥2；發(fā)動(dòng)機(jī)筒體13與發(fā)動(dòng)機(jī)艙11內(nèi)部的相變蓄熱換熱器14并聯(lián)；結(jié)冰部件與發(fā)動(dòng)機(jī)艙11外部的相變蓄熱換熱器14并聯(lián)。
4、進(jìn)一步地，電子艙a7、電子艙b9布置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙11尾部，發(fā)動(dòng)機(jī)艙11的出口布置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙11頭部。
5、所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法具體如下：渦輪發(fā)電機(jī)排出的廢氣作為冷源，由引氣裝置1引出的冷源氣體通過管道上的調(diào)節(jié)閥2調(diào)節(jié)流量后引入渦輪發(fā)電機(jī)3，經(jīng)渦輪發(fā)電機(jī)3做功膨脹降溫后，若壓力滿足要求，則打開渦輪發(fā)電機(jī)3與空氣-空氣換熱器6管路上的調(diào)節(jié)閥2使得廢氣進(jìn)入到空氣-空氣換熱器6，若壓力不滿足要求，則打開渦輪發(fā)電機(jī)3與增壓器5之間的調(diào)節(jié)閥2經(jīng)增壓器5增壓后再進(jìn)入到空氣-空氣換熱器6；進(jìn)入到空氣-空氣換熱器6的廢氣，若溫度滿足需求，則依次進(jìn)入到電子艙a7和電子艙b9分別對(duì)電子設(shè)備a8和電子設(shè)備b10冷卻后排入到發(fā)動(dòng)機(jī)艙11，若溫度不滿足要求，則打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙11外部的相變蓄熱換熱器14、以及其與空氣-空氣換熱器6管路上的調(diào)節(jié)閥2，將冷卻后的廢氣引入到空氣-空氣換熱器6對(duì)渦輪發(fā)電機(jī)3的冷源氣體進(jìn)行冷卻。進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)艙11的廢氣在引射器12的作用下，由發(fā)動(dòng)機(jī)艙11尾部流到發(fā)動(dòng)機(jī)艙11頭部，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙11內(nèi)的其它設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)化對(duì)流換熱后，經(jīng)由引射器12排入到與發(fā)動(dòng)機(jī)筒體13并聯(lián)的相變蓄熱換熱器14，將從發(fā)動(dòng)機(jī)筒體13吸收且存儲(chǔ)在相變蓄熱換熱器14中的高溫?zé)嵩磶ё撸郎睾蟮膹U氣進(jìn)入到與結(jié)冰部件15并聯(lián)的相變蓄熱換熱器14，被相變蓄熱換熱器14吸收熱量后傳遞給結(jié)冰部件15，溫度較低，降溫后的廢氣視情況通過調(diào)節(jié)閥2進(jìn)入到空氣-空氣換熱器6對(duì)渦輪發(fā)電機(jī)3排出的廢氣進(jìn)行再冷卻。
6、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
7、1)采用渦輪發(fā)電機(jī)排出的廢氣作為冷源，實(shí)現(xiàn)廢氣的再利用，增加了可用空氣熱沉，降低了額外的沖壓空氣引氣所帶來的飛行器性能的損失；
8、2)引入增壓器、空氣-空氣換熱器，適時(shí)對(duì)渦輪發(fā)電機(jī)排出的低溫空氣的壓力、溫度進(jìn)行再調(diào)節(jié)，滿足了不同時(shí)段艙室溫控水平對(duì)冷卻氣的需求；
9、3)根據(jù)元器件的耐溫水平，將元器件進(jìn)行分類布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)設(shè)置的電子艙中，采用“艙套艙”的封艙方式，針對(duì)電子艙中的電子設(shè)備耐溫水平，進(jìn)行控溫，降低了傳統(tǒng)布置方式所帶來的冷卻工質(zhì)的浪費(fèi)，同時(shí)，將套嵌的電子艙布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙的尾部，便于將冷卻電子艙后的冷卻氣引入到發(fā)動(dòng)機(jī)艙頭部再循環(huán)，以冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的其它管路設(shè)備等；
10、4)引入相變蓄熱換熱器，利用固-液相變材料融化吸熱時(shí)，溫度保持不變的特性，將發(fā)動(dòng)機(jī)筒體熱存儲(chǔ)在相變材料中，減少發(fā)動(dòng)機(jī)筒體熱向發(fā)動(dòng)機(jī)艙、電子艙內(nèi)的輻射與對(duì)流散熱熱源，從而降低冷卻工質(zhì)用量；利用固-液相變材料凝固時(shí)吸熱，溫度保持不變的特性，將空氣的熱存儲(chǔ)在相變材料中并傳遞給結(jié)冰部件，用于防冰的同時(shí)還降低了空氣的溫度，冷卻后的空氣視情用于對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)了冷卻空氣的循環(huán)再利用。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法，其特征在于，所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法是由航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻系統(tǒng)包括引氣裝置(1)、調(diào)節(jié)閥(2)、渦輪發(fā)電機(jī)(3)、排氣收集裝置(4)、增壓器(5)、空氣-空氣換熱器(6)、電子艙A(7)、電子設(shè)備A(8)、電子艙B(9)、電子設(shè)備B(10)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙(11)、引射器(12)、發(fā)動(dòng)機(jī)筒體(13)、相變蓄熱換熱器(14)、結(jié)冰部件(15)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法，其特征在于，電子艙A(7)、電子艙B(9)布置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙(11)尾部，發(fā)動(dòng)機(jī)艙(11)的出口布置于發(fā)動(dòng)機(jī)艙(11)頭部。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法，其特征在于，所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻方法是由航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)艙室冷卻系統(tǒng)包括引氣裝置(1)、調(diào)節(jié)閥(2)、渦輪發(fā)電機(jī)(3)、排氣收集裝置(4)、增壓器(5)、空氣-空氣換熱器(6)、電子艙a(7)、電子設(shè)備a(8)、電子艙b(9)、電子...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王敏敏，王克龍，鐘帥，陶曉洋，劉江，唐蘭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所揚(yáng)州協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。