CN113775418B - 一种发动机进气道结构及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空航天技术领域，尤其为一种发动机进气道结构及制备方法，包括进气道后段和两个镜像分布的进气道内管道，两个进气道内管道均和进气道后段固定连接在一起，两个进气道内管道远离进气道后段的一端均固定套设有进气道整流罩，所述进气道后段远离进气道内管道的一端固定安装有发动机连接环，所述进气道内管道的内设有两个除尘机构。本发明能够应用于各种规格飞行器，主要减小工程实施难度，结构轻量化，受力形式良好，制造容易，整体安装固定简单、拆卸方便、结构稳定灵活、制造周期短等特点；通过能够确保进入到发动机内的空气的情节性，并且也使得减少维护进气道的频率。

Description

一种发动机进气道结构及制备方法

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种发动机进气道结构及制备方法。

背景技术

进气道是空气喷气发动机所需空气的进口和通道，进气道不仅供给发动机一定流量的空气，而且进气流场要保证压气机和燃烧室的正常工作。在飞行中，进气道要实现高速气流的减速增压，将气流的动能转变为压力能。随着飞行速度的增加，进气道的增压作用也越来越大，在超音速飞行时的增压作用可大大超过压气机，所以超音速飞机进气道对提高飞行性能有重要的作用。现代飞机的特点是飞行速度和高度变化范围大，在一切飞行状态下进气道都应保证：发动机所需要的空气流量，能量损失小，流场均匀稳定，外部阻力低。

进气道的结构形式直接影响空气流量、流场均匀程度，大多数情况下，进气道的结构为横截面较规则，由横截面中心点连接形成的线不规则的管状结构，其次飞行器飞行时进气道结构会受到一定的压力，压力的大小与飞行器飞行速度有关，且要能安装方便，并有足够的公差补偿，还要实现轻量化，同时满足这几个条件，对于一般的生产制造较为困难；并且现有的进气道只能够隔绝一部分的灰尘，并且过滤灰尘的时候很容易出现堵塞的情况，使得流经进气道的空气流速变慢，使得一定时间段进入到发动机内的空气量变少。

因此我们提出了一种发动机进气道结构及制备方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种发动机进气道结构及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种发动机进气道结构，包括进气道后段和两个镜像分布的进气道内管道，两个所述进气道内管道均和进气道后段固定连接在一起，两个所述进气道内管道远离进气道后段的一端均固定套设有进气道整流罩，所述进气道后段远离进气道内管道的一端固定安装有发动机连接环，所述进气道内管道的内部设有两个除尘机构，所述除尘机构包括和进气道内管道内壁过盈配合连接在一起的弧形块，所述密弧形块上开设有多个矩阵式分布的透气孔，所述透气孔内设有过滤机构，所述过滤机构包括和透气孔内壁滑动连接在一起的过滤网，所述过滤网的一端转动安装有扫刮机构，所述扫刮机构包括固定连接在一起的桨叶和刮板，所述刮板和过滤网的表面滑动连接在一起。

优选的，所述进气道内管道包括前管道、中管道和后管道，所述前管道和后管道分别与进气道整流罩和进气道后段固定连接在一起，所述前管道和后管道与中管道相互靠近的一端均固定安装有连接板，相邻的两个连接板固定连接在一起。

优选的，所述弧形块上固定套设有密封垫，所述密封垫位于相邻的两个连接板之间。

优选的，所述过滤网远离扫刮机构的一侧固定安装有导杆，所述导杆远离过滤网的一端固定安装有圆板，所述导杆上滑动套设有环形块，所述环形块的外壁上固定安装有四个呈圆形分布的连杆，四个连杆相互远离的一端均和透气孔的内壁固定连接在一起，所述环形块和圆板相互靠近的一侧固定安装有同一个直弹簧，所述直弹簧滑动套设在导杆上。

优选的，所述扫刮机构还包括贯穿过滤网并和过滤网固定连接在一起的圆筒，所述圆筒的顶部固定安装有隔板，所述隔板上贯穿安装有转轴，且转轴和隔板转动连接在一起，且转轴的顶端和桨叶固定连接在一起，所述转轴贯穿刮板并和刮板固定连接在一起，所述圆筒内设有窝卷弹簧，所述窝卷弹簧转动套设在转轴上，所述窝卷弹簧远离圆心的一端和圆筒的内壁固定连接在一起，所述窝卷弹簧靠近圆心的一端和转轴固定连接在一起。

