CN116176845A - 包括通过喷洒清洁液清洁进气口的清洁装置的飞行器推进组件 - Google Patents

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CN116176845A CN202211503599.1A CN202211503599A CN116176845A CN 116176845 A CN116176845 A CN 116176845A CN 202211503599 A CN202211503599 A CN 202211503599A CN 116176845 A CN116176845 A CN 116176845A
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Abstract

本发明涉及一种飞行器推进组件，该系统包括机动化设备、围绕机动化设备定位的吊舱(32)以及允许清除昆虫残渣以保持最佳空气动力学特征的清洁装置(58)。该清洁装置(58)被构造为能够将至少一种清洁液散布在吊舱(32)的进气口的外部前方区域(56)上，所述清洁液由机动化设备产生的高速气流(54)驱动并以高压水射流的形式作用从而促进昆虫残渣的清除。本发明还涉及一种操作这种清洁装置的操作方法。

Description

包括通过喷洒清洁液清洁进气口的清洁装置的飞行器推进 组件
技术领域
本申请涉及一种飞行器推进组件，其包括通过喷洒清洁液清洁吊舱的进气口的至少一个清洁装置。
背景技术
根据图1可见的实施例，飞行器10包括定位于飞行器10的机翼14下方并通过吊架16连接至这些机翼的多个推进组件12。每个推进组件12均包括机动化设备18，如涡轮喷气发动机，其定位于吊舱20内部。
在以下描述中，纵向方向与机动化设备18的发动机轴线A18平行，且径向方向垂直于发动机轴线A18。纵向平面包含机动化设备18的马达轴线A18。横向平面是垂直于发动机轴线A18的平面。前/后的概念(表示为Av/Ar)意指吊舱20中气流22从前方(Av)朝后方(Ar)流动的流动方向。
吊舱20呈大体管状并且在前方包括进气口24，气流22经由进气口24从中穿过。根据图2中可见的构造，进气口24包括唇部26、将唇部26朝吊舱20的内部延伸的内管道28以及将唇部26延伸到吊舱20的外的外壁30。
根据一些实施例，进气口具有层流空气动力学轮廓(限制对空气动力学的干扰)，从而允许获得空气动力学性能增益。
在工作状态，当昆虫撞击进气口24时，昆虫残渣R仍然粘在唇部26、内管道28和外壁30的表面上并破坏与所述表面接触的空气流动，这导致由进气口的层流空气动力学轮廓产生的空气动力性能增益消失、增加飞行器的阻力及其燃料消耗。因此，当飞行器处于地面上时，这些污垢应该在飞行之间定期清洁。然而，这些昆虫残渣往往很强地粘附至表面，使其难以清除。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的全部或部分缺点。
为此，本发明涉及一种飞行器推进组件，其包括机动化设备，该机动化设备具有螺旋桨以及沿纵向方向定向的马达轴线，还包括围绕机动化设备定位的吊舱，所述吊舱包括唇部、将唇部朝吊舱的内部延伸的内管道以及将唇部延伸到吊舱的外部的外壁。唇部、内管道和外壁呈现空气动力学表面，螺旋桨在操作(工作)时产生吸力现象并且气流与空气动力学表面的外部前方区域接触。
根据本发明，推进组件包括清洁装置，其被构造为能够将至少一种清洁液散布在空气动力学表面的外部前方区域的至少一部分上，其中气流抵靠该外部前方区域。此外，清洁装置包括多个喷洒系统，其分布在吊舱的周向的至少一部分上，并被构造为能够沿朝外部前方区域的方向喷射清洁液。
在操作时，清洁液被高速的气流驱动并作用为高压水射流协助清除昆虫残渣。在具有层流空气动力学轮廓的进气口的情况下(限制干扰)，空气动力学性能方面所获得的增益得以保持。
