[實用新型]使用燃油冷卻的輕型飛機集中式冷卻系統

有效

• 申請號: 201920567881.3
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN210258851U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 康娜;蔣彥龍;秦靜;王瑜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64D33/08
• 分類號: B64D33/08;B64D13/06;B64D13/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

一種使用燃油冷卻的輕型飛機集中式冷卻系統，屬于飛行器環境控制領域。本實用新型主要為了解決機載電子設備及激光器表面的高熱流密度持續散熱問題。主要包括：燃油箱（1）、第一截止閥（2）、相變材料儲罐（3）、第二截止閥（4）、循環泵（5）、第三截止閥（6）、第一溫度傳感器（7）、發動機（8）、第四截止閥（9）、第二溫度傳感器（10）、電子設備（11）、第五截止閥（12）、第三溫度傳感器（13）、座艙空氣換熱器（14）。本實用新型以油箱內燃油作為冷卻介質，循環流動以滿足發動機、電子設備的冷卻要求和座艙內環境控制要求，并以相變材料作為冷源冷卻燃油。系統集成度高，占用空間小，且無需額外冷卻介質，可靠性高。

技術領域

本實用新型涉及一種使用燃油冷卻的輕型飛機集中式冷卻系統，屬于飛行器環境控制領域。

背景技術

輕型飛機在多個行業和領域都有著廣泛的應用，包括醫療救護、農林、體育娛樂、搶險救災、森林防火、防治農業病蟲害、巡邏、攝影、空中廣告宣傳、飛行出租、游覽觀光、城市治安維護等，是各國通用航空產業的重要組成部分。2016年5月17日，國務院辦公廳印發《關于促進通用航空業發展的指導意見》。在此政策的推動下，我國輕型飛機的研發、制造和應用將得到越來越多的重視。

輕型飛機的飛行過程中，為保證發動機持續穩定的工作，需及時轉移發動機散熱量；隨著電子設備的集成化發展，輕型飛機的電子設備如雷達、探測器、參數監測儀表等也需及時冷卻；加之駕駛艙內人員的舒適性需求，都對輕型飛機的冷卻系統提出了要求。由于輕型飛機體積較小，傳統的空氣循環和蒸發制冷循環系統無法安裝，必須考慮簡單高效的制冷方式。

對于飛機冷卻系統已有多種設計被提出，但設計對象均為常規客機，均不符合輕型飛機的實際情況。如ZL201210123655.9 提出了一種基于機載能源綜合回收利用的飛機座艙制冷/凈化一體化系統，其制冷方式是使用常用飛機制冷包組件制冷，而輕型飛機不配備制冷包。ZL201410694132.9提出了一種帶并聯環形散熱器的座艙制冷系統，其本質仍然是使用渦輪冷卻，而使用渦輪的空氣循環系統無法適應輕型飛機的體積。本實用新型以油箱內燃油作為冷卻介質，對輕型飛機的電子設備、發動機及座艙同時進行冷卻。此外，當燃油溫度過高時，使用相變材料降低燃油溫度，使其一直能夠符合各設備的冷卻要求。本實用新型不需額外的冷卻介質，充分利用了輕型飛機的內部現有資源，結構簡單可靠，冷卻持續性強。

實用新型內容

本實用新型的目的是為輕型飛機提供一種可靠的使用燃油冷卻的集中式冷卻系統。

一種可靠的使用燃油冷卻的集中式冷卻系統包括燃油箱、第一截止閥、相變材料儲罐、第二截止閥、循環泵；

其中燃油箱的出口分為兩路，第一路與第二截止閥的入口相連，第二路經過第一截止閥與相變材料儲罐的入口相連；第二截止閥的出口和相變材料儲罐的出口并聯后與循環泵的入口相連，循環泵的出口分成三路；

第一路依次經過第三截止閥、第一溫度傳感器與發動機的入口相連；第二路依次經過第四截止閥、第二溫度傳感器與電子設備的入口相連；第三路依次經過第五截止閥、第三溫度傳感器、座艙空氣換熱器相連；

上述發動機的出口、電子設備的出口、座艙空氣換熱器的出口并聯后與燃油箱的入口相連。

上述冷卻系統分為發動機冷卻系統、電子設備冷卻系統和座艙環境控制系統，三個系統并聯，共用燃油箱、相變材料儲罐及循環泵；包括以下過程：

（1）夏季系統運行模式

第二截止閥關閉，第一截止閥打開，經循環泵驅動，燃油箱內的燃油流入相變材料儲罐吸收相變材料的熱量后降低溫度，準備流入發動機冷卻系統，或/和電子設備冷卻系統，或/和座艙環境控制系統；

當第一溫度傳感器顯示的溫度超過發動機允許運行溫度時，打開第三截止閥，燃油流入發動機與發動機交換熱量；