CN104603008A - 直升机的气化系统的排放方法和清除收集器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是至少在重新启动发动机的过程中防止烟雾的形成。为此,在发动机关闭过程中被清除的燃料在随后飞行的开始过程中利用直升机的倾斜被储存和排放。直升机发动机的收集器(4)包括外纵壁(41)和两个封闭端壁(42、43),以上升方式倾斜的对称纵轴线(X'X),被连接到清除排放件的连接器(51到53),和被耦合到气体喷嘴(5)以及连接到底端壁(43)的连接件(54)。所述收集器(4)还在其内部空间(V)包括罩壳(6),所述罩壳具有基本平行于收集器轴线(X'X)的对称轴线(E'E)。罩壳(6)具有一个纵壁(61)和两个横向端壁(62、63)。罩壳(6)经由连接其纵壁(61)的径向连接件(64)被连接到喷射轮(53)的清除连接器,当直升机处于地面位置(H0)时,罩壳的对称轴线(E'E)相对于水平参考地面(S0)倾斜一个参考角(A0),使得当直升机处于加速阶段时,所述轴线(E'E)平行于所述参考地面(S0)。
Description
说明书
技术领域
本发明涉及一种用于排放直升机的气化系统的方法,一种能够实施这种方法的直升机清除收集器,以及一种配备有这种收集器的直升机发动机。
直升机发动机通常在停机过程中清除以防止通过余热所促使的燃料气化。当启动发动机用于随后的任务时,被清除燃料存储并然后被喷射到管内。
每个发动机的结构通常包括燃烧室,燃料经由喷射轮喷射到该燃烧室内。燃烧室经由在其入口也被清除的排放管通向空气。
背景技术
目前,当发动机停机时所清除的燃料被输送到清除排放收集器。收集器也接收来自燃烧室的通风排放管的清除物(purge)(包括水冷凝物、杂质等)。当重新启动发动机时,来自收集器的燃料、冷凝物和杂质被抽吸到发动机排气管并被喷射。
对管的喷射导致燃料和杂质的燃烧以及水冷凝物的汽化。燃烧和汽化产生特别地来自第二发动机的可见烟雾云,第二发动机的启动比第一发动机的启动更快,因此更迅速地吸收被清除的燃料。由于可以假设发动机故障,该烟雾云的存在不可接受。
为了纠正这个问题,已经考虑了使燃料返回到罐内。该解决方案并不可行,由于被清除燃料的高温及其体积(特别地在喷射阀出现故障时)与通常在排泄燃料罐的管道系统中使用的塑料材料不兼容。此外,在收集器和罐之间的连接提出了选择性和兼容性问题(加压、热气的污染等)。
发明内容
本发明旨在至少当重新启动发动机时防止烟雾的形成,同时免除现有技术的缺点。为此,利用直升机的倾斜,当发动机停机时储存被清除的燃料以及在随后的飞行开始后将其排放。
更确切地说,本发明的主题是排放直升机发动机的方法,其中当关闭发动机时清除的燃料在清除收集器内收集,所述清除收集器连接到气体喷射管。燃料传递到收集器的腔室内,所述腔室在底端封闭并在朝直升机前面定位的其相对端敞开。相对于水平参考地面以及当直升机处于地面位置时,所述腔室具有从其底端向着朝直升机前面定位的其开口端上升的正向参考倾斜,所述腔室在尺寸和倾斜方面被确定(conform)以储存在所述腔室内被清除的燃料。在发动机再启动阶段中,被清除燃料保持被储存而不流到喷射管内。在起飞以及随后的加速阶段中,直升机的倾斜从基本零逐渐变为负值。所述腔室在尺寸和倾斜方面也被确定使得在直升机在这些起飞以及随后加速阶段中的倾斜变化后,燃料首先缓慢地开始从腔室流到喷射管,然后逐步地加速,直到腔室被清空,由于该逐步性,这防止了在启动、起飞和加速开始阶段中大量烟雾的出现。
根据特定的实施方式:
—根据直升机在地面上的倾斜角以及直升机在相对于水平参考地面的加速阶段中的标称倾斜来确定所述腔室的参考倾斜角,使得所述腔室在直升机的加速阶段中具有在相对于水平参考地面的零度上下的范围内的倾斜;
—在给定范围内预定所述腔室的参考倾斜,使得所述腔室在加速阶段相对于参考地面的倾斜位于±5°的范围内;
—通过返回实现了以直升机行进方向从所述腔室倾倒燃料流,所述返回的方向与从所述收集器的开口端朝喷射管倾倒入所述收集器的方向相反。