根据另一特征，吊舱包括呈环形形状的前框架，其在内边缘和外边缘之间延伸；唇部，其具有内后边缘以及外后边缘，内后边缘大致(基本上)位于前框架的延伸部中并靠近前框架的内边缘，外后边缘大致位于前框架的延伸部中并靠近前框架的外边缘。此外，每个喷洒系统均包括至少一个喷嘴，其被构造为能够产生清洁液射流，每个喷洒系统被定位为相对于唇部的外后边缘朝后方区域偏置并被定向为朝前方喷洒清洁液射流。
根据另一特征，清洗液射流形成相对于纵向方向小于70°的角度。
根据另一特征，每个喷洒系统包括多个喷嘴，其产生沿不同方向定向的清洁液射流。
根据另一特征，每个喷射系统均包括三个喷嘴，第一喷嘴喷洒朝前方定向并与平行于纵向方向的清洁液射流；第二喷嘴喷洒朝前方定向并相对于纵向方向形成介于+30°至+60°之间的角度的清洁液射流；第三喷嘴喷洒朝前方定向并形成介于-30°至-60°的角度的清洁液射流。
根据另一特征，每个喷洒系统均是固定的、定位在空气动力学表面上，并包括相对于空气动力学表面突出的壳体。
根据另一特征，每个喷洒系统均可在缩回位置和展开位置之间移动，在缩回位置中喷洒系统相对于空气动力学表面不突出，而在展开位置中喷洒系统相对于空气动力学表面突出并能够喷洒清洁液。
根据另一特征，喷洒系统包括伸缩式吊架，其具有与吊舱呈一体的第一部分以及可相对于第一部分移动的第二部分，至少一个喷嘴被定位于该第二部分处，以使得所述喷嘴在喷洒系统处于展开位置时相对于空气动力学表面突出，而在喷洒系统处于缩回位置时相对于空气动力学表面不突出。
根据另一特征，第二部分具有自由端，其远离第一部分并在喷洒系统处于缩回位置时定位于空气动力学表面处，所述自由端具有与空气动力学表面平齐的形状。
根据另一特征，清洁装置包括容纳清洁液的至少一个储液器、将每个喷洒系统连接至储液器的软管网络以及将清洗液从储液器朝喷洒系统进行传输的至少一个泵。
根据另一特征，该清洗液具有流变特性，从而允许其在空气动力学表面上形成持久的膜。
本发明还涉及一种飞行器推进组件的清洁装置的操作方法，其特点在于，清洁装置至少被激活两秒钟，在此期间，机动化设备产生起飞前最大推力。
根据另一特征，清洁装置被激活达介于在5秒和15秒之间的激活时间。
附图说明
其他特征和优点将从以下对本发明的描述中而变得明显，仅以示例的方式并参考附图给出这些描述，其中：
-图1是飞行器的侧视图，
-图2是描绘现有技术的实施例的进气口的透视图，
-图3是描绘本发明的实施例的进气口(空气入口)的透视图，
-图4是描绘本发明的实施例的飞行器吊舱的前部部分的纵向截面图，
-图5是描绘本发明的实施例的静态喷洒系统的透视图，由线条所包围的系统在图中的一侧以放大图示出，
-图6是描绘了本发明的实施例的飞行器吊舱的包括可移动喷洒系统的一部分的纵向截面图，所述喷洒系统在图中的部分(A)上处于缩回位置而在部分(B)上处于展开位置，
-图7通过透明地描绘的清洁液储液器示出了根据本发明的实施例的进气口的一部分的透视图。
具体实施方式
根据图3和图4可见的实施例，飞行器推进组件包括机动化设备和以及围绕机动化设备定位的吊舱32。吊舱在前方包括螺旋桨34。吊舱32在螺旋桨34的前方具有进气口36，其允许将内部气流38沿朝机动化设备且尤其朝螺旋桨34的方向引导。进气口36在前方包括唇部40、使唇部40朝吊舱32延伸的内管道42以沿朝机动化设备的方向引导气流、以及将唇部40延伸到吊舱32的外部的外壁44。吊舱32通常包括位于吊舱32的外壁44的延伸部中的罩(引擎罩或整流罩)。
根据一实施例，进气口具有层流空气动力学轮廓(限制空气动力学方面的干扰)，从而允许获得空气动力学性能方面的增益。
唇部40包括前迎边缘48，其对应于位于唇部40的最前方的封闭线，大体呈圆形，其在唇部40的整个周向上延伸。当螺旋桨34不操作时，位于吊舱32前方的从前方朝后方流行的气流在前迎边缘48处分成内气流38和外气流。
唇部40、内管道42和外壁44包括空气动力学表面S(参考图4)，其与在吊舱32的内管道42中以及在吊舱32的外部流动气流接触。
吊舱32还包括呈环的形式的前框架50，其在内边缘50i(朝向机动化设备的纵向轴线)和外边缘50e之间延伸。唇部40具有内后边缘40i，内后边缘40i大致位于前框架50的延伸部中，并靠近前框架50的内边缘50i。唇部40还具有外后边缘40e，其大致位于前框架50的延伸部中，并靠近前框架50的外边缘50e。唇部40和前框架50形成环形管道52，其在进气口36的整个外围上延伸并在纵向平面中呈D形截面。
