发电机散热和发动机分流环防冰复合装置及包括该装置的飞机的制作方法

本申请涉及飞机设计领域，特别涉及飞机上用于发电机散热和涡扇发动机分流环防冰的装置的设计。

背景技术：

1、发电机是飞机上必不可少的设备，其能够为飞机提供所需的电力，例如向飞机的导航仪、通讯设备、照明系统、氧气发生器、气压计等提供电力。在飞机上目前普遍采用变频发电机(vfg)。该变频发电机的特点之一是散热量大，因此对散热器的性能要求较高。如果散热器无法满足变频发电机的散热要求，这会导致在高温条件下该变频发电机存在无法正常工作的风险。

2、现有技术中，涡扇发动机的变频发电机散热器通常设计是布置在飞机发动机的风扇的外涵导流叶片附近机匣的内侧，通过风扇外涵的气流对散热器中的热的滑油进行冷却，然后经过冷却后的滑油再被输送回变频发电机中。这种类型的散热器是发电机专用的，为独立的功能单元，其会占据飞机发动机一定的重量指标和布置空间。而且，对于布置空间有限的风扇外机匣来说，其上设备的集成度要求比较高，因此需要用于发电机的散热器具有较高的散热效率，对于其尺寸和重量限制要求比较严苛，这导致散热器的方案设计以及加工工艺难度较大。

3、另外，飞机在飞行过程中如果遇到较冷的云层或者在存在结冰条件的地面运行过程中，在发动机的核心机分流环的外壳处会产生结冰现象。如果不及时处理积冰，则会改变结冰部位的流道形状，影响结冰部位的空气动力学性能。甚至于，若结冰部位的冰块脱落，则冰块有可能被吸入核心机中，损坏发动机转子等部件，或者被卷入风扇叶片，撞击发动机机匣的内侧结构并对其造成损坏。

4、目前采用的分流环防冰方案有多种类型。一种是使用发动机压气机的高温引气对分流环进行加热，从而实现气防冰的方案；另一种是电防冰的方案，例如在分流环外表面埋设加热电阻丝，通过发动机供电或自发电方案来加热电阻丝，以达到防冰目的。不过，发动机分流环的防冰装置需要消耗一定的发动机能量，例如高温气体、电能等，对发动机的性能会产生一定的影响。

5、因此，在飞机的设计领域中，存在对飞机的结构进行进一步改进的需求，以克服以上所述现有技术中所存在的问题。

技术实现思路

1、本申请是为了解决以上所述现有技术中所存在的问题而作出的。本申请的目的是提供一种新型的装置，其能够实现对发电机的有效散热；另外，该装置还能够起到对发动机的分流环防冰的作用，同时对发动机性能的影响也最小。

2、本申请提供了一种发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其既能够提供发电机的滑油散热的功能，同时又实现了对发动机的分流环防冰的功能。该发电机散热和发动机分流环防冰复合装置安装在飞机发动机上，并包括：

3、进油管，进油管与飞机的发电机相连，接收发电机的高温滑油；

4、回油管，回油管与发电机相连，向发电机输送冷却的低温滑油；以及

5、散热模块，散热模块安装在飞机发动机的分流环上，并且与进油管和回油管相连接。

6、通过上述结构的复合装置，可将飞机的发电机中的高温滑油输送到容易结冰的分流环上，在冷却滑油的同时对分流环进行加热，起到防冰的作用。由此，本申请的上述复合装置能够在对发电机起到滑油散热作用的同时实现对发动机的分流环等部件的防冰作用。其中，飞机的发电机例如可以是变频发电机(vfg)。