本发明还涉及一种能够实施上述方法的直升机清除收集器。这种收集器包括由两个封闭端壁横向限制的大致圆柱外纵壁,当直升机放置在地面位置上时从更接近水平参考地面定位的所谓底端壁上升倾斜的纵向对称轴线,在发动机燃烧室内旨在被连接到燃油喷射轮清除排放管的至少一个连接器,以及旨在被连接到气体喷射管的连接件,所述气体喷射管连接到底端壁。所述收集器限定内部空间,在所述内部空间中布置有带有大致圆柱形状和基本平行于收集器轴线的对称轴线的腔室。所述腔室具有纵壁和两个横向端壁,第一壁和底壁,当直升机处于地面位置时,所述底壁比所述第一壁更接近参考地面定位,以及接近所述第一壁形成的开口。所述腔室经由在其纵壁上出现的径向连接件连接到所述喷射轮的清除联接器,以及当直升机处于地面位置时,其对称轴线相对于参考地面倾斜一个参考角,使得当直升机处于加速阶段时,所述对称轴线可基本平行于参考地面定位。
根据有利的实施方式:
—所述腔室的轴线相对于直升机的主轴线倾斜位于+5°和+10°之间的相对角,所述主轴线限定了直升机相对于水平参考地面的倾斜;
—喷射轮的清除排放联接器的径向连接件比所述腔室的底壁更接近第一壁出现,以便于填充;
—所述腔室具有带有圆形剖面的圆柱形状;
—所述腔室的体积大于可在所述腔室内储存的燃料的体积的两倍,以覆盖填充的特定情况,如在飞行过程中的失效启动或不完全排放。
附图说明
在阅读以下非限制性描述后并参考附图,本发明的其它数据、特征和优点将变得明显,其中分别为:
—图1是带有其排放系统的直升机发动机的局部透视侧视图;
—图2是根据本发明当直升机处于地面位置时收集器的透视侧视图;以及
—图3是当直升机在起飞后的加速阶段开始时,根据图2的收集器的视图。
具体实施方式
除非相反地指出,相对于地面“S0”测量本文中所提到的倾斜,所述地面是位于相对于地球引力场的水平面内的参考地面。
参考图1内的侧视图,直升机发动机1包括(参看剖视图)气体发生器2,该气体发生器由压缩机21、燃烧室22和涡轮23形成,被连接到自由涡轮24。自由涡轮24经由齿轮箱12驱动主转子(未示出)通过动力轴11。从燃烧产生的气体喷射到管5内。
为了使发动机清洁,排放组件3收集残余液体(燃料、油、水冷凝物、杂质等)到收集器4内。特别地,收集器在发动机停机过程中存储一定量的被清除燃料。该组件包括:
—来自动力轴11和燃油泵13的排油管31和32;
—用于排放燃烧室22的管33;以及
—用于在燃烧室22内清除燃料喷射轮22的管34。
以下参考图2的透视侧视图详细地描述根据本发明的收集器4。通过固定凸耳4a、4b被固定到发动机的这种收集器4包括在该示例中带有圆形剖面的圆柱形外纵壁41,其由两个封闭端壁42和43横向地限定。纵壁41具有从底端壁42正向上升倾斜的纵向对称轴线X'X。该底壁42比另一端壁43更接近地面“S0”定位,当如在所述实例中,直升机处于空转位置时,被放在地面上(据说处于“地面位置”内)。
排放管经由联接器(在图1中也可见)被连接到收集器,分别为用于排油管31和32的联接器51,用于排放燃烧室的管33的联接器52,以及用于喷射轮的清除管34的联接器53。联接器52具有用于在燃烧室内过压下清除过量空气的通气孔52a(在图1中可见)。此外,连接管54连接收集器4的底端壁42到气体喷射管5。
纵壁41限定内部空间“V”,其中腔室6在该示例中基本安装在该空间“V”的中心。腔室6具有大致圆柱形形状以及对称轴线E'E,该对称轴线E'E在这里与收集器4的纵壁41的轴线X'X合并。腔室6因此具有与收集器4相同的倾斜。它也具有带有圆形剖面的纵壁61和两个横端壁,第一端壁63和所谓的底端壁62。第一壁63朝直升机的前面AV定位,底壁62被定位为比第一端壁63更接近参考地面S0。在这个示例中,腔室6通过其端壁62和63被固定到收集器4的相应端壁42和43。
以狭槽8形式的开口在腔室6的纵壁61的下圆扇形部分内形成,该部分相对于参考地面S0更低。接近第一端壁63产生狭槽8。或者,开口61可在纵向壁61的边缘局部或完全地形成。在这种情况下,腔室可具有完全开口或不再抵靠收集器4的端壁43的第一局部横向壁。
