[發明專利]一種帶功率輸出軸的直升機埋入式進氣道

在審

• 申請號: 202011551514.8
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112623235A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 黃河峽;肖志祥
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B64D33/02
• 分類號: B64D33/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開了一種帶功率輸出軸的直升機埋入式進氣道。進氣道位于直升機旋翼槳轂下方發動機艙內，且進口和發動機艙融合，沒有任何外凸表面，進氣道內型面往直升機對稱面方向彎曲，使得從入口方向無法看全葉片。功率輸出軸位于進氣道管道中心，并穿過埋入式進氣道導流面和旋翼減速器相連，以削弱功率輸出軸誘導產生的旋流，實現前向功率輸出。本發明充分利用了埋入式進氣道低外阻、高隱身的特點，兼顧了進氣道的氣動性能和隱身性能，特別適合高速、高隱身軍用直升機。

技術領域

本發明涉及飛行器設計領域，尤其是一種直升機埋入式進氣道。

背景技術

進氣系統位于直升機渦軸發動機流道的前端，肩負著粒子分離、向壓氣機輸送一定流量 的高品質氣流等功能，也是直升機與渦軸發動機氣動關聯的紐帶，其性能特征對整臺發動機 的功重比、壽命、油耗乃至工作可靠性等均構成直接影響。由于進氣道的能量損失在通過發 動機各個部件時，會連續地被放大，因此會導致發動機的輸出功率顯著下降。據分析，進氣 道的總壓每損失1％，發動機的最大連續功率損失為1.5～2.0％，而50％最大連續功率損失則 一般為1.8～2.2％。

從目前直升機所采用的進氣道形式來看，其可歸類為皮托式進氣道、埋入式進氣道以及 集氣艙式進氣道三類。皮托式進氣道指進氣口正對飛行來流的進氣道，其主要特點包括：可 直接利用來流沖壓，巡航時氣動效率較高，氣動和結構設計相對簡單。在現役的各種直升機 中，有相當一部分采用了皮托式進氣道方案，如“黑鷹”、“蝰蛇”、阿帕奇、NH90、S92、 米171、卡50等，并且根據其進氣口的具體形式，又可細分為簡單皮托式進氣道、進口帶 障礙物的皮托式進氣道、進氣口斜切的皮托式進氣道。集氣艙式進氣道在直升機以及低速飛 行器上應用更加廣泛，如AW139、AS 350、SA 365直升機等。這一類進氣道的特點是：進氣口與機身完全融合，不凸出機身表面；進氣口面積較大，在其下方設置較大的空間，且為突擴式，無需復雜的三維曲面，此即所謂的集氣艙。此類進氣道的氣動效率比皮托式進氣道、 埋入式進氣道都要低，但其氣動、結構設計相對簡單，研制難度相對較小。在英國的“野貓”、 “灰背隼”以及美國的科曼奇等先進直升機上，均采用了另外一種形式的進氣道—埋入式進 氣道。該類進氣道的進氣口完全埋入機身表面，旨在進一步減小機身的迎風面積，降低氣動 阻力。其中，“野貓”、“灰背隼”直升機采用了三維埋入式進氣道，即其進口及內通道均為 三維曲面，并且在“野貓”的導流面上還設置有一個彎曲柱狀的凸起面，這是為了包裹功率 前輸出軸而設置的。然而，由于不能直接利用來流沖壓，相比皮托式進氣道而言，埋入式進 氣道的氣動設計難度較大。由于埋入式進氣道型面和機身型面高度融合，沒有突擴型面，拐 彎半徑相比于集氣艙式小得多，因此其氣動性能介于皮托式和集氣艙式之間；此外，埋入式 進氣道沒有外凸零件，氣動阻力小，進氣道出口深埋在機體內部，進氣道本身的電磁隱身性 能也比較好。

綜上所述，埋入式進氣道是一種理想的兼顧氣動和隱身的直升機進氣道，特別適合高速、 高隱身直升機。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種帶功率輸出軸的直升機埋入式進氣道。通 過設計進氣道的導流面以及唇口，保證導流面、唇口和發動機艙高度保形，并將 進氣道安裝在發動機艙中間(即旋翼正下方)，削弱旋翼下洗流的干擾；同時，設 計功率輸出軸從進氣道導流面穿出，削弱功率輸出軸誘導的旋流。通過以上設計， 實現埋入式進氣道與直升機的一體化，滿足進氣道高氣動性能和高隱身性能的需 求。

為達到上述目的，本發明一種帶功率輸出軸的直升機埋入式進氣道可采用如 下技術方案：