本發(fā)明涉及飛行器推進(jìn)組件中的空氣入口和外來(lái)物體捕獲裝置。

本申請(qǐng)有利地為飛機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的情況，但這不是限制性的。

背景技術(shù)：

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有相當(dāng)大的潤(rùn)滑需求。特別是在飛行器的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的情況中，定位于發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳之間的減速齒輪箱引起相當(dāng)大的油耗。然而，在減速齒輪箱中發(fā)生的摩擦產(chǎn)生了必須被耗散的大量的熱。

為了冷卻渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙的空氣入口套管附近的回路中的油，已經(jīng)在專利申請(qǐng)ep1,018,468中提出了，在空氣入口的下游提供被輸送到容量型的空氣-油熱交換器(諸如輻射器)的放氣，以便冷卻在其中循環(huán)的油。用于將放氣輸送到交換器的空氣入口槽具有小直徑，這限制了冷卻性能。這種冷卻方案還需要在交換器的下游提供調(diào)節(jié)出口，從渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)放出的壓縮空氣通過(guò)該調(diào)節(jié)出口被噴射到放出通道的輸出部中。該壓縮空氣輸出部使得能夠在包括發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速階段期間維持期望的空氣流。

為了解決冷卻渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的油回路的問(wèn)題，可考慮的另一解決方案包括將輻射器/熱交換器直接定位到捕獲-形成管道中，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常在其空氣入口裝置中包括所述捕獲-形成管道，以便捕獲穿入到空氣入口套管中的外來(lái)物體，例如在專利申請(qǐng)fr2,614,072中所述。

然而，可能在外來(lái)物體捕獲管道中循環(huán)的外來(lái)物體(例如冰雹和鳥)在撞擊熱交換器的情況下可對(duì)熱交換器造成一系列的損害。

因此，需要布置諸如樞轉(zhuǎn)合葉的擺動(dòng)板，以在風(fēng)險(xiǎn)飛行階段期間保護(hù)該交換器以及通過(guò)熱交換器上游的豎直出口移除外來(lái)物體，這將限制熱交換器處的空氣流并且不允許進(jìn)行最佳的冷卻。

由于與外來(lái)物體碰撞的危險(xiǎn)最大的飛行階段是低速階段(起飛、初始爬升、最終接近和著陸)，因此這種由保護(hù)性擺動(dòng)板和移除而造成的對(duì)冷卻的限制甚至更為關(guān)鍵，在該低速階段，用于外來(lái)物體的作為捕獲部的通道內(nèi)的空氣的流動(dòng)將最低。

還知道描述了等同于文件fr2,614,072的方案的文件ep2,724,940，其中，通過(guò)位于熱交換器上游的復(fù)雜的保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)容量型熱交換器(占據(jù)了它們位于其中的通道的的一部分的全部容積)免受穿過(guò)通道的外來(lái)物體的影響。此外，這種保護(hù)系統(tǒng)還趨向于限制交換器處的空氣流動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的總體目標(biāo)是提出一種用于冷卻油回路的方案，該方案是簡(jiǎn)單的且允許改進(jìn)的冷卻性能而不影響渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

本發(fā)明的另一目標(biāo)是提出一種特別是在飛機(jī)處于減小的速度階段的期間允許具有良好的冷卻性能的這種類型的方案。

具體地，本發(fā)明提出一種飛行器推進(jìn)組件吊艙中的空氣入口和外來(lái)物體捕獲裝置，其包括主空氣入口管道，該主空氣入口管道一方面分接到用于將空氣引導(dǎo)到壓縮機(jī)的通道中且另一方面分接到能夠捕獲穿入到所述主管道中的外來(lái)物體的旁路通道中，其特征在于，該裝置包括沿著所述旁路通道的一部分延伸的熱交換器，所述熱交換器沿著所述一部分實(shí)現(xiàn)表面熱交換，并連接到外部油回路以通過(guò)與在所述旁路通道中循環(huán)的空氣進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻所述外部油回路中的油，所述旁路通道具有用于排出外來(lái)物體的空氣出口。