优选的，所述进气道内管道和进气道整流罩的材质为厚度2.5mm的碳纤维层合板，所述发动机连接环和进气道后段的材质为7050铝合金。

优选的，两个进气道整流罩内均固定安装有网格状的防护网。

一种发动机进气道结构的制备方法，用于制造上述任意一项所述的一种发动机进气道结构，包括以下步骤：

①、先在制作进气道内管道和进气道整流罩的模具型腔表面及分型面上涂抹脱模剂，并在脱模剂挥发干燥后开始铺层操作，用碳纤维预浸布铺放后，再依次铺放隔离膜和吸胶棉；

②、之后将模具放入真空袋中进行抽真空，最后放入烘箱中进行固化，固化结束后，再将进气道内管道和进气道整流罩从对应的模具中脱出；

③、进气道内管道上的前管道、中管道和后管道之间将相邻的两个连接板通过螺钉固定连接在一起；

④、发动机连接环和进气道后段均采用铝合金机加工制成，且发动机连接环和进气道后段均采用埋头铆钉和进气道内管道固定连接在一起。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将进气道设计为分段式结构不仅便于拆装，方便维护和维修，同时也极大的减小了工程实施难度，并提高了进气道的刚强度。特别适用于轴线不规则的进气道无法成型的情况，且本发明中的进气道所用的都是常规材料和紧固件，制造周期短，便于制造和购买；而且本发明中的进气道结构灵活。可根据不用大小的进气道和不同类型的进气道对结构进行调整；

2、本发明且在进气道内管道内设置两个除尘机构不仅能够过滤掉流经进气道内管道内的空气中的灰尘，同时除尘机构能够通过扫刮机构进行自清洁，避免除尘机构出现堵塞的情况，从而缩短所需要维护进气道的时间。

附图说明

图1为本发明提出的一种发动机进气道结构的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种发动机进气道结构的正视结构示意图；

图3为本发明提出的一种发动机进气道结构中进气道内管道的爆炸图；

图4为本发明提出的一种发动机进气道结构中除尘机构的整体及局部结构示意图；

图5为本发明提出的一种发动机进气道结构中过滤机构的整体结构示意图；

图6为本发明提出的一种发动机进气道结构中扫刮机构的爆炸图。

图中：1、发动机连接环；2、进气道后段；3、进气道内管道；31、前管道；32、中管道；33、后管道；4、进气道整流罩；5、除尘机构；51、弧形块；52、密封垫；53、透气孔；54、过滤机构；541、圆板；542、导杆；543、过滤网；544、环形块；545、连杆；546、直弹簧；6、连接板；7、扫刮机构；71、圆筒；72、转轴；73、隔板；74、刮板；75、窝卷弹簧；76、桨叶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1-5，本实施例中提出了一种发动机进气道结构，包括进气道后段2和两个镜像分布的进气道内管道3，两个进气道内管道3均和进气道后段2固定连接在一起，两个进气道内管道3远离进气道后段2的一端均固定套设有进气道整流罩4，进气道后段2远离进气道内管道3的一端固定安装有发动机连接环1，进气道内管道3的内部设有两个除尘机构5，除尘机构5包括和进气道内管道3内壁过盈配合连接在一起的弧形块51，弧形块51上开设有多个矩阵式分布的透气孔53，透气孔53内设有过滤机构54，过滤机构54包括和透气孔53内壁滑动连接在一起的过滤网543，过滤网543的一端转动安装有扫刮机构7，扫刮机构7包括固定连接在一起的桨叶76和刮板74，刮板74和过滤网543的表面滑动连接在一起。

工作时，空气流经进气道内管道3内的之后将经过两个除尘机构5，除尘机构5能够对空气起到过滤操作，能够隔绝掉空气中的绝大部分的灰尘，能够滑动的过滤网543在不受气流的压力下能够出现抖动，能够将过滤网543上的灰尘抖落下来，在气流的作用下，桨叶76将被带动着转动，桨叶76通过转轴72带动刮板74转动，刮板74在转动的过程中能对过滤网543的表面进行扫刮，从而能够避免过滤网543出现堵塞的情况，并且跟随直弹簧546带动直弹簧546的抖动，从而能够将扫刮下来的灰尘抖落下来，从而确保过滤网543不会出现堵塞并且能够始终保持较好的过滤性能。

进气道内管道3包括前管道31、中管道32和后管道33，前管道31和后管道33分别与进气道整流罩4和进气道后段2固定连接在一起，前管道31和后管道33与中管道32相互靠近的一端均固定安装有连接板6，相邻的两个连接板6固定连接在一起；前管道31、中管道32和后管道33与对应连接板6均是一体成型制成，不仅方便连接前管道31、中管道32和后管道33，同时也提高了前管道31、中管道32和后管道33的强度。

