CN106285795A - 冲压空气涡轮发电系统 - Google Patents

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曹涛
王帮亭
施丹华
黄小良
刘伟
周小春
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Commercial Aircraft Corp of China Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/10—Application in ram-jet engines or ram-jet driven vehicles

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于飞机的冲压空气涡轮发电系统，该冲压空气涡轮发电系统包括冲压涡轮和发电机，冲压涡轮与发电机通过连接轴连接，该冲压空气涡轮发电系统固定在飞机环境控制系统的进气通道中，冲压涡轮的叶片与空气来流方向垂直并且冲压涡轮沿空气来流方向布置在发电机前方，连接轴平行于空气来流方向，在应急供电情况下，能通过布置在冲压涡轮上的锁销解锁冲压涡轮进行供电。

Description

冲压空气涡轮发电系统
技术领域
本发明涉及一种冲压空气涡轮发电系统，用于在飞机进入应急供电情况时给飞机供电。
背景技术
目前飞机上所有使用的冲压空气涡轮(RAT)发电系统都安装在RAT舱，当飞机进入应急供电情况时，自动或手动释放冲压空气涡轮发电系统的发电机，通过作动器将发电机释放出来，进行发电。发电机使用完毕后，在地面通过液压系统进行回收。现有的发电机系统，大部分重量来自释放作动机构、回收机构及固定结构件，由于发电机在飞机整个生命周期中使用频率极低，所以这些多余的重量，将长期伴随着飞机，特别的不经济。目前释放机构较复杂，运行时会发生共振等现象，所以要进行大量的试验验证，工作量大。目前尚未发现与本发明接近的技术内容、或者公开使用的技术。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种固定的冲压空气涡轮发电系统，从而简化现有冲压空气涡轮发电系统，减轻系统重量，减少系统的试验验证过程，提供系统的经济性。
该目的通过一种用于飞机的冲压空气涡轮发电系统来实现，该冲压空气涡轮发电系统包括冲压涡轮和发电机，冲压涡轮与发电机通过连接轴连接，该冲压空气涡轮发电系统固定在飞机环境控制系统的进气通道中，冲压涡轮的叶片与空气来流方向垂直并且冲压涡轮沿空气来流方向布置在发电机前方，连接轴平行于空气来流方向，在应急供电情况下，能通过布置在冲压涡轮上的锁销解锁冲压涡轮进行供电。
与现有技术相比，根据本发明的固定的冲压空气涡轮发电系统不需要冲压空气涡轮释放、回收机构，大大简化了系统的复杂程度，减轻系统重量，减少系统的试验验证过程，提高了系统的可靠度和经济性。同时，结合利用了飞机环境控制系统的冲压空气进气通道，不需要专门增开新的冲压空气进气通道。
此外，进气通道中的空气来流方向与飞机飞行方向相反，由此确保足够的冲压空气进气量。
作为本发明的一种改进方案，进气通道在安装冲压空气涡轮发电系统位置局部加宽。优选地，进气通道在安装冲压空气涡轮发电系统位置上游逐渐增宽并且在安装冲压空气涡轮发电系统位置下游逐渐变细，由此方便安装冲压空气涡轮发电系统并且在安装了冲压空气涡轮发电系统的情况下不影响冲压空气进气量。
此外，发电机通过发电机固定支架固定在进气通道中。发电机固定支架可沿进气通道的直径方向在两端、通过焊接、螺纹连接等方式固定在进气通道的内周面上。
作为本发明的一种改进方案，冲压空气涡轮发电系统布置在进气通道的入口处以确保获得足够的风能。优选地，冲压空气涡轮发电系统到进气通道的入口的距离为进气通道长度的10％至50％。更加优选地，冲压空气涡轮发电系统到进气通道的入口的距离为进气通道长度的20％至40％。
现有飞机的大多冲压空气涡轮发电系统都安装在机头右下侧，由于离驾驶舱近，冲压涡轮工作时噪音很大，对飞行员正常驾驶有一定的影响，特别是在应急供电情况下。根据本发明的方案，可把冲压涡轮安装在机体后侧，使得减少噪声对飞行员的影响。
附图说明
接下来根据附图示例性地详细阐述本发明。其中：
图1为冲压空气涡轮发电系统布置在飞机环境控制系统中的示意图；
图2为冲压空气涡轮发电系统的第一实施例的详细示意图；
图3为图2中的冲压空气涡轮发电系统的进气通道的截面图；
图4为冲压空气涡轮发电系统的第二实施例的详细示意图。
具体实施方式
从图1中可见，包括冲压涡轮2和发电机3的冲压空气涡轮发电系统布置在飞机环境控制系统的冲压空气进气通道1中，距离进气通道1的进气口7的距离为进气通道1的长度的20％。进气通道1中的空气来流方向A与飞机飞行方向B相反。
图2示出了冲压空气涡轮发电系统的第一实施例，清楚可见冲压涡轮2和发电机3通过连接轴4相连接，冲压涡轮2的叶片与空气来流方向A垂直并且冲压涡轮2沿空气来流方向A布置在发电机3的前方，连接轴4平行于空气来流方向A。发电机3与发电机固定支架5固定地连接，发电机固定支架5沿进气通道1的直径方向在两端固定在进气通道1的内周面上。在冲压涡轮2上还布置有锁销6，锁销6通过未示出的线路与飞机环境控制系统的控制装置相连接。在飞机正常工作情况下，锁销6沿径向方向突出穿过冲压涡轮2的转轴10上的孔，从而锁住冲压涡轮2防止其旋转，使得冲压涡轮2和发电机3不工作，冲压空气可通过冲压涡轮2的叶片两侧的间隙流入机体。在飞机处于应急供电状态时，锁销6受到飞机环境控制系统的控制装置的控制而回缩，从而不再锁住冲压涡轮2，冲压涡轮2的叶片由于冲压空气的流过而转动，通过连接轴4带动发电机3运转，从而给飞机提供电能。
从图3中可见，在该第一实施例中，进气通道1呈圆形，连接轴4布置成与进气通道1同轴。在该实施例中示出的冲压涡轮2具有两个叶片。发电机固定支架5在两端与进气通道1的内周面固定连接。
图4示出了冲压空气涡轮发电系统的第二实施例，与第一实施例的不同之处在于，在此为了方便安装冲压空气涡轮发电系统并且确保足够的进气量，设置有在冲压空气涡轮发电系统安装位置处局部加宽的进气通道1’。进气通道1’沿空气来流方向在冲压空气涡轮发电系统的位置上游逐渐增宽并且在冲压空气涡轮发电系统的位置下游逐渐变细。