以此方式，在形成用于外來(lái)物體的捕獲部的所述旁路通道中循環(huán)的相當(dāng)大的空氣流被用于冷卻熱交換器，該熱交換器實(shí)現(xiàn)表面熱交換。該裝置使得能夠不必須在交換器的上游提供用于外來(lái)物體的移除的擺動(dòng)板。

此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)表面熱交換，與容量型熱交換器相比，俘獲拖拽作用被最小化。

根據(jù)具體的特征，所述旁路通道的空氣出口被定位成與所述推進(jìn)組件的排氣噴管的出口匯合，在所述旁路通道中循環(huán)的空氣流通過(guò)由所述噴管的出口處的排氣的流動(dòng)產(chǎn)生的低壓而被加速。

根據(jù)補(bǔ)充的特征，所述旁路通道相對(duì)于所述主管道形成有偏移量，所述熱交換器在所述旁路通道中被定位在所述旁路通道的在所述主管道的延長(zhǎng)部外側(cè)的區(qū)域中，從而使得在所述旁路通道中循環(huán)的外來(lái)物體不能直接碰撞所述熱交換器。

根據(jù)附加的特征，所述熱交換器是板-翅類型的表面熱交換器，所述板的翅片沿著在所述旁路通道中循環(huán)的空氣的流動(dòng)方向定向，以使得熱交換最大化。

根據(jù)另一特征，熱交換器使用了所述旁路通道的所述一部分的內(nèi)壁，來(lái)實(shí)現(xiàn)與在所述旁路通道中循環(huán)的空氣的熱交換。

根據(jù)具體的特征，所述熱交換器由管路構(gòu)成，油在所述管路中循環(huán)，所述管路沿著所述旁路通道的所述一部分的外壁卷繞。

根據(jù)補(bǔ)充的特征，所述旁路通道的所述一部分由金屬材料構(gòu)成。

根據(jù)附加的特征，所述管路與所述旁路通道的所述一部分緊密接觸且剛性地附接到所述旁路通道的所述部分，以便增強(qiáng)所述一部分的剛度，特別是所述一部分的可能被在所述旁路通道中循環(huán)的外來(lái)物體直接碰撞的區(qū)域中的剛度，并且增加熱交換。

根據(jù)另一特征，所述管路包括在蛇形路徑中延伸的截頭管子，所述管子以流體密封的方式附接到所述旁路通道的所述一部分，使得所述一部分的外表面形成所述管路的壁。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明還涉及一種渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙，其包括根據(jù)前述特征中的一項(xiàng)的裝置。

附圖說(shuō)明

在閱讀下面的詳細(xì)描述并參考以非限定性實(shí)例給出的附圖后，，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可能實(shí)施例的飛行器的推進(jìn)組件的空氣入口和旁路通道裝置；

圖2例示出關(guān)于旁路通道中的外來(lái)物體的軌跡的表面熱交換器的裝置；

圖3例示出優(yōu)選的關(guān)于飛行器的推進(jìn)組件的排氣噴管的出口流動(dòng)的旁路通道的出口裝置；

圖4示意性地例示出一種渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)包括圖1至圖3中例示出的類型的裝置；

圖5例示出表面熱交換器的變型的實(shí)施例，其中，所述熱交換器由圍繞旁路通道卷繞的管路構(gòu)成；

圖6示出了具有圍繞旁路通道卷繞的通道的表面熱交換器的具體的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

根據(jù)圖1中例示出的第一實(shí)施例的裝置1包括空氣入口管道11，該空氣入口管道11被劃分成兩個(gè)分開的通道，處于下部部分的其中一個(gè)通道(旁路通道12)構(gòu)成作為用于外來(lái)物體的捕獲部的通道，另一個(gè)通道(空氣入口通道13)用于將空氣引導(dǎo)到壓縮機(jī)。

