一种带散热功能的结构一体化空腔机匣结构的制作方法

本申请属于发动机机匣散热领域，特别涉及一种带散热功能的结构一体化空腔机匣结构。

背景技术：

1、中等涵道比发动机适用于轰炸机、小型运输机、商务机等飞机机型，飞机的电子设备较小型战斗机大量增加，发动机对系统的散热需求明显增加，且要求发动机的耗油率降低，因此，要求发动机的性能损失减小。系统散热功能的冷源常采用发动机外涵道冷空气。发动机外涵道流过压气机压缩的冷却空气，作用一是冷却高温核心机，也是散热器冷源，二是在喷口与未充分燃烧的燃料进一步燃烧，提供发动机推力。

2、飞机系统的散热需求通过散热器结构实现，独立散热器通常采用机械连接的方式固定在发动机机匣上，安装在发动机外涵道内，通过外涵的低温空气流经其表面进行散热。散热器在外涵流道内导致发动机外涵道性能损失增大，为减小散热器的体积，降低外涵道损失，散热器本身结构一般较为紧凑、复杂，接触冷空气时散热有限。

3、散热结构现有方案技术缺点如下：

4、1)散热器安装在发动机外涵流道内，由于系统的散热需求增加，散热器的体积不断增大，为保证散热量，散热器对外涵道截面的遮挡面积增大，导致外涵道的气动损失较大，造成发动机的性能损失增加，散热器装配示意图见图1；

5、2)散热器体积增加导致重量增加，发动机在各工况下飞行时，散热器安装部位机匣局部载荷显著增加，对发动机薄壁机匣承载能力要求增加；

6、3)由于需要平衡散热器的结构尺寸和外涵道性能损失，散热器的结构一般较为复杂，加工周期和成本较高；

7、4)独立散热器安装结构复杂，零组件众多，通过螺栓、安装座、密封垫、锁紧结构等固定在发动机机匣上；

8、5)独立散热器复杂的安装结构不利于发动机的安装分解和维护工作。

9、因此如何提高散热器的散热效率，降低散热器对发动机性能的影响是一个需要解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，以解决现有的发动机机匣散热器散热效率低、对发动机性能影响大的问题。

2、本申请的技术方案是：一种带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，包括机匣和散热器；所述机匣采用双层一体化结构，所述包括内层筒体和外层筒体，所述内层筒体与外层筒体之间通过支板相连，相邻的支板、内层筒体和外层筒体配合组成散热器腔体；所述外层筒体为平整筒体表面，所述内层筒体采用正弦曲线形成波浪形薄壁表面；所述散热器包括进口安装座、进口接头、出口安装座、出口接头和进出口管路；所述进口安装座和出口安装座均焊接于机匣的外壁筒体上，所述进口接头连接于进口安装座上并且进口接头与机匣内部连通，所述出口接头连接于出口安装座上并且与机匣内部连通，所述进出口管路共有两组并分别连接于进口接头和出口接头上。

3、优选地，所述支板沿机匣的轴向方向设置，形成隔断；所述支板的长度小于内层筒体的长度，所述支板共有多组并沿着内层筒体的前端和后端交错设置。

4、优选地，所述支板沿机匣的轴向方向设置，形成隔断；所述支板包括长板和短板，所述长板与内层筒体和外层筒体的长度相同，所述短板的长度小于内层筒体和外层筒体；所述长板共有多组并沿着内层筒体的周向间隔均匀布设，所述短板共有多组并分别设于相邻长板之间，多组短板沿着内层筒体的前端和后端交错排布；所述散热器共有多组并设于相邻长板之间。

5、优选地，所述机匣内壁波浪形薄壁表面的构型如下式所示：

6、x＝(r1+a*sin(n*t)*cos(t))

7、y＝(r1+a*sin(n*t)*sin(t))

8、t[0.360]

9、式中，r为机匣外壁面半径，r1为曲面截面公称半径，a为曲面幅值，n为曲线波峰循环数；内壁面厚度通过两层曲面的r1差值实现，r-r1为散热器腔体空间厚度尺寸，a和n共同控制机匣散热面积。