Claims (8)

1.一种用于飞机的冲压空气涡轮发电系统，该冲压空气涡轮发电系统包括冲压涡轮(2)和发电机(3)，所述冲压涡轮(2)与所述发电机(3)通过连接轴(4)连接，其特征在于，该冲压空气涡轮发电系统固定在飞机环境控制系统的进气通道(1)中，所述冲压涡轮(2)的叶片与空气来流方向垂直并且所述冲压涡轮(2)沿空气来流方向布置在所述发电机(3)前方，所述连接轴平行于空气来流方向，在应急供电情况下，能通过布置在所述冲压涡轮(2)上的锁销(6)解锁所述冲压涡轮(2)进行供电。
2.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述进气通道(1)中的空气来流方向与飞机飞行方向相反。
3.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述进气通道(1)在安装所述冲压空气涡轮发电系统位置局部加宽。
4.根据权利要求4所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述进气通道(1)在安装所述冲压空气涡轮发电系统位置上游逐渐增宽并且在安装所述冲压空气涡轮发电系统位置下游逐渐变细。
5.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述发电机(3)通过发电机固定支架(5)固定在所述进气通道(1)中。
6.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述冲压空气涡轮发电系统布置在所述进气通道(1)的入口处。
7.根据权利要求8所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述冲压空气涡轮发电系统到所述进气通道(1)的入口的距离为所述进气通道(1)长度的10％至50％。
8.根据权利要求9所述的冲压空气涡轮发电系统，其特征在于，所述冲压空气涡轮发电系统到所述进气通道(1)的入口的距离为所述进气通道(1)长度的20％至40％。
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