此外,腔室6经由出现在纵壁61上的径向连接导管64连接到喷射轮34的清除管的联接器53。径向连接导管64比腔室4的封闭端42更接近开口端43出现,以促进在腔室6内清除燃料7的填充,而不造成燃料的飞溅。
在这个示例中,倾斜腔室在尺寸方面被确定使得当直升机处于地面位置时,其体积“V”,例如大于60毫升,及其长度“L”足够可以存储大致30毫升的燃料,而不在起飞后的直升机加速阶段之前将其倾倒入收集器4内。
概括地,直升机是否处于地面上或在飞行中,腔室6的轴线X'X相对于参考地面的倾斜角“A”(以下称为“腔室的倾斜角”)是直升机的主轴线Y'Y相对于参考地面的倾斜角“H”(以下称为“直升机倾斜角”)与腔室的轴线X'X相对于直升机的主轴线Y'Y的倾斜角“C”的总和。
当直升机处于地面位置时,腔室的倾斜角“A”采取相对于参考地面的表示为“A0”的参考值。该参考角“A0”的值直接地取决于腔室6相对于直升机的相对倾斜角“C”值,在恒定“H0”内,“H0”是在地面位置内直升机的倾斜角。腔室的相对倾斜角“C”,以及因此其参考倾斜角“A0”,为使得当直升机处于加速阶段时,腔室6的轴线X'X可基本平行于参考地面,以及因此处于在零附近振荡的倾斜角“A”。以下更详细地描述该阶段。
在所示出的示例中,参考角“A0”等于11°,是处于地面位置的被固定在3°的直升机倾斜角“H0”与在示例中被调整到8°的相对倾斜角“C”之和。优选地,角“C”在+5°和+10°之间。根据在重新启动发动机和直升机起飞之后的加速阶段的直升机倾斜角“H”预定该相对倾斜角“C”,如下参考图3所公开的。
当直升机起飞时,其在发动机重新启动阶段后发生,以及直到加速阶段的开始,直升机的倾斜角“H”基本变成零并且倾斜角“A”等于相对倾斜角“C”,也就是说在示例中大约8°。腔室6在尺寸方面—体积“V”和长度“L”—以及在倾斜“A”方面被确定使得清除燃料7接近腔室6的自由端壁63,由于倾斜角“A”从11°变化到8°,并且可以开始缓慢地倒入收集器4内。
这是因为相对倾斜角“C”,这里为8°,因此在起飞时的腔室倾斜角“A”以及腔室6的体积“V”,这里为70毫升,被预定以帮助减缓在起飞和加速开始阶段时的倾倒,从而防止被储存的燃料7经由收集器4和连接管54突然倾倒入喷射管内。这种突然倾倒导致在起飞时不良烟雾的形成,这正是所试图避免的。
图3示出了根据图2,在起飞后的加速阶段开始时的收集器的视图。在加速阶段,在静止阶段和稳定飞行时期之间,直升机“向前倾斜”:直升机的倾斜角“H”然后为负值,并且例如可能相对于参考地面多达-5°以及直到大致-10°或更多。
在该加速阶段,燃料7越来越快速地流入(箭头F)到收集器4内,随着直升机的倾斜角“H”越来越为负值。燃料7位于收集器内,并将朝喷射管5(图1)被抽吸,在收集器4内在与倾倒方向(箭头F)相反的方向回流(箭头R)—从腔室6的狭槽8到连接管54—,直到腔室6被清空。抽吸的渐进性避免了在直升机的启动、起飞和加速开始阶段内大量烟雾的出现。
该加速的倾倒由以下事实所导致,相对倾斜角“C”被预定,使得腔室的倾斜角“A”在加速阶段过程中在零附近振荡。为此,调节相对倾斜角“C”—优选地在+5°和+10°之间,在该示例中为+8°—以基本弥补直升机的倾斜角“H”,该倾斜角在加速中范围可从-5°以及直到-10°(或更多),例如平均-8°。在这种情况下,在起飞后的加速阶段,腔室6的倾斜角“A”保持接近于零,在该示例中在+3°和-2°之间(更通常地在±5°范围内,当角“C”在+5°和+10°之间调节时),在地面位置“H0”的直升机倾斜角,这里为3°,从起飞被弥补。有利地,直升机的运动导致腔室6内“波”的形成,这也将帮助燃料的流动。
本发明并不局限于所描述和表示的示例。例如可以提供用于清除直接流进收集器内的收集器本身的污染液体的排放联接器。此外,腔室或收集器的形式可大致为带有长方形多面剖面的圆柱形。还可以提供一种用于调节收集器的倾斜角的机构,从而根据直升机的主轴线和/或在加速阶段内提供的直升机的倾斜进行调节,例如在特定搜索任务的背景下。
