一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，其特征在于，機(jī)艙壁面上設(shè)有若干開(kāi)口。每個(gè)開(kāi)口上覆蓋有一塊片狀記憶合金。片狀記憶合金的一個(gè)邊焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)壁面，其它邊懸空。常溫下，片狀記憶合金是平直的，與機(jī)艙內(nèi)壁面貼合。溫度升高后，片狀記憶合金向機(jī)艙內(nèi)部彎曲，溫度越高，彎曲的角度越大，機(jī)艙壁面上的開(kāi)口就越大。分布在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面的開(kāi)口用于直升機(jī)旋翼下洗氣流進(jìn)氣；分布在機(jī)艙側(cè)壁面的開(kāi)口用于直升機(jī)前飛時(shí)進(jìn)冷卻氣。本發(fā)明可同時(shí)滿(mǎn)足直升機(jī)前飛和懸停狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻需求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不增加直升機(jī)重量，對(duì)直升機(jī)性能負(fù)面影響小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于單向記憶合金的進(jìn)氣自調(diào)節(jié)直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，屬于直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在直升機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力艙是整體直升機(jī)中溫度較高的部分。在動(dòng)力艙中，不僅有發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)匣，同時(shí)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制、滑油、引氣以及其他傳動(dòng)附件。發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙溫度的高低將直接影響這些附件工作的安全穩(wěn)定性，如果發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙溫度過(guò)高，一方面發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙中的各種附件很可能不能正常工作，另一方面還有可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙起火，發(fā)生火災(zāi)，從而嚴(yán)重威脅直升機(jī)的飛行安全。因此，必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙采用有效的冷卻技術(shù)，以便使發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙室的溫度維持在較低水平，滿(mǎn)足飛行安全的要求。
[0003]目前的直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻技術(shù)是在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力艙一端開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣進(jìn)氣口，以及在動(dòng)力艙另一端開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口。進(jìn)入到動(dòng)力艙內(nèi)的冷卻空氣通過(guò)強(qiáng)迫對(duì)流換熱，帶走發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)產(chǎn)生的熱，從而確保艙內(nèi)電子和控制元件在允許的工作溫度內(nèi)。但是這種發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻結(jié)構(gòu)需要在直升機(jī)上開(kāi)進(jìn)氣口，一方面增加了直升機(jī)前飛的進(jìn)氣阻力，另一方面增加了直升機(jī)的雷達(dá)反射截面積。此夕卜，在直升機(jī)懸停時(shí)，因?yàn)闆](méi)有前飛沖壓的作用，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)進(jìn)氣量明顯減少，不能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻需求。為了克服懸停狀態(tài)下進(jìn)氣量減小這一缺點(diǎn)，恰當(dāng)設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣引射系統(tǒng)在一定程度上彌補(bǔ)了懸停狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)冷卻空氣量不足的缺陷。利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣動(dòng)能抽吸的引射系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙末端相連，引射系統(tǒng)不僅抽吸大量環(huán)境空氣來(lái)降低排氣溫度，而且抽吸發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)空氣流動(dòng)起來(lái)，增加發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)冷卻空氣量，但是該引射系統(tǒng)會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的重量和復(fù)雜程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以同時(shí)滿(mǎn)足直升機(jī)前飛和懸停狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻需求，而又不增加現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)雜性、不增加發(fā)動(dòng)機(jī)整體重量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，包括前防火墻、后防火墻、側(cè)防火墻、下防火墻、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面，以及設(shè)置于后防火墻上的發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口。所述發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面和發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面上分別設(shè)有若干開(kāi)口。每個(gè)開(kāi)口上覆蓋有一塊片狀單向記憶合金。片狀單向記憶合金的一個(gè)邊焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)壁面上，其它邊懸空。
[0007]所述片狀單向記憶合金為T(mén)1-Ni基記憶合金、Cu基記憶合金或Fe基記憶合金。
[0008]所述開(kāi)口的形狀為正方形、長(zhǎng)方形、或菱形，片狀單向記憶合金的形狀與開(kāi)口一致。
[0009]所述發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面和發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面上的開(kāi)口的總面積占整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面面積的10%至60%。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)部的冷卻空氣量是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)部溫度的高低而自動(dòng)增加和減小的;無(wú)論是直升機(jī)前飛，還是懸停狀態(tài)，該發(fā)明都可以正常工作;該發(fā)明取消了一般直升機(jī)在直升機(jī)上開(kāi)設(shè)的發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣進(jìn)氣口，從而減小了飛行阻力，且減小了雷達(dá)反射截面積。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ]圖1為一個(gè)角度的直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻系統(tǒng)；
[0012]圖2為另一個(gè)角度的直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻系統(tǒng)；
[0013]圖3為一個(gè)角度的直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻系統(tǒng)內(nèi)部；
[0014]圖4為另一個(gè)角度的直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻系統(tǒng)內(nèi)部；