通過(guò)這種裝置，由通過(guò)管道11進(jìn)入推進(jìn)組件的空氣入口裝置的空氣流4攜帶的可能的外來(lái)物體5被朝向形成捕獲部的旁路通道12引導(dǎo)，并且不進(jìn)入空氣入口通道13中。因此，飛行器推進(jìn)組件被保護(hù)免受外來(lái)物體5引起的潛在損害。

該裝置還包括在旁路通道12中的表面類型的熱交換器6(例如“sacoc”(表面空氣冷卻器油冷卻器)類型的交換器)，該熱交換器被布置為與所述旁路通道12的一部分的內(nèi)壁平齊。

該表面熱交換器6用于冷卻潤(rùn)滑油回路的油，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下例如為壓縮機(jī)與螺旋槳之間的減速齒輪箱的油回路的油。在圖1中所示的實(shí)施例中，熱交換器由在通道底部處且在通道12的內(nèi)壁上的帶有翅片的板構(gòu)成。所述板的油循環(huán)翅片于是沿著在所述旁路通道12中循環(huán)的空氣流4的方向被定向，以便使油與空氣4之間的熱交換最大化。

該表面熱交換器6沿著旁路通道12的所述一部分實(shí)現(xiàn)熱交換。實(shí)際上，熱交換發(fā)生在被表面熱交換器6覆蓋的所述一部分的表面處，而不是在所述一部分的全部容積中。實(shí)際上，容量型熱交換器占據(jù)了它們位于其中的通道的一部分的全部容積，因此在所述一部分的全部容積上實(shí)現(xiàn)熱交換，這使得它們對(duì)于外來(lái)物體5的碰撞敏感。

表面熱交換(并且因此表面熱交換器6)提供了不需要熱交換器6上游的移除的擺動(dòng)板的優(yōu)點(diǎn)。熱交換器6可因此從作為外來(lái)物體的捕獲部的旁路通道12中的完全流動(dòng)獲益。因此，改進(jìn)了潤(rùn)滑油的冷卻性能。此外，不使用專用的用于保護(hù)熱交換器6免受外來(lái)物體5損壞的系統(tǒng)的事實(shí)使得能夠簡(jiǎn)化裝置1的結(jié)構(gòu)。

此外，鑒于熱交換器6被選擇為表面類型的，并且因此不占據(jù)或僅占據(jù)旁路通道12的內(nèi)部空間的小部分，所以與外來(lái)物體5的碰撞被最小化，這給旁路通道12留出了單個(gè)的空氣出口12a，所述旁路通道12包括該單個(gè)的空氣出口12a。

此外，為了限制外來(lái)物體5在熱交換器6上的碰撞，所述熱交換器6被放置在旁路通道12的幾乎不可能被外來(lái)物體5直接碰撞到的區(qū)域中。

具體地，旁路通道12相對(duì)于空氣入口11具有下降的彎曲部，且表面熱交換器6位于該下降的彎曲部的底部中，以便不位于空氣入口管道11的直接延長(zhǎng)部中。

在圖2中，點(diǎn)劃線7示意性地示出了所述入口管道11的延長(zhǎng)部以及當(dāng)進(jìn)入形成外來(lái)物體的捕獲部的旁路通道12時(shí)空氣流4的大致方向。該空氣流下方的區(qū)域8a是被保護(hù)免受外來(lái)物體5碰撞的區(qū)域，而線7之間的區(qū)域8b的部分被所述外來(lái)物體5直接碰撞。

通過(guò)熱交換器6被放置在免受碰撞的區(qū)域8a中的裝置，在位于空氣入口11的延長(zhǎng)線7外側(cè)的部分中，外來(lái)物體5不能直接碰撞熱交換器6。

此外，如圖3中所示，為了增大形成外來(lái)物體5的捕獲部的旁路通道12內(nèi)的冷卻的流動(dòng)速度，其空氣出口12a不是被設(shè)置在排氣噴管9的主體處，而是與推進(jìn)組件的噴管9的出口9a匯合。