内管道42具有与唇部40的内后边缘40i邻接的前边缘42a并且可包括分布在吊舱32的周向上的一个或多个并置的面板。外壁44具有与唇部40的外后边缘40e邻接的前边缘44a并且可以包括分布在吊舱32的周向上的一个或多个并置的面板。
由于吊舱32可以与现有技术相同，对吊舱32没有做进一步详细说明。
如图4所示，当螺旋桨34运转时，空气被吸入吊舱32的内部。这种吸力现象产生了进气气流54，其从相对于前迎边缘48朝吊舱的后方和外部偏移的点A与空气动力学表面S的外部前方区域56接触。因此，进气气流54在进入吊舱32之前绕行(bypass)唇部40。外部前方区域56从前迎边缘48沿朝外壁44的方向延伸至少10cm的距离。
外部前方区域56在纵向定向具有一尺寸，该尺寸根据螺旋桨34产生的吸力现象而改变。该区域从唇部40的前迎边缘48延伸到离前迎边缘48最远的点A，自该点A开始，螺旋桨34的吸力现象产生与唇部40接触的进气气流54，该进气气流在进入吊舱32之前绕行唇部40。
例如在起飞前，当动力装置产生最大推力时，外部前方区域56延伸到远至唇部40的外后边缘40e。该外部前方区域56在进气口36的整个周向上延伸。
唇部40和内管道42具有轮廓，其被构造成使进气气流54与空气动力学表面S接触时为层流。
根据一实施例，推进组件包括清洁装置58，其被构造为能够在空气动力学表面S的外部前方区域56的至少一部分上散布至少一种清洁液，层流的进气气流54抵靠该区域流动。
清洁装置58包括多个喷洒系统60，其分布在吊舱32的周向的至少一部分上(分布成覆盖周向的这一部分)，优选地规则分布，这些喷洒系统被构造为能够沿朝外部前方区域56的方向喷射清洁液。喷洒系统60被设置为使得喷洒系统60喷洒的清洁液至少部分地与进气气流54结合以便被进气气流驱动为在吊舱32的整个周向上与外部前方区域56接触。
如图5所示，每个喷洒系统60均包括至少一个喷嘴62，其构造为产生清洁液射流62.1。每个喷洒系统60均被定位为相对于唇部40的外后边缘40e朝后方偏移并被定向为朝前方喷洒清洁液射流62.1，所述液体射流优选地形成相对于纵向方向小于约70°的角度。此外，由喷洒系统60喷洒的液体射流与空气动力学表面S形成小于30°的角度，从而使得大部分喷洒的清洁液被进气气流54驱动为在吊舱32的整个周向上与外部前方区域56接触。
根据一实施例，每个喷洒系统60均包括三个喷嘴62、62'、62”，其中，第一喷嘴62喷洒朝前方定向并与纵向方向平行的清洁液射流62.1，第二喷嘴62'喷洒朝前方定向并相对于纵向方向形成介于+30°至+60°之间的角度的清洁液射流62.1'，第三喷嘴62”喷洒前方定向并相对于纵向方向形成介于-30°和-60°之间的角度的清洁液射流62.1”。
当然，本发明并不局限于这种数量的喷嘴或清洁液喷流的这些定向。通常，每个喷洒系统60包括多个喷嘴62，其产生沿不同方向定向的清洁液射流。
根据图5中可见的实施例，喷洒系统60被固定并定位在空气动力学表面S上。根据一种构造，每个喷洒系统60包括相对于空气动力学表面S突出的壳体，其具有例如呈水滴形状的空气动力学轮廓(限制对空气流动的干扰)，以限制其对吊舱32的空气动力学特性的不利影响。根据一实施例，凸出的壳体有相对于纵向平面对称的轮廓并包括具有缩小纵向尺寸的前部部分以及在垂直于纵向的方向上具有在前后指向上至少部分地缩小的尺寸并且在竖直方向上具有在前后指向的方向上至少也至少部分地缩小的尺寸的后部部分。前部部分在空气动力学表面处呈半圆形并包括倾斜侧面63，其在约180°的某一半径上延伸并具有大致呈圆锥台的形状。喷嘴62被定位在突出的壳体的前部部分的倾斜侧面63上。