[0015]圖中標(biāo)號(hào)及其名稱(chēng):1、前防火墻，2、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面，3、片狀記憶合金，4、側(cè)防火墻，5、下防火墻，6、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面，7、后防火墻，8、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口、9、開(kāi)口，10、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口，11、壓氣機(jī)機(jī)匣，12、燃燒室機(jī)匣，13、渦輪機(jī)匣，14、渦輪出口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]—種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，包括前防火墻、后防火墻、側(cè)防火墻、下防火墻、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面，以及設(shè)置于后防火墻上的發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口。前防火墻I上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口 10。渦輪出口 14與后防火墻7間有一環(huán)形縫隙，就是發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口 8。在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)，壓氣機(jī)機(jī)匣U、燃燒室機(jī)匣12和渦輪機(jī)匣13是發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的主要熱源，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)其表面散發(fā)出大量的熱量到發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面2和發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面6上設(shè)有若干開(kāi)口 9，每個(gè)開(kāi)口 9上覆蓋有一塊片狀單向記憶合金3 ο片狀單向記憶合金3的一邊焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面的內(nèi)側(cè)，其它邊懸空。
[0017]在直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)剛剛開(kāi)始工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的溫度不高，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙無(wú)需冷卻，此時(shí)的片狀記憶合金3是平直的，與發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面貼合。此時(shí)，無(wú)論是直升機(jī)前飛還是懸停，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面是平整的。這不僅減小了直升機(jī)飛行的空氣阻力，還減小了直升機(jī)表面的雷達(dá)反射截面積。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)熱量的積累，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面溫度升高，也就是片狀記憶合金3表面溫度升高，從而片狀記憶合金3表面開(kāi)始向發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)部彎曲。艙內(nèi)溫度越高，片狀記憶合金3表面向發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)部彎曲的越多，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面上的開(kāi)口 9就越大。
[0018]如果此時(shí)直升機(jī)處于前飛狀態(tài)，外界空氣從發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面6上片狀記憶合金3彎曲后產(chǎn)生的開(kāi)口 9處進(jìn)入核心機(jī)艙內(nèi)部，將發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的熱量帶走，從發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口 8流出。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)溫度有所下降，片狀記憶合金3的彎曲程度有所減緩，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面上的開(kāi)口 9就減小，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙的外界空氣量減少，反之亦然，從而起到進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)部的空氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0019]如果此時(shí)直升機(jī)處于懸停狀態(tài)，直升機(jī)旋翼的下洗氣流可以從發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面2的片狀記憶合金3彎曲后產(chǎn)生的開(kāi)口 9處進(jìn)入核心機(jī)艙內(nèi)部，外界空氣將發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的熱量帶走，從發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口 8流出。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)溫度有所下降，片狀記憶合金3的彎曲程度有所減緩，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面上的開(kāi)口9就減小，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙的外界空氣量減少，反之亦然，從而起到進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)部的空氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0020]片狀記憶合金3的個(gè)數(shù)、大小及其在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面上的分布完全取決于發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的熱負(fù)荷和熱量的分布狀況。本專(zhuān)利提出的結(jié)構(gòu)具有普適性和代表性，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)的熱負(fù)荷和熱量的分布狀況需要對(duì)片狀記憶合金的個(gè)數(shù)、大小及其在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面上的分布進(jìn)行特定的理論設(shè)計(jì)、數(shù)值仿真設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，但是其工作原理或其技術(shù)本質(zhì)是不變的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，包括前防火墻(I)、后防火墻(7)、側(cè)防火墻(4)、下防火墻(5)、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面(2)、發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面(6)，以及設(shè)置于后防火墻(7)上的發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙冷卻空氣出口(8);其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面(2)和發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面(6)上分別設(shè)有若干開(kāi)口(9);每個(gè)開(kāi)口(9)上覆蓋有一塊片狀單向記憶合金(3);片狀單向記憶合金(3)的一個(gè)邊焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙內(nèi)壁面上，其它邊懸空。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，其特征在于，所述片狀單向記憶合金(3)為T(mén)1-Ni基記憶合金、Cu基記憶合金或Fe基記憶合金。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，其特征在于，所述開(kāi)口(9)的形狀為正方形、長(zhǎng)方形或菱形，片狀單向記憶合金(3)的形狀與開(kāi)口(9)一致。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單向記憶合金的冷卻進(jìn)氣自調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙上壁面(2)和發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙側(cè)壁面(6)上的開(kāi)口(9)的總面積占整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)艙壁面面積的10%至60%。
【文檔編號(hào)】B64D29/00GK106043714SQ201610398245
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】單勇, 譚曉茗, 張靖周, 顧仁勇
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)