用于将燃烧空气馈送给飞机发动机的装置.pdf

本发明涉及一种用于将燃烧空气馈送给飞机发动机(3a，3b)的装置，该装置包括在飞机的外表面(5)与布置在内部的发动机(3a，3b)之间延伸的进气管道(4)，该进气管道(4)始于布置在外表面(5)的区域中的进气口(2a，2b)，其中，为了实施双路气流的概念，至少一根另外的进气管道(8a，8b)从外表面(5)上的另一部位通到所述发动机(3a，3b)，该另外的进气管道(8a，8b)包括相关联的另外的进气口盖过滤元件(9a，9b)，其中此外，在进气管道(2a，2b)堵塞的情况下，根据控制装置来将给发动机(3a，3b)的空气供给切换到上述另外的进气管道(8a，8b；8’)。

1.  一种用于将燃烧空气馈送给飞机发动机(3a，3b)的装置，所述装置包括在飞机的外表面(5)与布置在内部的发动机(3a，3b)之间延伸的进气管道(4)，所述进气管道(4)始于布置在所述外表面(5)的区域中的进气口(2a，2b)，其特征在于，为了实现双路气流的概念，至少一根另外的进气管道(8a，8b；8’)从所述外表面(5)上的另一部位通到所述发动机(3a，3b)，其中在所述进气口(2a，2b)堵塞的情况下，根据控制装置来将给所述发动机(3a，3b)的空气供给切换到所述另外的进气管道(8a，8b；8’)。

2.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于切换所述空气供给的所述控制装置通过所述至少一个另外的进气管道(8a，8b；8’)来打开各相关的入流闸板(10a，10b；10’)。

3.  如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述入流闸板(10a，10b)借助于液压缸或电气线性驱动装置而沿着轨道导向装置可在打开位置与关闭位置之间移动。

4.  如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述入流闸板(10’)固定成它可在铰链上转动。

5.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，可借助于压力传感器(13)来确定所述进气口(2a，2b)的堵塞，所述压力传感器(13)设置在该位置并以所规定的压力阈值连接至所述电子控制装置。

6.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述外表面(5)的在前部和后部之间延伸的两纵向侧上彼此相对地布置两根另外的进气管道(8a，8b)，各另外的进气管道设有相关联的末端进气口盖过滤元件(9a，9b)。

7.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述外表面(5)的顶部为每个发动机布置单根另外的进气管道(8’)，所述进气管道设有相关联的末端进气口盖过滤元件(9’)。

8.  如权利要求7所述的装置，其特征在于，用于每个发动机的所述至少一根进气管道(8’)可拆卸地附连于固定在所述发动机(3’)上的防火壁(11)。

9.  如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述至少一个进气管道(8a，8b)包括高温BMI(双马来酰亚胺)材料。

10.  如权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述进气口盖过滤元件(9’)包括封闭扁平式过滤体(15)的封闭式附连框架(14)，所述过滤体至少在外侧包括保护性格栅(16)。

11.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述另外的进气管道(8a，8b；8’)包括相关联的另外的进气口盖过滤元件(9a，9b)。

12.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个进气口(2a，2b)包括附加的进气口盖过滤元件。

