航空涡轴发动机及极寒环境下的起动方法与流程

本发明涉及航空发动机，特别地，涉及一种航空涡轴发动机。

背景技术：

1、航空涡轴发动机一般最低起动环境温度为-40℃，受此限制的主要原因是低温下滑油粘度大幅增加：随着大气温度降低，滑油粘度逐渐增加，无形中增加了发动机转子的阻力，使发动机转速上升困难，虽然能点火成功，但最终导致起动悬挂。

2、为解决低温起动困难问题，一般情况下，有两种解决措施：其一，具有地面加热装置。当环境大气温度低于某值时，在燃油箱内添加防冻剂，再使用地面加温装置加热发动机一定时间，当滑油温度上升到一定值后再起动发动机，此时起动成功率大大提高。但随着大气温度降低，起动更困难，加热所需时间更长；其二，缺少地面加热装置。当环境大气温度低于某值时，在燃油箱内添加防冻剂，更换低黏度滑油后再起动发动机，若首次起动失败，则再次或多次起动，直至起动成功。

3、在现有技术中，为了确保发动机的正常起动，需要地面工作人员提前准备地面加温装置并加热发动机，这样不仅延长了直升机的起飞时间，还增加了机场的工作负担。尤其在未配备地面加温装置的机场，如极地、舰船或其他极寒环境中，可能需要多次起动才能成功，或者面临一直起动失败的情况。然而，起动悬挂次数越多，发动机烧蚀的风险越高。为了降低这种风险，需要更换低黏度滑油。虽然低黏度滑油有利于发动机低温起动，但同时也增加了地勤人员的工作量，并对机场的滑油储备提出了额外的要求，进一步延长了直升机的起飞时间。

技术实现思路

1、本发明提供了一种航空涡轴发动机及极寒环境下的起动方法，以解决涡轴发动机在极寒环境下的起动成功率较低，起动次数较多的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种航空涡轴发动机，包括涡轮、燃烧室、涡轮减速器以及滑油加温组件；所述涡轮包括燃气涡轮导向器、燃气涡轮转子、动力涡轮导向器、动力涡轮转子、中央传动轴；所述燃烧室燃烧产生高温气体以驱动涡轮旋转；

3、所述涡轮减速器包括滑油箱和设置在滑油箱内的齿轮组，涡轮减速器的输入轴与中央传动轴传动连接，涡轮减速器的输出端与飞机传动系统连接；所述滑油加温组件包括加温管路和设置在加温管路上的单向阀，加温管路输入端与燃烧室连接并延伸至滑油箱内，单向阀是加温管路自输入端向输出端单向开启。

4、可选的，所述滑油加温组件还包括温度控制器，所述滑油箱内滑油温度低于阈值时，温度控制器控制单向阀开启，所述滑油箱内滑油温度达到阈值时，温度控制器控制单向阀关闭。

5、可选的，所述航空涡轴发动机还包括尾喷管，所述燃烧室尾气从尾喷管排出，所述加温管路的输出端尾气从尾喷管排出。

6、可选的，所述航空涡轴发动机还包括离心式压气机，所述离心式压气机包括离心叶轮、叶轮外罩、扩压器以及压气机机匣，来流受离心叶轮压缩，经扩压后，流入燃烧室。

7、可选的，所述航空涡轴发动机还包括进气道组件，进气道组件包括进气管道，进气管道一端用于进气、另一端用于与离心式压气机连接。

8、可选的，所述尾喷管包括喷管内环和喷管外环，喷管内环直径向出口端渐缩，使喷管内环与喷管外环之间形成横截面渐增的膨胀通道。

9、可选的，所述齿轮组包括减速齿轮a、减速齿轮b、输出轴，所述中央传动轴与减速齿轮a同轴连接，经减速齿轮b减速传递至输出轴。

10、根据本发明的另一方面，还提供了一种航空涡轴发动机在极寒环境下的起动方法，包括如下步骤：

11、s1，打开单向阀；

12、s2，设置温度控制器的阈值，阈值温度低于滑油闪点；

13、s3，起动航空涡轴发动机，监控发动机滑油温度，当滑油温度达到阈值，关闭单向阀；

14、s4，若发动机起动成功，则继续后续操作，若起动失败，则重复步骤s1-s3。

15、可选的，所述阈值推荐为滑油最高允许使用温度的30％～60％，不同发动机可视情调整。

16、可选的，起动航空涡轴发动机前还包括如下步骤：

17、提前设置发动机起动悬挂保护逻辑，避免因起动时间过长而损坏发动机，

18、起动超过as而燃气发生器转速未达到c％，数控系统控制发动机停车；

19、起动超过bs而燃气发生器转速未达到d％，数控系统控制发动机停车；

20、其中，a＜b，c＜d，a与起动机带转时间相当，b与允许最长起动时间相当。

21、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

22、1.当涡轴发动机运行时，气流从进气组件进入，经离心式压气机压缩并进入燃烧室，在燃烧室内与燃油燃烧，形成高温高压燃气后进入涡轮膨胀做功，功率经减速器传递至输出轴，为飞机提供动力，尾气随尾喷管排出；极寒天气起动前，打开单向阀，起动过程中，经温度控制器调节，将温度适宜的空气通过加温管路引入滑油箱加热滑油，加温后导至尾喷管排出；极寒环境下起动，可不配备地面加温装置，增强了直升机野外使用能力，能拓宽涡轴发动机最低起动温度，可有效提高发动机极寒环境起动成功率，降低发动机烧蚀风险。

23、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种航空涡轴发动机，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的航空涡轴发动机，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的航空涡轴发动机，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的航空涡轴发动机，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的航空涡轴发动机，其特征在于：

6.根据权利要求3所述的航空涡轴发动机，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的航空涡轴发动机，其特征在于：

8.一种航空涡轴发动机在极寒环境下的起动方法，应用于权利要求1-7所述的航空涡轴发动机，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求9所述的航空涡轴发动机在极寒环境下的起动方法，其特征在于：

10.根据权利要求8所述的航空涡轴发动机在极寒环境下的起动方法，其特征在于：起动航空涡轴发动机前还包括如下步骤：

技术总结本申请公开了一种应对极寒环境使用的航空涡轴发动机，属于航空发动机技术领域，航空涡轴发动机包括涡轮、燃烧室、涡轮减速器以及滑油加温组件；所述涡轮包括燃气涡轮导向器、燃气涡轮转子、动力涡轮导向器、动力涡轮转子、中央传动轴；所述燃烧室燃烧产生高温气体以驱动涡轮旋转；所述涡轮减速器包括滑油箱和设置在滑油箱内的齿轮组，涡轮减速器的输入轴与中央传动轴传动连接，涡轮减速器的输出端与飞机传动系统连接；所述滑油加温组件包括加温管路和设置在加温管路上的单向阀，加温管路输入端与燃烧室连接并延伸至滑油箱内，单向阀是加温管路自输入端向输出端单向开启。本申请具有便于在极寒环境下起动的效果。技术研发人员：邹黎,郑恒斌,华继伟,王太明,李海涛,程方友,陆玉受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18