[发明专利]涡轮机飞行器推进器

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮机式飞行器推进器，较具体地，本发明涉及用于推进器的冷却装置。

背景技术

在航空工业中，许多飞行器推进器包括安置在短舱中的涡轮机。

人们可以引用的例子，例如，涡轮风扇式推进器，用于其的涡轮机驱动定位在短舱内部的至少一个转子。人们还可以引用“桨扇”或“开式转子”式推进器的例子，用于其的涡轮机驱动两个反向旋转的转子，所述两个转子在涡轮机的下游或上游定位在短舱的外部。

无论什么类型的推进器，变速箱(齿轮位于涡轮机轴和转子之间)将由涡轮机产生的机械能传递到转子。

虽然其已经具有非常高的效率，但是，该变速箱通过摩擦使由推进器产生的能量的一部分耗散变成热。该热特别地被传递到变速箱润滑液。

此外，涡轮机本身主要通过机械摩擦，也通过其润滑液产生相当大的热耗散。

显然，该热必须被消散到外部环境，以冷却推进器。

安装在涡轮机上的设备，例如发电机可能也需要冷却。

为执行该冷却，已经提出了各种解决方案。

首先已知的解决方案是在短舱的外壁和内壁之间安装热交换器，该热交换器已知为“容积式热交换器”，该解决方案主要用于涡轮风扇式推进器。空气入口收集来自通过涡轮机的冷空气流的冷空气，以将所述冷空气带到所述容积式热交换器内部。在通过热交换器基质之后，该空气经过空气出口被喷射出短舱。在推进效率和对涡轮机的空气动力冲击方面，这种热交换器还没有被证明是最佳解决方案。实际上，空气收集代表推进效率的直接损失，因为其对于发动机推力几乎没有或者没有贡献。此外，设置空气入口、一个或多个内部管道以及空气出口产生负荷损失并且显著地或多或少干扰推进器的内部流动。

另一种已知解决方案是使用交换器，已知为“表面换热器”，例如，板式热交换器。特别地，已知表面换热器局部地采用短舱的内壁的形状或者其所联接到的发动机盖的内壁的形状。表面换热器的第一表面联接到短舱的内壁或发动机盖，而第二表面定位在流过短舱的内体积的冷空气的流中。在热交换器内传输的热通过热传导传递到形成板式热交换器的下表面的板的内表面上。在短舱中流动的冷空气的流横向穿越该热板。储存在内表面上的热板中的热由此通过强制的对流朝向推进器的气流消散。

该解决方案仍具有空气动力冲击，但是，对比于前面的解决方案具有不收集来自通过涡轮机的流的空气的优点。

但是，该解决方案不能被转用到桨扇式推进器。实际上，当飞行器的速度低或者为零时，几乎没有或者没有横向穿越表面换热器的气流，因为转子布置在短舱的外侧。

在桨扇推进器的情形下，表面热交换器可仅被安置在短舱的外壁上或推进器挂架上。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种推进器，包括涡轮机冷却装置，所述涡轮机冷却装置通过在地面上以及在飞行中保证足够的冷却水平来克服前述的缺陷，而同时在飞行阶段期间限制空气动力冲击。

为此，本发明设想一种飞行器推进器，包括：安置在短舱中的涡轮机和能够被热流体横向穿越的冷却器，所述热流体通过与所述冷却器外部的冷空气的热交换被冷却。所述推进器包括至少一个气脉，所述至少一个气脉能够将加压空气朝向空气管道引导，所述空气管道实施在所述短舱的外壁和内壁之间，所述冷却器包括：

-在被称为外表面的第一表面上的被称为第一表面冷却装置的第一冷却装置，所述第一冷却装置布置在所述推进器短舱的所述外壁上，

-在被称为内表面的第二表面上的被称为第二表面冷却装置的第二冷却装置，所述第二冷却装置布置在所述空气管道的内壁上。

换言之，冷却器被用于在驾驶飞行器的所有阶段期间操作：首先，当飞行器处于零速度或者低速时以及其次当飞行器在飞行中时都是如此。

优选地，所述第一表面冷却装置定尺寸为使得在预选择的环境条件及速度条件之内，当所述飞行器处于飞行中时，足以保证所需的冷却，并且所述第二表面冷却装置定尺寸使得在预选择的环境条件之内，当所述飞行器处于低速度或者零速度时，足以保证所需的冷却。

在整篇说明书中，参照在推进器中气流的方向，在给定点处，“上游”将指定置于该点前面的部分，并且“下游”将指定位于该点后面的部分。

在本发明的第一实施方式中，空气入口定位在所述涡轮机的空气压缩器的第一级处，并且所述相关的气脉出现在所述冷却器的上游。

根据本发明的另一实施方式，加压空气入口定位在所述涡轮机的空气压缩器的下游，并且所述相关的气脉出现在所述冷却器的下游，以在通过其处形成抽吸。

有利地，所述气脉在所述空气管道20处具有小直径的管或喷射器，其喷射加压空气进入所述空气管道内。