以此方式，離開噴管9的出口9a的空氣流在旁路通道12的空氣出口12a處形成真空，且在旁路通道12中循環(huán)的空氣流4由于“噴射排出器”類型的影響而被噴管9的出口流加速。

因此，通道12中的流動(dòng)具有恒定的高速度，這確保了包括在飛機(jī)低速飛行階段期間的熱交換器6處的油的有效冷卻。

如將理解的，并且如圖4中所示，剛剛描述過(guò)的那種類型的裝置有利地用于渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)架中。那就是圖4所例示的，圖4已經(jīng)示出了包括螺旋槳h、以及減速器r和油回路c的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)tp。該油回路在此被定位在旁路通道12的內(nèi)壁上的表面熱交換器6冷卻。

根據(jù)一變型實(shí)施例，該變型實(shí)施例可例如通過(guò)圖5中所示的那樣的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，表面熱交換器6使用所述旁路通道12的所述一部分的內(nèi)壁來(lái)實(shí)現(xiàn)與旁路通道12中循環(huán)的空氣4的熱交換。更準(zhǔn)確地說(shuō)，在該變型中，空氣4與熱交換器6之間的熱交換在熱交換器定位在其中的一部分的內(nèi)壁處發(fā)生。

根據(jù)圖5中示出的變型實(shí)施例，熱交換器6可由管路60構(gòu)成，該管路60沿著旁路通道12的一部分的外壁以蛇形的形式卷繞。待冷卻的潤(rùn)滑油在管路60中循環(huán)，由此形成冷卻表面7，該冷卻表面7覆蓋管路60卷繞在其上的一部分的周邊。因此，根據(jù)這種變型的熱交換器6沿著旁路通道12的所述一部分實(shí)現(xiàn)了表面熱交換。

在圖5中所示的變型中，熱交換器6使得與空氣4的熱交換通過(guò)旁路通道12的所述一部分的內(nèi)壁來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為了增大在管路60中循環(huán)的油與在旁路通道12內(nèi)循環(huán)的空氣4之間的熱交換，旁路通道12的所述一部分由金屬材料構(gòu)成。

根據(jù)有利的特征，管路60與旁路通道12的所述一部分緊密接觸且剛性地附接到旁路通道12的所述一部分，由此使得能夠一方面增大油與空氣4之間的熱交換，另一方面增強(qiáng)旁路通道12的所述一部分的剛度，特別是所述一部分的可能被外來(lái)物體5直接碰撞的區(qū)域中的剛度。

這種變型的優(yōu)點(diǎn)在于，熱交換器6不定位在旁路通道12內(nèi)，且因此熱交換器6較少地收到外來(lái)物體5的傷害。此外，熱交換器6不會(huì)干擾在旁路通道12內(nèi)循環(huán)的空氣流4。

根據(jù)圖6中示出的熱交換器6的變型的具體實(shí)施例，該熱交換器使用圍繞旁路通道12卷繞的管路60，管路60包括截頭管子61，該截頭管子61以流體密封的方式沿著蛇形路徑附接到旁路通道12的所述一部分上，以便形成待冷卻的潤(rùn)滑油在其中循環(huán)的空腔。因此，潤(rùn)滑油在截頭管子61與旁路通道12的所述一部分之間循環(huán)，所述一部分的外壁形成管路60的壁。

更準(zhǔn)確地說(shuō)，截頭管子61是其凹面朝向旁路通道12指向的帽形壁，以便形成待冷卻的潤(rùn)滑油在其中循環(huán)的空腔。

截頭管子61可通過(guò)焊接或通過(guò)鉚接被附接到旁路通道12，且具有密封件。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不僅可應(yīng)用于渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，而且還能用于其他類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。具體地，本發(fā)明適用于具有無(wú)管道對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳(也被稱為“開式轉(zhuǎn)子”)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地適用于稱為“拉動(dòng)器”的構(gòu)造，在該構(gòu)造中，雙重對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳定位在發(fā)動(dòng)機(jī)的前面。