10、优选地，所述散热器腔体的横截面采用梯形结构并在内部形成空腔。

11、优选地，所述进口接头与进口安装座和进出口管路、出口接头与出口安装座和进出口管路之间均通过螺纹连接。

12、本申请的带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，采用双层机匣结构、替代独立、结构繁杂的散热器结构，且具有承载能力强、重量轻、结构简洁、装拆方便等优势。能够解决独立散热器对外涵道的遮挡问题，有效减小散热器对外涵道的气动性能损失。使得散热结构与冷空气的接触面积最大化，流经外涵道的冷空气能够有效实现散热降温需求，有效提升散热效率。仅通过增加进出口结构的最低成本，即可实现多个散热器的集成功能，且对外涵道的性能无影响。

技术特征：

1.一种带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，其特征在于：包括机匣和散热器；所述机匣采用双层一体化结构，所述包括内层筒体(2)和外层筒体(1)，所述内层筒体(2)与外层筒体(1)之间通过支板(3)相连，相邻的支板(3)、内层筒体(2)和外层筒体(1)配合组成散热器腔体；所述外层筒体(1)为平整筒体表面，所述内层筒体(2)采用正弦曲线形成波浪形薄壁表面；所述散热器包括进口安装座(4)、进口接头(5)、出口安装座(6)、出口接头(7)和进出口管路(8)；所述进口安装座(4)和出口安装座(6)均焊接于机匣的外壁筒体上，所述进口接头(5)连接于进口安装座(4)上并且进口接头(5)与机匣内部连通，所述出口接头(7)连接于出口安装座(6)上并且与机匣内部连通，所述进出口管路(8)共有两组并分别连接于进口接头(5)和出口接头(7)上。

2.如权利要求1所述的带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，其特征在于：所述支板(3)沿机匣的轴向方向设置，形成隔断；所述支板(3)的长度小于内层筒体(2)的长度，所述支板(3)共有多组并沿着内层筒体(2)的前端和后端交错设置。

3.如权利要求1所述的带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，其特征在于：所述支板(3)沿机匣的轴向方向设置，形成隔断；所述支板(3)包括长板(9)和短板(10)，所述长板(9)与内层筒体(2)和外层筒体(1)的长度相同，所述短板(10)的长度小于内层筒体(2)和外层筒体(1)；所述长板(9)共有多组并沿着内层筒体(2)的周向间隔均匀布设，所述短板(10)共有多组并分别设于相邻长板(9)之间，多组短板(10)沿着内层筒体(2)的前端和后端交错排布；所述散热器共有多组并设于相邻长板(9)之间。

4.如权利要求1所述的带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，其特征在于，所述机匣内壁波浪形薄壁表面的构型如下式所示：

5.如权利要求1所述的带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，其特征在于：所述散热器腔体的横截面采用梯形结构并在内部形成空腔。

6.如权利要求1所述的带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，其特征在于：所述进口接头(5)与进口安装座(4)和进出口管路(8)、出口接头(7)与出口安装座(6)和进出口管路(8)之间均通过螺纹连接。

技术总结本申请属于发动机机匣散热领域，为一种带散热功能的结构一体化空腔机匣结构，包括机匣和散热器；机匣采用双层一体化结构，包括内层筒体和外层筒体，内层筒体与外层筒体之间通过支板相连，相邻的支板、内层筒体和外层筒体配合组成散热器腔体；散热器包括进口安装座、进口接头、出口安装座、出口接头和进出口管路；采用双层机匣结构、替代独立、结构繁杂的散热器结构，且具有承载能力强、重量轻、结构简洁、装拆方便等优势。能够解决独立散热器对外涵道的遮挡问题，有效减小散热器对外涵道的气动性能损失。使得散热结构与冷空气的接触面积最大化，流经外涵道的冷空气能够有效实现散热降温需求，有效提升散热效率。技术研发人员：程博,李同日,张让威受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/14