[發明專利]一種涵道式沖壓空氣渦輪應急能源系統

有效

• 申請號: 201811476725.2
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN111268150B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 周明智;張再旺;盧岳良;柯兵
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: B64D41/00
• 分類號: B64D41/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

本發明一種涵道式沖壓空氣渦輪應急能源系統，屬于航空應急動力技術領域。系統的主要作用是在飛機發動機失效或液壓能源失效的情況下，利用飛機滑行氣流動能，向飛機提供應急液壓能源。飛機正常飛行過程，作動筒將艙門關閉并鎖定，機身外的氣流無法進入機身內，系統處于待命狀態。飛機應急工作時，飛機管理計算機向作動筒發出伸出工作信號，作動筒解鎖，在彈簧力的作用下將艙門引流組件推出機身外，機身外部氣流被引入機身內的涵道內，驅動沖壓空氣渦輪轉動,產生旋轉機械能，進而驅動后端液壓泵工作，向飛機提供應急液壓能源。當氣流動能過剩時，溢流閥工作，消耗系統產生的多余高壓液壓能源，防止系統超轉，起到保護作用。

技術領域

沖壓空氣渦輪被譽為飛機的“最后一根救命稻草”，它屬于飛機的應急動力系統，能在飛機失去主動力的情況下，向飛機提供應急能源。本發明設計的一種涵道式沖壓空氣渦輪應急能源系統，能夠為飛機提供應急液壓能源，保證飛機在發生動力系統故障或液壓系統故障下仍然可被操控。

背景技術

沖壓空氣渦輪系統為應急動力裝置，使用概率較低，飛機正常飛行時，該系統處于“陪飛”待命狀態，一旦飛機發生能源系統故障時，要求能夠可靠投入工作，為飛機提供應急能源，以保證飛機的可操控性。因此，這類應急動力裝置需要被設計為具有重量輕、可靠性高的特點。傳統的外伸式沖壓空氣渦輪系統通常由可調槳式沖壓空氣渦輪、作動筒、液壓泵、控制閥等部分組成。該類沖壓空氣渦輪氣流動能轉換效率通常僅為0.2，效率很低。另外，可調槳式沖壓空氣渦輪結構復雜、重量重，可靠性較低；且由于調槳機構無法做到結構完全對稱，沖壓空氣渦輪高速旋轉時會產生較大的自激振動，對飛機結構強度、剛度、疲勞要求較高。作動筒需要將沖壓空氣渦輪推出到氣流外部，同時克服艙門氣動阻力，因此，作動筒通常被設計為體積大、重量重。

發明內容

本發明的目的：設計一種涵道式沖壓空氣渦輪應急能源系統，滿足飛機對應急動力裝置重量低、可靠性高的要求。

本發明的技術方案：一種涵道式沖壓空氣渦輪應急能源系統，包括作動筒1、艙門引流組件2、沖壓空氣渦輪3、液壓泵4、溢流閥5；作動筒1一端與艙門引流組件2連接，另一端固定在飛機機身上，作動筒1接受飛機管理計算機指令實現展開功能，實現推出艙門引流組件2作用，地面回收時，向作動筒1高壓口A注入高壓油，可使作動筒1回收，同時回油通過低壓口流入低壓油液；安裝在飛機蒙皮上的艙門引流組件2用于遮蓋涵道進氣口，平時其處于關閉狀態，工作時被作動筒1推開，將機身外的氣流引入涵道內；安裝在涵道內的沖壓空氣渦輪3將氣流的沖壓能轉化為旋轉機械能，并輸出給液壓泵4；低壓油源通過低壓口泵入液壓泵4內，液壓泵4將旋轉機械能轉化為液壓能，并通過高壓口B向機上負載輸出高壓油源；液壓泵4出口端設置一個溢流閥5。

優選地，飛機正常飛行過程，作動筒1將艙門關閉并鎖定，機身外的氣流無法進入機身內，飛機發生故障時，作動筒1接受飛機指令將艙門引流組件2推出機身外，外部氣流被引入機身內的涵道內，驅動沖壓空氣渦輪3轉動,產生旋轉機械能，進而驅動后端液壓泵4工作，向飛機提供應急液壓能源；當氣流動能過剩時，機上負載需求小于液壓泵4產生的液壓能，溢流閥5開始工作，將多余的液壓油通過回油口溢流至油箱內，以消耗系統產生的多余高壓液壓能源，防止系統超轉。

優選地，沖壓空氣渦輪3與液壓泵4采用同軸布局，直接驅動液壓泵4。

優選地，作動筒1設有上、下位鎖，非工作狀態上位鎖鎖定，作動筒1將艙門引流組件2固定在閉合狀態；工作時上位解鎖，依靠內置的壓縮彈簧的彈力將艙門引流組件2推出，并有下位鎖鎖定在伸出狀態；回收時通過高壓油源克服彈簧力，將艙門引流組件2拉回并鎖定。

優選地，沖壓空氣渦輪3為多葉片、定槳距角盤式渦輪。

優選地，液壓泵4為定排量液壓泵。

優選地，溢流閥5與液壓泵4設計為一個整體，或者設置在液壓泵4高壓口B油路上。