13.  一种设有旋翼驱动发动机的直升飞机，所述发动机包括如权利要求1至12中任一项所述的用于馈送燃烧空气的装置。

用于将燃烧空气馈送给飞机发动机的装置
技术领域
本发明涉及用于将燃烧空气馈送给飞机发动机的装置，该装置包括在飞机的外表面与布置在内部的发动机进气口之间延伸的主进气管道，该主进气管道在外表面区域中包括进气口盖过滤元件。
背景技术
本发明的应用领域主要延伸到直升飞机形式的飞机。为了驱动旋翼，在直升飞机的机舱内装有发动机。该发动机设计成从周围环境接受燃烧所需要的空气的内燃发动机。为此目的，根据本发明的用于馈送燃烧空气的装置布置在直升飞机发动机与机舱进气口之间。
从WO 2007/090011A2可以得知一种普通的装置。它包括在直升飞机的外表面与布置在内部的发动机之间延伸的进气管道，该空气管道包括与直升飞机的外表面齐平的进气口盖过滤元件。在该结构布置中，进气口盖过滤元件符合外表面的轮廓并包括可更换的扁平式过滤体，由金属制成的封闭式附连框架保持该过滤体，且在该过滤体的两侧包括保护性格栅。进气口盖过滤元件过滤来自周围环境的空气(这些空气被发动机吸入)，以阻止外来物体或灰尘颗粒通过空气入口管道进入发动机。在一定时段之后，进气口盖过滤元件的过滤体通常会堵塞并需要进行清洗。然后可将其再次放置到附连框架中。采用附连框架来确保即便在来自周围环境的空气具有很高的流率时所想要的过滤体形状及其功能。
在实施用于所要保护的发动机的进气口盖过滤元件时，出于与安全相关的原因，务必确保过滤体上和空气入口管道上的结冰情况始终保持在允许的限度之内。安装用于防止发动机由于腐蚀而过早磨损的进气口盖过滤元件在进气管道的概念中一直是一件意义深远的干预工作。通常，仅有单个进气管道可用于向发动机馈送燃烧空气。在这样的单个发动机进气口中，由于安装在上游的过滤体所产生的压力损失而造成的性能损失实际上是不可避免的。特别是当过滤体的结冰导致空气完全不可透过时，会发生危险的有害状况。
在美国专利4,190,217中陈述了一种用于将燃烧空气供应给飞机发动机的装置，在该装置中因为在进气口盖过滤元件的区域中设置了附加的入流闸板而解决了上述问题。如果进气口盖过滤元件被堵住，则该入口挡片打开以将替代的气流引导到发动机，然而这样的气流就不经过过滤。但该应急措施也存在相关的缺点，即无法避免发动机产生磨损。如果发生上述紧急情况，则如果同时来自周围环境的空气是被严重污染的且带有大的尘粒，则该应急操作可能会直接导致发动机遭受相当大的损坏的情况。
从现有技术还可知将过滤元件自身设计成它可倾斜，从而形成在过滤元件与飞机外表面之间的间隙可应急供给未经过滤的燃烧空气，来替代设置布置在进气口过滤元件旁边的入流闸板。在大多数情况下，这导致严重的发动机进气口损失。因为必须总是确保可用性能超过直升飞机的最大重量，所以进气口损失是一限制因素。
发明内容
因此，本发明的目的是创造一种用于将燃烧空气馈送给飞机发动机的高效装置，采用简单技术措施的该装置可确保在应急操作中最少的发动机磨损，并仍然可提供充足的空气供给。
基于如权利要求1的前序部分结合其特征部分所述的装置而实现了该目的。后续的从属权利要求提出了本发明的有利改进。
本发明包括这样的技术内容：根据该技术内容，为了实现双路气流的概念，设置至少一根另外的进气管道，该进气管道从外表面上的另一部位通到进气口的区域，且包括相关联的另外的进气口盖过滤元件，其中在主进气管道堵塞的情况下，根据控制装置来将向发动机的供给切换到另外的进气管道。