7、较佳地，上述散热模块包括：

8、散热管路，散热管路沿着分流环的周向设置在分流环的外壳中，并且与进油管和回油管相连接；和/或

9、多个散热鳍片，散热鳍片沿着分流环的周向布置在分流环的外壳外部靠近风扇叶片的一侧上。

10、散热管路可利用高温滑油的热量对分流环等发动机中的易结冰部件进行加热，散热鳍片则有助于促进热量的散发，从而提高防冰效果。

11、为了减少对流道中的气流的影响，可将散热鳍片设计成短小的形状。

12、具体地，可以将散热鳍片设计成其尺寸满足以下条件中的至少一种：

13、散热鳍片的厚度小于等于1mm的厚度；

14、散热鳍片从分流环径向延伸而成的高度为0～0.8cm，例如其高度可为约0.5cm；以及

15、相邻的两个散热鳍片之间的间距为0～0.5cm，例如该间距可以为约0.2cm。

16、另外，通过增加分流环上铺设散热鳍片的面积来保证实现所需的散热效果。

17、较佳地，散热管路定位成靠近飞机发动机的增压级一级叶片，从而也可实现增压级一级叶片处的防冰效果。

18、较佳地，进油管和回油管被设置成延伸通过飞机发动机的风扇外涵导流叶片或支板，即，通过风扇外涵导流叶片或支板来支承固定进油管和回油管。为了确保回油管与风扇外涵导流叶片或支板之间的隔热，进油管较佳地包裹有隔热材料。

19、较佳地，进油管和回油管之间间隔有预定间距，以防止进油管的辐射热能加热回油管中已被冷却的滑油。且进一步较佳地，进油管和回油管之间填充有隔热材料。

20、较佳地，发电机散热和分流环防冰复合装置还包括控制器，控制器连接在进油管和回油管中的至少一个上。该控制器能够控制由进油管输送过来的高温滑油，并按散热和防冰的需求将滑油分配到分流环上的散热管路和/或散热鳍片。该控制器还能够接收经冷却的滑油并经回油管输送回发电机。

21、具体来说，控制器中可包括滑油流量控制装置，滑油控制装置能够控制进油管和回油管中滑油的流动，从而控制散热模块的开启、关闭和工作状态。

22、该滑油流量控制装置的一种具体实施方式包括循环泵。控制器可根据接收到的工作信号来控制循环泵的运行，以开启和关闭散热模块的运行以及控制散热模块的工作状态。

23、本申请还涉及一种飞机，该飞机的发动机中设置有如上所述的发电机散热和分流环防冰复合装置。

技术特征：

1.一种发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，所述发电机散热和发动机分流环防冰复合装置安装在飞机发动机上，其特征在于，所述发电机散热和发动机分流环防冰复合装置包括：

2.如权利要求1所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述散热模块包括：

3.如权利要求2所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述散热鳍片的尺寸满足以下条件中的至少一种：

4.如权利要求2所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述散热管路定位成靠近所述飞机发动机的增压级一级叶片。

5.如权利要求1所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述进油管和所述回油管被设置成延伸通过所述飞机发动机的风扇外涵导流叶片或支板，所述进油管包裹有隔热材料。

6.如权利要求1所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述进油管和所述回油管之间间隔有预定间距。

7.如权利要求1所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述发电机散热和发动机分流环防冰复合装置还包括控制器，所述控制器连接在所述进油管和所述回油管中的至少一个上。

8.如权利要求7所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述控制器包括滑油流量控制装置，所述滑油控制装置能够控制所述进油管和所述回油管中滑油的流动，从而控制所述散热模块的开启、关闭和工作状态。

9.如权利要求8所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置，其特征在于，所述滑油流量控制装置包括循环泵。

10.一种飞机，其特征在于，所述飞机的飞机发动机中设置有如权利要求1～9中任一项所述的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置。

技术总结一种用于飞机的发电机散热和发动机分流环防冰复合装置包括：进油管，其与飞机的发电机相连，接收冷却发电机后的高温滑油；回油管，其与发电机相连，向发电机输送经散热模块冷却后的低温滑油；以及散热模块，其安装在飞机发动机的分流环上，并且与进油管和回油管相连接。该复合装置能够在起到滑油散热作用的同时实现对分流环等部件的加热防冰作用。还涉及一种包括该复合装置的飞机。技术研发人员：唐鸿羽,郭晋,邱建,郭雁泽受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9