根据图6中可见的实施例，喷洒系统60可在缩回位置(在图6的左侧部分(A)中可见)和展开位置(在图5的右侧部分(B)中可见)之间运动，在缩回位置中，喷洒系统60不相对于空气动力学表面S突出，并且在展开位置中，喷洒系统60相对于空气动力学表面S突出并且能够喷洒清洁液。根据一种构造，喷洒系统60包括伸缩式吊架64，其具有与吊舱32，尤其是与前框架50成一体的第一部分64.1以及可相对于第一部分64.1移动的第二部分64.2，至少一个喷嘴66被定位在该第二部分处，从而使得所述喷嘴66在喷洒系统60处于展开位置时相对于空气动力学表面S突出，并且在喷洒系统60处于缩回位置时相对于空气动力学表面S不突出。第二部分64.2具有自由端67，其远离第一部分64.1，并且在喷洒系统60处于缩回位置时定位于空气动力学表面S处，所述自由端67具有于空气动力学表面S平齐的形状以便不产生空气动力学干扰。
喷洒系统60定位为不干扰在吊舱32的外部抵靠空气动力学表面S流动的气流。
清洁液射流不必须高压喷射。根据本发明，清洁液被层流的进气气流54高速驱动与空气动力学表面S发生接触。因此，清洁液和层流的进气气流54的组合允许以高压射流的方式实现擦洗效果或研磨效果。
清洁装置58包括容纳清洁液的至少一个储液器68、将每个喷洒系统60连接到储液器68的软管网络、以及将清洁液从储液器68朝喷洒系统60传输的至少一个泵。根据一种设置，储液器68定位于吊舱32中、位于前框架50的后方、并连接至前框架。根据一实施例，储液器68具有细长且弯曲的形状以便跟随内管道42的曲率半径，并且还具有至少一个平的面以压靠前框架50。
根据一种构造，储液器68的容量约为10升至15升。该储液器包括填充管道68.1，其通过由塞子关闭并由与空气动力学表面S平齐的挡板68.2隐藏的开口连通。
清洁装置58喷洒的清洁液可以是水。根据一种配置，清洗液具有流变特性，这允许其在空气动力表面S上形成持久膜，其被构造为能够限制昆虫残渣的附着。持久是指膜保持活性并在空气动力学表面S上能保持数分钟。
在工作时，昆虫撞击的风险根据天气条件和飞行阶段而变化。因此，例如，当空气温度介于10℃至40℃之间且湿度大于或等于70％时，昆虫撞击的风险更大。在起飞和降落阶段，这一因素也更为重要。
如果必要，当飞行器在停在地面上处于停放位置时，储液器68被注入清洁液。当飞行器在发动机空转的情况下从停放位置向起飞跑道位移时，天气条件可能有利于昆虫撞击。
根据一种可能的操作模式，本发明的清洁装置可以由飞行员从飞行器驾驶舱中启动(激活)。其在起飞前机动化设备产生最大推力的前十秒左右期间被激活。只有当天气条件有利于昆虫撞击时，才会触发这种激活。
激活的时间因飞行器而异。作为最低限度，激活时间至少为2秒。通常，激活时间介于5到15秒之间。
当清洁装置被激活时，飞行器处于静态或在地面上低速移动。
在该激活期间，清洁液被进气气流54高速驱动并以高压水射流的形式有助于去除昆虫残渣。
由于其流变特性，清洁液在空气动力学表面S上形成膜，从而限制昆虫残渣在起飞阶段的剩余时间内发生粘附(至空气动力学表面S)。
本发明可以防止昆虫残渣粘附在进气口的空气动力学表面，防止飞行器的空气动力学性能受到不利影响。

Claims (13)

1.一种飞行器推进组件，所述飞行器推进组件包括具有螺旋桨(34)以及沿纵向方向定向的马达轴线的机动化设备以及围绕所述机动化设备定位的吊舱(32)；
所述吊舱(32)包括唇部(40)、使所述唇部(40)朝所述吊舱(32)的内部延伸的内导管(42)、以及使所述唇部(40)延伸至所述吊舱(32)的外部的外壁(44)；
所述唇部(40)、所述内管道(42)和所述外壁(44)具有空气动力学表面(S)，所述螺旋桨(34)在操作时产生吸力现象以及与所述空气动力学表面(S)的外部前方区域(56)接触的进气气流(54)；
其特征在于，所述推进组件包括清洁装置(58)，所述清洁装置被构造为能够将至少一种清洁液散布到所述空气动力学表面(S)的所述外部前方区域(56)的至少一部分上，所述进气气流(54)相对于所述外部前方区域流动，所述清洁装置(58)包括多个喷洒系统(60)，所述多个喷洒系统(60)分布在所述吊舱(32)的周向的至少一部分上，并被构造为能够将所述清洁液沿朝向所述外部前方区域(56)的方向喷洒。
