[发明专利]前倾缝发动机支板热气防冰结构

说明书

本发明公开了一种前倾缝发动机支板热气防冰结构，适用于航空发动机前缘部件防冰结构设计，属于航空发动机防冰领域。本发明包括：复合材料叶片基体、笛形管。特征在于使用复合材料制作叶片基体，气膜缝前倾，且气膜缝壁面与热气冲击壁面相切。本发明充分利用了射流冲击换热的优点，可以提高发动机导向叶片热气防冰效果，减小发动机引气量及引气温度，同时可以减小发动机重量，有利于提高航空发动机的性能、安全性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种前倾缝发动机支板热气防冰结构，适用于航空发动机前缘部件防冰结构设计，属于航空发动机防冰领域。

背景技术

航空发动机在结冰气象条件下会发生结冰现象，发动机前缘进气部件结冰对发动机的影响很大，会使发动机功率降低，严重时造成发动机损坏。目前我国国军标和适航规章均对涡扇发动机防冰提出了一定的设计要求。

飞机结冰一直是影响飞行安全的重要问题，发动机进口结冰同样具有严重的危害。由于复合材料性能具有上述优点，再加上发动机推重比设计目标的要求，防冰部件材料也在由金属向复合材料发生变化。国内在研的高推重比发动机进口冷端部件拟应用复合材料。但是，复合材料防冰已经成为制约其在发动机进口部件上的应用的关键问题，其为发动机防冰专业提出了新的内容和要求。复合材料相对金属材料导热系数低且各向异性，如果简单沿用传统金属部件热气防冰形式进行方案设计，势必会造成引自压气机的防冰热气需求量的增加，制约发动机性能的提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提高复合材料发动机进气部件防冰系统效果，提出一种前倾缝发动机支板热气防冰结构，复合材料导热系数较小，为实现前缘及中后部待防护壁面的防冰要求，可采用高效的冲击-热气膜复合式热气防冰结构，即采用热气冲击部件前缘内部，采用气膜缝结构排气。冲击气体通过前缘壁面导热进行防冰，气膜缝排出气体对缝后壁面进行加热，同时可将撞击到中后部的水滴吹离壁面，具有一定的防冰效果。

一种前倾缝发动机支板热气防冰结构，包括支板、防冰热气笛形管，支板采用复合材料；

复合材料支板内设有笛形管腔A，复合材料支板前端设有防冰热气腔B，笛形管腔A与防冰热气腔B之间设置有冲击孔，防冰热气笛形管包括主管和支管，支管垂直连接主管，主管位于笛形管腔A内，支管位于冲击孔内，防冰热气腔B外侧的支板上设有气膜缝，气膜缝上下对称，气膜缝与水平方向呈30°夹角，防冰热空气经防冰热气笛形管主管分配到各个支管，进入防冰热气腔B，冲击支板前缘，经气膜缝排出，吹向支板上下表面进行防冰。

本发明的优点在于：

(1)充分利用了射流冲击换热的优点，可以提高发动机导向叶片热气防冰效果；

(2)减小发动机引气量及引气温度，同时可以减小发动机重量；

(3)前倾气膜缝能显著降低撞击前缘的水滴量，而且外部热气膜能提高前缘及缝后温度，使得壁面可形成冰型的水量减少；

(4)有利于提高航空发动机的性能、安全性和经济性。

附图说明

图1支板结构等轴侧视图；

图2支板正视图；

图3剖视图A-A；

图4支板俯视图；

图5剖视图B-B；

图6 B-B剖视图局部放大图；

图7装配图；

图8防冰热气笛形管；

图9局部水收集系数曲线对比图；

图10气膜加热效率曲线图。

图中：