CN112412656A - 一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本申请属于航空飞行器冷却技术领域，特别涉及一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构。包括：全复材蒙皮以及隔热喷管。所述全复材蒙皮套设在发动机尾喷管的外侧，所述全复材蒙皮的前端壁面上开设有引气口；所述隔热喷管嵌套在所述全复材蒙皮与所述发动机尾喷管之间，且与所述发动机尾喷管之间设置有与所述引气口连通的冷却通道，所述隔热喷管的前端与发动机连接，所述隔热喷管的内壁面设置有隔热毡。本申请能够在不显著增加原先涡喷发动机轴向和径向尺寸，对发动机性能影响不大的前提下，有效降低发动机舱温度，解决涡喷发动机壁温和排气温度高对全复材蒙皮及结构产生不利影响的问题，保证了涡喷发动机与飞机后体蒙皮、结构、设备的相兼容。
Description
技术领域
本申请属于航空飞行器冷却技术领域，特别涉及一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构。
背景技术
涡喷发动机在低空低速到高空高速飞机中广泛应用，相对于涡扇发动机具有结构简单、高速性能优异、造价低廉的等优势，但涡喷发动机对结构安装、环境问题提出更高的要求。一是由于缺少涡扇发动机外涵道气流对内涵高温燃气的冷却排气，温度提升约200K；二是涡扇发动机通过合理引气结构将外涵道冷气引入内涵，将内涵壁面与高温燃气隔开，降低金属壁面温度，另外燃烧室壁面与发动机外壁有外涵隔开，因而涡喷发动机相对涡扇发动机的发动机壁温显著增高。
尽管具热压成型的复材蒙皮具有表面质量好、强度高、加工周期短、经济等优点，但是复材蒙皮相对金属蒙皮受热性能变差，热传导能力差。涡喷发动机更高的壁温与排气温度，加之采用全复材蒙皮的使用需求，极大的增加了发动机舱的设计与环境温度控制难度。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，包括：
全复材蒙皮，所述全复材蒙皮套设在发动机尾喷管的外侧，所述全复材蒙皮的前端壁面上开设有引气口；
隔热喷管，所述隔热喷管嵌套在所述全复材蒙皮与所述发动机尾喷管之间，且与所述发动机尾喷管之间设置有与所述引气口连通的冷却通道，所述隔热喷管的前端与发动机连接，所述隔热喷管的内壁面设置有隔热毡。
可选地，所述引气口与所述全复材蒙皮一体成型。
可选地，所述引气口沿所述全复材蒙皮的周向开设多个。
可选地，所述引气口在所述全复材蒙皮的机背位置两侧分别开设一个。
可选地，所述隔热喷管包括隔热喷管前段以及隔热喷管后段，其中，
所述隔热喷管前段由发动机燃烧室后端延伸至所述发动机尾喷管的尾喷口处；
所述隔热喷管后段设置在所述隔热喷管前段的后端，由冷却通道流出冷却气体与所述发动机尾喷管的尾喷口喷出的气体在所述隔热喷管后段中进行混合后喷出。
可选地，所述隔热喷管的厚度为0.2mm。
可选地，所述隔热喷管为钢材质钣金件。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，能够在不显著增加原先涡喷发动机轴向和径向尺寸，对发动机性能影响不大的前提下，有效降低发动机舱温度，解决涡喷发动机壁温和排气温度高对全复材蒙皮及结构产生不利影响的问题，保证了涡喷发动机与飞机后体蒙皮、结构、设备的相兼容。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构的隔热喷管装配图；
图2是本申请一个实施方式的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构的隔热喷管立体图；
图3是本申请一个实施方式的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构的隔热喷管正视图；
图4是本申请一个实施方式的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构的隔热喷管后视图；
图5是本申请一个实施方式的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构的隔热喷管左视图；
图6是本申请一个实施方式的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构的气流流向示意图。
其中：
1-全复材蒙皮；2-隔热喷管；3-发动机尾喷管。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图6对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，包括：全复材蒙皮1以及隔热喷管2。
具体的，全复材蒙皮1套设在发动机尾喷管3的外侧，全复材蒙皮1的前端壁面上开设有引气口；隔热喷管2嵌套在全复材蒙皮1与发动机尾喷管3之间，且与发动机尾喷管3之间设置有与引气口连通的冷却通道，隔热喷管2的前端提供紧固件与发动机连接，隔热喷管2的内壁面设置有隔热毡。
