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进气增压系统、发动机系统及飞行器的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-27 13:55:03

本发明涉及航空,具体涉及进气增压系统、发动机系统及飞行器。

背景技术:

1、涡轴发动机高原使用的问题主要表现在高原高温下发动机功率下降。涡轴发动机最大飞行高度一般为6000m,目前最高可达9000m。根据国内外若干在研/在役涡轴发动机统计,随着高度的增加,各型发动机功率下降率为6.24%/km~8.6%/km;在4000m高原机场起飞时的功率比在海平面起飞时下降24%~36%。随着飞行高度的增加,大气密度会不断下降,涡轴发动机进口空气流量会明显减小,并导致发动机做功能力随之下降,这是吸气式航空发动机,尤其是涡轴发动机的一个固有特性。

2、为了保证高原高温发动机的功率需求,目前的解决方式就是设计更大功率的涡轴发动机,使涡轴发动机的最大功率保持至满足某一高度高温条件下的功率需求,同时在发动机的调节系统中加以控制,在平原或低温度使用时控制发动机在低工况工作,限制发动机功率输出。

3、设计更大功率的涡轴发动机,使涡轴发动机的最大功率保持至满足某一高度高温条件下的功率需求,这样涡轴发动机在平原使用时,涡轴发动机的功率就会出现较大的富余,必需限制涡轴发动机在较低的功率下工作,使得发动机的耗油率比较高;另外,更大功率意味着涡轴发动机的尺寸和质量也会更大,发动机在平原使用时相当于背负了一个“累赘”,降低了使用效益;大的发动机尺寸和质量同时也意味着发动机的设计成本增大,降低了发动机经济性。因此,采用更大功率设计的涡轴发动机不能兼顾平原环境和高原环境下的高效使用。

技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种进气增压系统、发动机系统及飞行器,以解决现有的发动机不能兼顾平原环境和高原环境下高效使用的问题。

2、第一方面,本发明提供了一种进气增压系统,适于与飞行器的发动机的进气口连接,包括:

3、动力装置;

4、驱动机构,一侧与所述动力装置连接,所述动力装置适于为所述驱动机构提供驱动力;

5、增压装置,与所述驱动机构的另一侧连接,所述驱动机构适于驱动所述增压装置工作,所述增压装置的排气口适于与所述发动机的进气口连接;

6、适于在所述飞行器处于高原环境时,所述进气增压系统工作,在所述飞行器处于平原环境时,所述进气增压系统关闭。

7、有益效果:通过在发动机的进气口设置进气增压系统,能够在飞行器处于高原环境时,开启进气增压系统,为发动机提供所需的较大功率,保证飞行器在高原环境下的大功率运行,而在飞行器处于平原环境时,则可以将进气增压系统关闭,不会对发动机的功率造成较大的富余浪费,兼顾了飞行器的发动机在平原环境和高原环境下均能高效使用。

8、在一种可选的实施方式中,所述动力装置为气源,所述动力装置与所述驱动机构通过引气管路连接,所述动力装置适于为所述驱动机构提供驱动气流。

9、有益效果:由于飞行器在飞行过程中,气流较容易获取,通过将动力装置与驱动机构通过引气管路连接,动力装置能够为驱动机构提供驱动气流,使得驱动力较容易获取,结构更简单。

10、在一种可选的实施方式中,所述动力装置为所述飞行器的辅助动力装置,所述驱动机构为冲压涡轮,所述增压装置为增压压气机。

11、有益效果:通过将动力装置设置为飞行器的辅助动力装置,使得进气增压系统的动力源能够利用飞行器原有的辅助动力装置,而无需再设置额外的动力装置,简化了整体结构。

12、在一种可选的实施方式中,所述进气增压系统包括:

13、进气机壳,所述进气机壳的一侧与所述增压装置连接,另一侧适于与所述飞行器的机体连接,所述进气机壳外设有所述驱动机构,所述驱动机构与所述增压装置通过传动机构连接。

14、有益效果:通过将进气增压系统设置为包括进气机壳,便于将进气增压系统与飞行器的机体连接,方便装配,同时便于将增压装置和驱动机构连接为一个整体,使得整体结构更加紧凑。

15、在一种可选的实施方式中,所述进气机壳的一侧与所述增压装置可拆卸连接,另一侧适于与所述飞行器的机体可拆卸连接,所述增压装置适于与所述发动机的进气口可拆卸连接。