2.根据权利要求1所述的飞行器推进组件，所述吊舱(32)包括环形形状的前框架(50)，所述前框架(50)在内边缘(50i)和外边缘(50e)之间延伸，所述唇部(40)具有内后边缘(40i)以及外后边缘(40e)，所述内后边缘(40i)大致位于所述前框架(50)的延伸部中靠近所述前框架(50)的所述内边缘(50i)，所述外后边缘(40e)大致位于所述前框架(50)的所述延伸部中靠近所述前框架(50)的所述外边缘(50e)，其特征在于，每个喷洒系统(60)均包括至少一个喷嘴(62)，所述喷嘴(62)被构造为能够产生清洁液射流(62.1)，每个喷射系统(60)均被定位为相对于所述唇部(40)的所述外后边缘(40e)朝后方区域偏置并被定向为朝前方喷洒所述清洁液射流(62.1)。
3.根据权利要求3所述的飞行器推进组件，其特征在于，所述清洁液射流(62.1)形成相对于所述纵向方向小于70°的角度。
4.根据权利要求2或3所述的飞行器推进组件，其特征在于，每个喷洒系统(60)均包括多个喷嘴(62)，所述多个喷嘴(62)产生沿不同方向定向的清洁液射流。
5.根据权利要求5的所述飞行器推进组件，其特征在于，每个喷射系统(60)包括三个喷嘴(62，62'，62”)，其中，第一喷嘴(62)喷洒朝前方定向并平行于所述纵向方向的清洁液射流(62.1)，第二喷嘴(62')喷洒朝前方定向并相对于所述纵向方向形成介于+30°和+60°之间的角度的清洁液射流(62.1')，第三喷嘴(62”)喷洒朝前方定向并形成介于-30°和-60°之间的角度的清洁液射流(62.1”)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器推进组件，其特征在于，每个喷洒系统(60)是固定的，并定位在所述空气动力学表面(S)上，且包括相对于所述空气动力学表面(S)突出的壳体。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的飞行器推进组件，其特征在于，每个喷洒系统(60)能够在缩回位置和展开位置之间运动，在所述缩回位置，所述喷洒系统(60)相对于所述空气动力学表面(S)不突出；在所述展开位置，所述喷洒系统(60)相对于所述空气动力学表面(S)突出并能够喷洒所述清洁液。
8.根据权利要求7所述的飞行器推进组件，其特征在于，所述喷洒系统(60)包括伸缩式吊架(64)，所述伸缩式吊架(64)具有与所述吊舱(32)成一体的第一部分(64.1)以及能够相对于所述第一部分(64.1)运动的第二部分(64.2)，至少一个喷嘴(66)被定位在所述第二部分处，从而使得所述喷嘴(66)在所述喷洒系统(60)处于所述展开位置时相对于所述空气动力学表面(S)突出，并且在所述喷洒系统(60)处于所述缩回位置时相对于所述空气动力学表面(S)不突出。
9.根据权利要求8所述的飞行器推进组件，其特征在于，所述第二部分(64.2)具有自由端(67)，所述自由端(67)远离所述第一部分(64.1)并在所述喷洒系统(60)处于所述缩回位置时定位于所述空气动力学表面(S)处，所述自由端(67)具有与所述空气动力学表面(S)平齐的形状。
10.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器推进组件，其特征在于，所述清洁装置(58)包括容纳所述清洁液的至少一个储液器(68)。
11.根据权利要求10所述的飞行器推进组件，其特征在于，所述清洗液具有流变特性，从而允许所述清洗液在所述空气动力学表面(S)上形成持久的膜。
12.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的飞行器推进装置的所述清洁装置(58)的操作方法，其特征在于，所述清洁装置被激活至少两秒，且在此期间所述机动化设备产生起飞前最大推力。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述清洁装置在介于5秒和15秒之间的激活时间期间被激活。
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