Claims (10)
1.一种用于排放直升机发动机的方法,其中当发动机停机时被清除的燃料(7)被收集在清除收集器(4)内,所述清除收集器连接到气体喷射管(5),其特征在于,所述燃料在清除过程中被输送到所述收集器(4)的腔室(6),所述腔室(6)被确定为在发动机重新启动阶段储存被清除的燃料(7),被清除的燃料(7)保持被储存而不流入喷射管(5)内;以及,在起飞和然后的加速阶段中,所述腔室(6)被确定为使得在这些起飞和然后的加速阶段过程中在直升机的倾斜角(H)变化后,所述燃料从所述腔室(6)流到所述喷射管(5)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,具有一定尺寸(V、L)的所述腔室(6)在底端(62)封闭以及在朝直升机前面(AV)定位的另一端(63)敞开,相对于水平参考地面(S0)以及当直升机处于地面位置(H0)时,所述腔室(6)具有从其底端(62)朝其敞开端(63)上升的正向参考倾斜(A0),以及当直升机处于起飞以及然后加速阶段所述直升机的倾斜(H)从基本零逐渐改变成负值时所述腔室(6)具有倾斜(A)。
3.根据前一权利要求所述的方法,其中,根据在加速阶段所述直升机的倾斜(H)确定所述腔室(6)的参考倾斜角(A0),使得所述腔室(6)在直升机的加速阶段具有相对于所述水平参考地面(S0)位于零度周围的范围内的倾斜(A)。
4.根据前一权利要求所述的方法,其中,在给定范围内预定所述腔室(6)的所述参考倾斜(A0),使得所述腔室(6)的倾斜(A)在加速阶段内位于±5°的范围内。
5.用于实施根据前述任一权利要求所述方法的直升机发动机(1)的清除收集器,其包括:大致圆柱形外纵壁(41),所述圆柱形外纵壁由两个封闭端壁(42、43)横向地限定;纵向对称轴线(X'X),当所述直升机被放置在地面位置时,所述纵向对称轴线从最接近所述水平参考地面(S0)定位的底端壁(42)上升倾斜;至少一个联接器(53),所述联接器被连接到所述发动机(1)的燃烧室(22)的燃料喷射轮清除排放件;以及连接件(54),所述连接件连接到气体喷射管(5),所述气体喷射管连接到所述底端壁(43),其特征在于,所述收集器限定了内部空间(V),在所述内部空间内布置有具有大致圆柱形状和基本平行于收集器轴线(X'X)的对称轴线(E'E)的腔室(6),所述腔室(6)具有纵壁(61)和两个横向端壁,第一壁(63)和底壁(62),当直升机处于地面位置(H0)时,所述底壁(62)比所述第一壁(63)更接近参考地面(S0)定位,以及接近所述第一壁(63)形成的开口(8);所述腔室(6)经由在其纵壁(61)上出现的径向连接件(64)连接到所述喷射轮(53)的清除联接器,当直升机处于所述地面位置(H0)时,所述腔室的对称轴线(E'E)相对于水平参考地面(S0)倾斜一个参考角(A0),使得当直升机处于加速阶段时,该对称轴线(E'E)可基本平行于参考地面(S0)定位。
6.根据前一权利要求所述的清除收集器,其中,所述腔室的轴线(E'E)通过相对于所述直升机的主轴线(Y'Y)倾斜位于+5°和+10°之间的相对角(C),所述主轴线限定了相对于水平参考面(S0)的直升机的倾斜(H)。
7.根据权利要求5或6所述的清除收集器,其中,所述喷射轮(53)的清除排放联接器的所述径向连接件(64)比所述腔室(6)的所述底壁(62)更接近所述第一壁(63)出现。
8.根据权利要求5到7任一所述的清除收集器,其中,所述腔室(6)具有带有圆形剖面形状的圆柱形。
9.根据权利要求5到8任一所述的清除收集器,其中,所述腔室(6)的体积(V)比可被储存在所述腔室(6)内的燃料(7)的体积大两倍。
10.直升机发动机(1),其配备有根据权利要求5到9任一所述的收集器(4)。
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