CN115163957A - 一种低阻航空管路转向器 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract
本申请提供了一种低阻航空管路转向器，所述低阻航空管路转向器包括：两个相互垂直的进口圆柱和出口圆柱，所述进口圆柱具有进口流道，所述出口圆柱具有出口流道；所述进口圆柱和所述出口圆柱之间具有，所述转弯区域通过连接进口圆柱和所述出口圆柱的内壁和外壁构成。其中，所述内壁和外壁为圆弧形，通过沿轴线扫略而形成通路。本申请提供的低阻航空管路转向器可应用于飞机推进系统、机电系统等飞机上涉及管路的系统可有效降低不必要的流阻，减少飞机上能源浪费。
Description
技术领域
本申请涉及管路连接技术领域，特别涉及一种低阻航空管路转向器。
背景技术
在飞机中具有很多管路系统，管路系统负责向各个设备或装置输送液体或气态的工作介质，但由于飞机结构紧凑，因此在实际使用过程中管路上存在大量的转弯情况，因此需要较多的转弯接头进行连接。
现有的转弯接头占用空间小、管路弯制工艺难度低、易量产，因此大量使用。但现有的转接弯头内部流道更多考虑工艺性，缺少对降低流阻方面考虑，当管路中大量使用时，造成管路内流阻较大，不利于使用。
发明内容
本申请的目的是提供了一种低阻航空管路转向器，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种低阻航空管路转向器，所述低阻航空管路转向器包括：
两个相互垂直的进口圆柱和出口圆柱，所述进口圆柱具有进口流道，所述出口圆柱具有出口流道；
所述进口圆柱和所述出口圆柱之间具有转弯区域，所述转弯区域通过连接进口圆柱和所述出口圆柱的内壁和外壁构成，其中，所述内壁和外壁为圆弧形，通过沿轴线扫略而形成通路。
进一步的，所述内壁和所述外壁的圆弧半径尽量大，从而使所述转弯区域形成尽量大的转弯半径。
进一步的，所述转弯区域为变截面结构。
进一步的所述变截面结构的转弯区域在靠近进口圆柱一侧有较大的流动截面，在靠近出口圆柱一侧具有较小的流动截面。
进一步的，所述低阻航空管路转向器通过增材制造方式制造。
本申请提供的低阻航空管路转向器可应用于飞机推进系统、机电系统等飞机上涉及管路的系统可有效降低不必要的流阻，减少飞机上能源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的低阻航空管道转向器外观示意图。
图2为本申请的低阻航空管道转向器结构剖面图。
图3为现有技术的航空管道转向器外观示意图。
图4为现有技术的航空管道转向器结构剖面图。
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。
为了使航空领域中大量使用的管路在转向时具有较低的流阻，本申请中提供了一种低阻航空管路转向器。
如图1和图2所示，该低阻航空管路转向器包括两个相互垂直的进口圆柱11和出口圆柱12，进口圆柱11具有进口流道14，出口圆柱12具有出口流道15，进口圆柱11和出口圆柱12之间具有转弯区域13，转弯区域13通过连接进口圆柱11和出口圆柱12的内壁17和外壁16构成。其中，内壁17和外壁16为圆弧形，通过沿轴线扫略而形成通路。相比于现有技术中的转弯范围或区域通过两个圆柱垂直相交区域(如图3和图4所示，该区域为“1/2圆柱相贯线+1/2球面”)的方案来说，本申请的转向器无相贯线而形成棱线，内部流道变化均匀，与进出口平滑过渡，减少了壁面突变，降低了流动分离情况的程度，从而有效降低了流阻。
本申请优选实施例中，该转弯区域内的转弯半径尽量大，即内壁17和外壁16的圆弧半径应尽量大。
进一步的，在本申请优选实施例中，在流道均匀过渡的前提下，在靠近进口圆柱11一侧的转弯区域13具有较大的流动截面，在靠近出口圆柱12一侧的转弯区域13具有较小的流动截面，从而形成渐变式截面。渐变式截面使得转向器内的流体在转弯前降速、转弯结束后恢复到原尺寸，从而在转弯过程中减低转弯区域的流速，降低了流动分离程度，减少流阻。相比于现有技术中等截面的转向器使流速各处均相等，在进入转弯时流道壁面突变极易造成流动分离，而本申请的转向器可以避免上述过程。
为了实现上述转向器结构的加工，本申请的低阻航空管路转向器可通过增材制造方式进行加工，例如可通过3D打印方式进行制造。
本申请的低阻航空管路转向器从减低流阻角度出发，通过找出阻力产生的主要原因在于流体分离，而产生流体分离的主要原因在于管路壁面突变，同时流速越大越容易产生流动分离，因此，本申请中通过采取减少壁面突变和转弯部位流速作为主要措施来减少流体分离从而有效减小阻力，通过以平滑过渡为主要手段，区别现有技术中的标准截面构型，通过变截面平滑转弯结构实现，减阻效果较明显。同时，本申请的转向器兼顾轻量化、工艺可实现性等要求，可以完成与现有零件的原位换装，同时具有定制化设计能力。
本申请提供的低阻航空管路转向器可应用于飞机推进系统、机电系统等飞机上涉及管路的系统可有效降低不必要的流阻，减少飞机上能源浪费。经有限元及试验测量分析，减阻效果明显，在某些飞机状态下，管路减阻可达60％以上，同时减重超过10％。
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 (5)
1.一种低阻航空管路转向器，其特征在于，所述低阻航空管路转向器包括：
两个相互垂直的进口圆柱(11)和出口圆柱(12)，所述进口圆柱(11)具有进口流道(14)，所述出口圆柱(12)具有出口流道(15)；
所述进口圆柱(11)和所述出口圆柱(12)之间具有转弯区域(13)，所述转弯区域(13)通过连接进口圆柱(11)和所述出口圆柱(12)的内壁(17)和外壁(16)构成，其中，所述内壁(17)和外壁(16)为圆弧形，通过沿轴线扫略而形成通路。
2.如权利要求1所述的低阻航空管路转向器，其特征在于，所述内壁(17)和所述外壁(16)的圆弧半径尽量大，从而使所述转弯区域(13)形成尽量大的转弯半径。
3.如权利要求1所述的低阻航空管路转向器，其特征在于，所述转弯区域(13)为变截面结构。
4.如权利要求3所述的低阻航空管路转向器，其特征在于，所述变截面结构的转弯区域(13)在靠近进口圆柱(11)一侧有较大的流动截面，在靠近出口圆柱(12)一侧具有较小的流动截面。
5.如权利要求1至4任一项所述的低阻航空管路转向器，其特征在于，所述低阻航空管路转向器通过增材制造方式制造。
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