16、有益效果:通过将进气机壳与飞行器的机体、增压装置均可拆卸连接,增压装置与发动机的进气口可拆卸连接,便于将进气增压系统安装与拆卸,如可根据实际需要,在高原环境使用时,将进气增压系统安装在飞行器上,在平原环境使用时,将进气增压系统从飞行器上拆除,以实现对进气增压系统的开启工作和关闭。

17、在一种可选的实施方式中,所述进气机壳的一侧与所述增压装置螺栓连接,另一侧适于与所述飞行器的机体螺栓连接,所述增压装置适于与所述发动机的进气口螺栓连接。

18、第二方面,本发明还提供了一种发动机系统,包括:

19、进气口;

20、上述的进气增压系统,所述进气增压系统与所述进气口连接。

21、有益效果:因为发动机系统包括上述的进气增压系统,具有与上述的进气增压系统相同的效果,在此不再赘述。

22、在一种可选的实施方式中,所述发动机系统包括进气道,所述进气口为所述进气道的进气口;

23、和/或,所述发动机系统包括粒子分离器,所述进气口为所述粒子分离器的进气口。

24、第三方面,本发明还提供了一种飞行器,包括:

25、机体;

26、上述的发动机系统,所述发动机系统与所述机体连接。

27、有益效果:因为飞行器包括上述的发动机系统,具有与上述的发动机系统相同的效果,在此不再赘述。

28、在一种可选的实施方式中,所述飞行器包括:

29、控制装置,与所述进气增压系统的所述动力装置连接,适于控制所述动力装置的开闭,进而控制所述进气增压系统的开闭。

30、有益效果:通过在飞行器上设置控制装置,控制装置与进气增压系统的动力装置连接,使得进气增压系统的开启或关闭可通过控制装置控制,在平原环境下控制进气增压系统关闭,对发动机的工作状态影响较小,使得发动机可以工作在高效区,提升发动机的使用经济性,而在高原环境下,可以开启进气增压系统,以保证发动机在高原环境下的使用需求。

技术特征:

1.一种进气增压系统,适于与飞行器的发动机的进气口连接,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的进气增压系统,其特征在于,所述动力装置为气源,所述动力装置与所述驱动机构通过引气管路连接,所述动力装置适于为所述驱动机构提供驱动气流。

3.根据权利要求2所述的进气增压系统,其特征在于,所述动力装置为所述飞行器的辅助动力装置(1),所述驱动机构为冲压涡轮(2),所述增压装置为增压压气机(3)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的进气增压系统,其特征在于,所述进气增压系统包括:

5.根据权利要求4所述的进气增压系统,其特征在于,所述进气机壳(5)的一侧与所述增压装置可拆卸连接,另一侧适于与所述飞行器的机体可拆卸连接,所述增压装置适于与所述发动机的进气口可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的进气增压系统,其特征在于,所述进气机壳(5)的一侧与所述增压装置螺栓连接,另一侧适于与所述飞行器的机体螺栓连接,所述增压装置适于与所述发动机的进气口螺栓连接。

7.一种发动机系统,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的发动机系统,其特征在于,所述发动机系统包括进气道,所述进气口为所述进气道的进气口;

9.一种飞行器,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的飞行器,其特征在于,所述飞行器包括:

技术总结本发明涉及航空技术领域,公开了一种进气增压系统,适于与飞行器的发动机的进气口连接,包括:动力装置;驱动机构,一侧与动力装置连接,动力装置适于为驱动机构提供驱动力;增压装置,与驱动机构的另一侧连接,驱动机构适于驱动增压装置工作,增压装置的排气口适于与发动机的进气口连接;适于在飞行器处于高原环境时,进气增压系统工作,在飞行器处于平原环境时,进气增压系统关闭。通过在发动机的进气口设置进气增压系统,能够在飞行器处于高原环境时,开启进气增压系统,而在飞行器处于平原环境时,则可以将进气增压系统关闭,不会对发动机的功率造成较大的富余浪费,兼顾了飞行器的发动机在平原环境和高原环境下的高效使用。技术研发人员:蔡建兵,段辉,鄢骏,刘晋恺,叶炜,李定乃,高勇强,周志翔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:2024/7/15

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