弧形块51上固定套设有密封垫52，密封垫52位于相邻的两个连接板6之间；弧密封垫52不仅能够避免弧形块51完全进入到中管道32内，从而能够方便对整个除尘机构5进行维护，同时密封垫52能够在两个连接板6之间起到密封作用。

过滤网543远离扫刮机构7的一侧固定安装有导杆542，导杆542远离过滤网543的一端固定安装有圆板541，导杆542上滑动套设有环形块544，环形块544的外壁上固定安装有四个呈圆形分布的连杆545，四个连杆545相互远离的一端均和透气孔53的内壁固定连接在一起，环形块544和圆板541相互靠近的一侧固定安装有同一个直弹簧546，直弹簧546滑动套设在导杆542上；直弹簧546能够在没有气流流经的时候带动过滤网543进行抖动，从而能够将过滤网543上的灰尘抖落下来。

扫刮机构7还包括贯穿过滤网543并和过滤网543固定连接在一起的圆筒71，圆筒71的顶部固定安装有隔板73，隔板73上贯穿安装有转轴72，且转轴72和隔板73转动连接在一起，且转轴72的顶端和桨叶76固定连接在一起，转轴72贯穿刮板74并和刮板74固定连接在一起，圆筒71内设有窝卷弹簧75，窝卷弹簧75转动套设在转轴72上，窝卷弹簧75远离圆心的一端和圆筒71的内壁固定连接在一起，窝卷弹簧75靠近圆心的一端和转轴72固定连接在一起；扫刮机构7上的桨叶76能够跟随气流转动并带动刮板74转动，从而能够对过滤网543的进行扫刮，可以避免过滤网543出现堵塞的情况。

进气道内管道3和进气道整流罩4的材质为厚度2.5mm的碳纤维层合板，发动机连接环1和进气道后段2的材质为7050铝合金；碳纤维层合板碳强度和刚度较高和密度小等优点，而铝合金具有重量轻，强度好和易加工等优点，并且碳纤维层合板和铝合金的均具有成型工艺简单、制造周期短和安装固定简单等优点。

两个进气道整流罩4内均固定安装有网格状的防护网；网格状的防护网能够避类似鸟类的较大异物进入到进气道整流罩4中，从而保证整个装置能够正常工作。

一种发动机进气道结构的制备方法，用于制造上述任意一项的一种发动机进气道结构，包括以下步骤：

①、先在制作进气道内管道3和进气道整流罩4的模具型腔表面及分型面上涂抹脱模剂，并在脱模剂挥发干燥后开始铺层操作，用碳纤维预浸布铺放后，再依次铺放隔离膜和吸胶棉；

②、之后将模具放入真空袋中进行抽真空，最后放入烘箱中进行固化，固化结束后，再将进气道内管道3和进气道整流罩4从对应的模具中脱出；

③、进气道内管道3上的前管道31、中管道32和后管道33之间将相邻的两个连接板6通过螺钉固定连接在一起；

④、发动机连接环1和进气道后段2均采用铝合金机加工制成，且发动机连接环1和进气道后段2均采用埋头铆钉和进气道内管道3固定连接在一起。

本实施例中，外界的空气首先进入到两个进气道整流罩4内，之后再通过两个进气道内管道3流进进气道后段2内，并最终进入到发动机内部，空气流经进气道内管道3内的时候将被两个除尘机构5进行过滤，从而能够隔绝掉空气中大部分的灰尘，确保进入到发动机中的空气的清洁，空气在流进除尘机构5的时候首先进入到多个透气孔53内并先与过滤网543接触，在风的推动压力下，过滤网543将在透气孔53内滑动并通过导杆542和圆板541的配合对直弹簧546进行拉伸，而当空气不再流进进气道内管道3内之后，过滤网543将不再受到压力，此时原本被拉伸的直弹簧546将迅速复位，从而通过圆板541和导杆542带动过滤网543复位，在此过程中过滤网543将出现剧烈的抖动，从而可以将过滤网543上的灰尘抖落下来。