根据本发明的技术方案所提供的有利之处特别在于，通过另外的进气管道，换言之即备用的进气管道，该管道还可以与主进气管道相同的方式包括进气口盖过滤元件，在发生紧急情况时，可有充足量的燃烧空气到达发动机。因为在每一情况下都可保证发动机的性能，所以这种措施改进了飞机的操作安全性。为了实现根据本发明的措施，仅需在飞机机舱的外表面上的合适位置处固定另外的进气口盖过滤元件，并通过进气管道将其连接到发动机的进气口。
根据改进本发明的一种措施，建议用于切换空气供给的控制装置通过上述的至少一个另外的进气管道来打开相关联的入流闸板。在该布置中，入流闸板可以布置在进气管道与发动机的进气口之间的区域中。一方面，可设想将用于切换的控制装置设计成自动电子控制装置，从而一旦传感器探测到进气口盖过滤元件的堵塞，则所述控制装置自动打开用于另外的进气管道的入流闸板。在另一方面，也可设想仅在驾驶室中发出信号通知堵塞情况，从而飞行员可通过手动干预来打开另外的进气管道的入流闸板。
入流闸板可以根据以下可替代的实施例进行设计：
建议入流闸板可借助于液压缸或电气线性驱动装置来沿着轨道导向装置在打开位置与关闭位置之间以扁平式滑阀的方式移动。该设计已显示为特别牢固并可以简单的技术装置来实现。作为这种方式的替代方式，建议入流闸板固定成它可在铰链上转动。这个设计尤其适合于设计空间有限的情况。不过，可铰接的入流闸板应布置成它可向燃烧空气的流动方向打开以通过发动机的吸气效应支持这样的打开。
根据改进本发明的另一措施，建议借助于压力传感器来确定主进气管道的堵塞，该压力传感器设置在该位置并连接至电子控制装置，并可布置在发动机的进气口区域中。因为进气口盖过滤元件的任何增加的阻塞直至气流堵塞，导致下游进气管道中的压降，该压降可由压力传感器来确定。可在电子控制装置内将该值与已存放在所述控制装置中的压力阈值进行比较。一旦达到预定阈值，则发出信号表示要连接另外的进气管道。在自动的变型中，自动地进行后续的连接。也可设想为了上述目的使用不同的压力传感器来替代设置以绝对压力传感器方式设计的压力传感器，该压力传感器可监视进气管道与周围环境之间的压差，并且一旦达到预定的压差就根据本发明来发信号和/或启动切换。第二进气管道的手动和自动连接也可以组合的方式来实现，这取决于工作状态。如果在进气口盖过滤元件完全阻塞之前就附加地连接第二进气管道，则在飞机周围流动的空气可确保产生负压，并且经由替代路线的空气供给可确保在进气口盖过滤元件处产生正压，这可引起由于空气方向改变而产生的自动恢复效应。
就进气管道的设计而言，也可设想替代的实施例：
作为较佳的实施例，建议在外表面在前部和后部之间延伸的两纵向侧上彼此相对地布置两根另外的进气管道，各根另外的进气管道设有相关联的末端进气口盖过滤元件。这种设计在较小型的直升飞机的情况中尤为适合，因为发动机平台的侧向表面通常可提供充足的空间来布置附加的进气口盖过滤元件。此外，这种设计和布置可允许有相当短的到发动机的进气管道。在这样的设计中，进气管道可拆卸地附连到防火壁，出于安全方面的原因，该防火壁有利地直接固定在发动机上，这样的设计可使安装费用最少。
根据尤其适合大型直升飞机的另一实施例，在直升飞机的外表面顶部为每个发动机设置单根另外的进气管道，且该进气管道设有相关联的末端进气口盖过滤元件。特别是，外表面上与伸出的主旋翼轴直接相邻的区域适合作为该另外的单独空气进气管道的出口位置。
当然，也可以将两种前述的较佳实施例组合起来。
因为进气管道通常在发动机附近延伸，所以建议用耐高温的BNI(双马来酰亚胺)材料或带有该成分和附加的其它材料(特别是碳纤维)的材料混合物来制作所述进气管道。除了其耐高温性，该材料的特点还在于具有低比重并可使其以简单的方式适应进气管道的不同形状。