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，全复材蒙皮1上的引气口与全复材蒙皮1一体化成型，引气口的大小通过流量换算确定，满足发动机舱冷却需求。引气口可以沿全复材蒙皮1的周向开设多个，在本申请的一个实施方式中，引气口在位于发动机前段的全复材蒙皮1的机背位置两侧分别开设一个。
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，如图1至图5所示，隔热喷管2是厚度为0.2mm的钢材质钣金件，隔热喷管2的内壁面粘贴有隔热毡，隔热喷管2的型面综合考虑飞机后体与涡喷发动机外部轮廓。在本申请的一个实施方式中，隔热喷管2沿发动机轴线方向可以包括隔热喷管前段以及隔热喷管后段，其中，隔热喷管前段由发动机燃烧室后端延伸至发动机尾喷管3的尾喷口处；隔热喷管后段设置在隔热喷管前段的后端，由冷却通道流出冷却气体与发动机尾喷管3的尾喷口喷出的气体在隔热喷管后段中进行混合后喷出。
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，在一个方面，隔热喷管2具有隔热的功能。隔热喷管2将发动机尾喷管3的高温壁面与飞机后体发动机舱全复材蒙皮进行物理隔离，并且与两者都不直接接触，依靠内侧的隔热毡防止发动机高温直接传导至全复材蒙皮1以及后机身其他结构。隔热喷管2与发动机固连，实际相当于隔热喷管2外壁可以作为整体发动机(原涡喷发动机+隔热喷管)的外壁，如图1所示。
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，在第二个方面，隔热喷管2具有散热的功能。隔热喷管2与发动机尾喷管3外壁围成空腔，形成冷气通道，类似于涡扇发动机外涵道。发动机开车后喷口喷射，利用引射原理，冷气通道内形成负压，通过机背两侧引气口引射外界大气气流，冷却气体为发动机外壁以及发动机尾喷管3散热降温，并与发动机尾喷管3喷出气流混合后喷出，如此周而复始为发动机舱冷却，具体工作原理如图6所示。
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，为了解决全复材蒙皮飞机涡喷发动舱冷却问题，借鉴涡扇发动机壁温冷却及引射原理，在不显著增加发动机轴向与径向尺寸的条件下，综合考虑对发动机性能影响，设置隔热喷管，设计合理引气入口。通过在隔热喷管2内侧粘贴隔热毡隔热，隔离涡喷壁温，降低发动机舱温度；另外还利用在双层喷管内负压，自动抽吸大气中冷气，实现高温壁面与排气温度冷却。本申请综合采用了隔热、散热等措施，降低发动机舱温度，保证涡喷发动机与蒙皮、后机身设备的兼容。
本申请的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，该结构形式同样可以向涡喷发动机红外隐身性能提升等相关领域拓展使用。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，包括：
全复材蒙皮(1)，所述全复材蒙皮(1)套设在发动机尾喷管(3)的外侧，所述全复材蒙皮(1)的前端壁面上开设有引气口；
隔热喷管(2)，所述隔热喷管(2)嵌套在所述全复材蒙皮(1)与所述发动机尾喷管(3)之间，且与所述发动机尾喷管(3)之间设置有与所述引气口连通的冷却通道，所述隔热喷管(2)的前端与发动机连接，所述隔热喷管(2)的内壁面设置有隔热毡。
2.根据权利要求1所述的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，所述引气口与所述全复材蒙皮(1)一体成型。
3.根据权利要求2所述的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，所述引气口沿所述全复材蒙皮(1)的周向开设多个。
4.根据权利要求3所述的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，所述引气口在所述全复材蒙皮(1)的机背位置两侧分别开设一个。
5.根据权利要求1所述的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，所述隔热喷管(2)包括隔热喷管前段以及隔热喷管后段，其中，
所述隔热喷管前段由发动机燃烧室后端延伸至所述发动机尾喷管(3)的尾喷口处；
所述隔热喷管后段设置在所述隔热喷管前段的后端，由冷却通道流出冷却气体与所述发动机尾喷管(3)的尾喷口喷出的气体在所述隔热喷管后段中进行混合后喷出。
6.根据权利要求5所述的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，所述隔热喷管(2)的厚度为0.2mm。
7.根据权利要求6所述的全复材蒙皮飞机发动机舱冷却结构，其特征在于，所述隔热喷管(2)为钢材质钣金件。
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