本实施例中，而当空气流经透气孔53的时候，在气流的作用下，桨叶76将被带动着转动，桨叶76通过转轴72带动刮板74转动，刮板74在转动的过程中能对过滤网543的表面进行扫刮，从而能够避免过滤网543出现堵塞的情况，在转轴72转动的过程中将收卷窝卷弹簧75，当窝卷弹簧75完全绷紧之后，转轴72则不会带动桨叶76转动，当过滤网543上不再有空气流经的时候，窝卷弹簧75将重新复位并带动转轴72往反方向转动，从而能够带动刮板74对过滤网543进行二次扫刮，使得堵塞过滤网543的灰尘松散下来并且跟随直弹簧546带动直弹簧546的抖动，从而能够将扫刮下来的灰尘抖落下来，从而确保过滤网543不会出现堵塞并且能够始终保持好的过来性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发动机进气道结构，包括进气道后段（2）和两个镜像分 布的进气道内管道（3），其特征在于，两个所述进气道内管道（3）均和进气道后段（2）固定连接在一起，两个所述进气道内管道（3）远离进气道后段（2）的一端均固定套设有进气道整流罩（4），所述进气道后段（2）远离进气道内管道（3）的一端固定安装有发动机连接环（1），所述进气道内管道（3）的内部设有两个除尘机构（5）， 所述除尘机构（5）包括和进气道内管道（3）内壁过盈配合连接在一 起的弧形块（51），所述弧形块（51）上开设有多个矩阵式分布的透气孔（53），所述透气孔（53）内设有过滤机构（54），所述过滤机构 （54）包括和透气孔（53）内壁滑动连接在一起的过滤网（543），所述过滤网（543）的一端转动安装有扫刮机构（7），所述扫刮机构（7） 包括固定连接在一起的桨叶（76）和刮板（74），所述刮板（74）和过滤网（543）的表面滑动连接在一起；

所述过滤网（543）远离扫刮机构（7）的一侧固定安装有导杆（542）， 所述导杆（542）远离过滤网（543）的一端固定安装有圆板（541）， 所述导杆（542）上滑动套设有环形块（544），所述环形块（544）的 外壁上固定安装有四个呈圆形分布的连杆（545），四个连杆（545） 相互远离的一端均和透气孔（53）的内壁固定连接在一起，所述环形块（544）和圆板（541）相互靠近的一侧固定安装有同一个直弹簧（546），所述直弹簧（546）滑动套设在导杆（542）上；

所述扫刮机构（7）还包括贯穿过滤网（543）并和过滤网（543）固定连接在一起的圆筒（71），所述圆筒（71）的顶部固定安装有隔板 （73），所述隔板（73）上贯穿安装有转轴（72），且转轴（72）和隔 板（73）转动连接在一起，且转轴（72）的顶端和桨叶（76）固定连 接在一起，所述转轴（72）贯穿刮板（74）并和刮板（74）固定连接在一起，所述圆筒（71）内设有窝卷弹簧（75），所述窝卷弹簧（75）转动套设在转轴（72）上，所述窝卷弹簧（75）远离圆心的一端和圆筒（71）的内壁固定连接在一起，所述窝卷弹簧（75）靠近圆心的一端和转轴（72）固定连接在一起。

2.根据权利要求 1 所述的一种发动机进气道结构，其特征在于， 所述进气道内管道（3）包括前管道（31）、中管道（32）和后管道（33）， 所述前管道（31）和后管道（33）分别与进气道整流罩（4）和进气道后段（2）固定连接在一起，所述前管道（31）和后管道（33）与中管道（32）相互靠近的一端均固定安装有连接板（6），相邻的两个连接板（6）固定连接在一起。

3.根据权利要求 1 所述的一种发动机进气道结构，其特征在于， 所述弧形块（51）上固定套设有密封垫（52），所述密封垫（52）位于相邻的两个连接板（6）之间。

4.根据权利要求 1 所述的一种发动机进气道结构，其特征在于， 所述进气道内管道（3）和进气道整流罩（4）的材质为厚度 2.5mm 的 碳纤维层合板，所述发动机连接环（1）和进气道后段（2）的材质为7050 铝合金。

5.根据权利要求 1 所述的一种发动机进气道结构，其特征在于，两个进气道整流罩（4）内均固定安装有网格状的防护网。

6.一种发动机进气道结构的制备方法，用于制备权利要求 1-5 中任意一条所述的一种发动机进气道结构，其特征在于，包括以下步骤：

①、先在制作进气道内管道（3）和进气道整流罩（4）的模具型 腔表面及分型面上涂抹脱模剂，并在脱模剂挥发干燥后开始铺层操作，用碳纤维预浸布铺放后，再依次铺放隔离膜和吸胶棉；

②、之后将模具放入真空袋中进行抽真空，最后放入烘箱中进行固化，固化结束后，再将进气道内管道（3）和进气道整流罩（4）从对应的模具中脱出；

③、进气道内管道（3）上的前管道（31）、中管道（32）和后管

道（33）之间将相邻的两个连接板（6）通过螺钉固定连接在一起；

④、发动机连接环（1）和进气道后段（2）均采用铝合金机加工 制成，且发动机连接环（1）和进气道后段（2）均采用埋头铆钉和进气道内管道（3）固定连接在一起。