[发明专利]双流路引气掺混防冰装置及方法、航空发动机

说明书

本发明公开了一种双流路引气掺混防冰装置及方法、航空发动机，该装置仅包括电动阀、单向阀、液压驱动蝶阀这三个阀门，结构简单可靠、重量很轻，无需复杂的控制、执行机构，安装在发动机上后不会明显增加发动机的重量。并且，采用两股气流掺混形成中温低压气流输出至防冰部位，既确保了引气温度不会超出进气装置材料的使用温度范围，又满足了防冰温度需求。另外，通过设置节流孔将其两侧的气流压比控制在临界压比之上，高温高压引气的流量不随液压驱动蝶阀流通面积的调节而改变，而液压驱动蝶阀流通面积的调节只改变低温低压引气的流量，从而便于对高温高压引气和低温低压引气的流量分配比例进行有效、准确的控制。

技术领域

本发明涉及航空发动机进气装置的防冰功能技术领域，特别地，涉及一种双流路引气掺混防冰装置，另外，还涉及一种双流路引气掺混防冰方法，另外，还涉及一种采用上述双流路引气掺混防冰装置的航空发动机。

背景技术

当飞机穿过具有结冰气象条件的云层时，发动机进口结冰会引起进口截面减小，造成空气流量减小，同时可能改变发动机进口流场，严重时可能引起压气机喘振以及造成持续的功率损失；同时也有可能冰块脱落后被发动机吸入流道内部，造成发动机压气机等部件损坏，引起飞行事故。为保证飞机在穿过具有结冰气象条件的云层时的飞行安全，发动机的进气装置一般均具有热气加热防冰功能，当需要进行防冰时，从压气机提取一定量的热气对进气装置加热，从而避免进气装置结冰或者过厚的冰聚积。

图1给出了欧洲RTM322发动机的防冰引气管路，其为单个位置引气装置。该发动机的压气机采用组合形式，即3级轴流压气机和单级离心叶轮的组合方式，防冰引气位置位于离心叶轮出口，该位置的温度和压力均较高。但是，当发动机处于大功率状态时存在引气温度偏高（引气温度高达400℃左右）的问题，若进气装置采用轻质的铝制材料（使用温度应控制在200℃以下），则进气装置局部区域的温度有可能超出材料使用范围。而若将引气位置放置在离心叶轮进口之前、轴流压气机出口之后，则又存在着引气温度偏低的问题，引气需求量大增，甚至在小状态下（引气温度低至30℃左右）即使增大引气量也无法实现防冰。若引气位置放置在离心叶轮进口、出口之间，虽然引气温度较为适合，但又有可能存在引气导致的振动问题，影响发动机的安全。

发明内容

本发明提供了一种双流路引气掺混防冰装置及方法、航空发动机，以解决传统的引气防冰装置无法兼顾防冰温度需求、进气装置材料的耐热度以及引气导致发动机振动的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种双流路引气掺混防冰装置，用于为航空发动机进气装置的防冰功能提供温度适中的热气，包括：

第一引气管，用于进行高温高压引气；

第二引气管，用于进行低温低压引气；

出气管，分别与第一引气管和第二引气管连通，第一引气管引入的高温高压气体和第二引气管引入的低温低压气体在出气管内掺混形成中温低压气体后输出至防冰部位；

液压驱动蝶阀，设置在出气管上并用于调节输出的中温低压气体流量；

电动阀，设置在出气管上并用于控制出气管的通断；

所述第一引气管的引气口和出气管之间设置有用于将两侧的气流压比控制在临界压比之上的节流孔，所述第二引气管上设置有仅允许气流从第二引气管流向出气管的单向阀。

进一步地，所述出气管与第二引气管同轴向设置，所述双流路引气掺混防冰装置还包括与第二引气管同轴向设置的集气腔，且所述集气腔套设在出气管和第二引气管的连接位置处，所述第一引气管与集气腔连通，所述节流孔设置在所述出气管和第二引气管的连接位置处且呈周向均布，所述节流孔为斜孔且偏向于低温低压气体的流动方向，所述第一引气管引入的高温高压气体通入集气腔后经周向均布的节流孔进入出气管内并与低温低压气体进行掺混。