当然，仍然可以将根据本发明的双路气流供给的措施与传统的用于供给未经过滤的旁通空气的旁通闸板相结合来。不过，这样的旁通闸板仅应在绝对紧急的情况下才使用，从而尽一切可能避免在发动机中吸收任何未经过滤的燃烧空气。
在下面结合附图中示出的示例性实施例的描述中陈述了本发明的其它有点、特征和应用选项。
下面将参照附图中示出的示例性实施例来更加详细地描述本发明。
在描述中、在专利的权利要求书中、在摘要中以及在附图中，使用下面的附图标记清单中所使用的术语和相关联的附图标记。
附图说明
附图示出如下：
图1是设有采用两根进气管道的双路气流引导的直升飞机机舱的俯视图，在图中示出进气管道的关闭状态；
图2是设有采用两根进气管道的双路气流引导的直升飞机机舱的俯视图，在图中示出进气管道的打开状态；以及
图3是根据另一实施例的直升飞机在设有双路气流引导装置的发动机区域中的细节的局部横向剖视图。
具体实施方式
在下面的描述和附图中，为了避免重复，如果不需要或没有可察觉到有进一步的区别，则将相同的附图标记用于相同的部件。
根据图1，在直升飞机的机舱1的上部设有左手侧进气口2a和与之相邻的右手侧进气口2b，两个进气口都在正常操作中使用。燃烧空气从周围环境流入布置在机舱1内部的发动机3a和发动机3b。主进气管道4从进气口2a和2b开始，穿过直升飞机的主齿轮箱(在图中未详细示出)。
为了实现双路气流的概念，除了通向发动机附近的中央管道7的进气管道4之外，还在直升飞机在机舱1的前部与后部之间延伸的两纵向侧上彼此相对地布置两根另外的进气管道8a和8b，各根另外的进气管道设有相关联的进气口盖过滤元件9a和9b。两进气管道8a和8b包括耐高温的BMI(双马来酰亚胺)材料，并在它们与相应进气口盖过滤元件9a或9b相对的端部包括入流闸板10a或10b。
在正常操作过程中，两入流闸板10a和10b保持在如图所示的关闭位置。
根据图2，两入流闸板10a和10b处于它们的打开位置，在该位置，替代地，借助于中央管道7将燃烧空气馈送(见箭头)给发动机3a、3b。在示例性的实施例中，借助于液压缸(未示出)沿着轨道导向装置在打开位置与关闭位置之间移动两入流闸板10a和10b。
从进气口2a和2b开始，由进气管道4引导的燃烧空气流过直升飞机的主齿轮箱12并经过中央管道7到达发动机3a和3b。
在紧急情况下，例如进气口2a、2b堵塞时，两闸板10a和10b打开，从而可通过进气管道8a和8b馈送发动机3a、3b所需的燃烧空气。
在图3中示出的另一示例性实施例仅示出用于每个发动机的单根另外的进气管道8’，该管道8’设有位于机舱1(在图中仅局部地示出)的外表面5上的相关的末端进气口盖过滤元件9’。在该结构布置中，进气管道8’可拆卸地附连在固定于发动机3’的防火壁11上。进气管道8’基本上呈盒形，并在外表面5与主齿轮箱12之间的合适位置上。
在本示例性实施例中，入流闸板10’通过铰链可转动地附连在进气管道8’上。当进气口过滤元件9’堵塞并因而进气管道8’堵塞时，入流闸板10’由于驱动而打开，从而燃烧空气可替代地通过另外的进气管道2’和8’到达发动机3’。布置在进气管道8’上的压力传感器13就探测到该堵塞状态或进气口盖过滤器9’阻塞增加的状态。
进气口盖过滤元件9’包括封闭扁平式过滤体15的封闭式附连框架14。过滤体至少在外侧包括保护性格栅16。
附图标记清单
1    机舱
2    进气口
3    发动机
4    进气管道
5    外表面
7    中央管道
8    进气管道
9    进气口盖过滤元件
10   入流闸板
11   防火壁
12   主齿轮箱
13   压力传感器
14   附连框架
15   过滤体
16  保护性格栅。