[发明专利]燃气涡轮发动机及用于其的冷却系统

说明书

一种燃气涡轮发动机冷却系统(400，500，600)包括燃气涡轮发动机(100)。燃气涡轮发动机包括核心发动机(102)、冷却散热器(602，202，316，302，702)、核心罩下空间(131)和核心罩(130)，核心罩(130)至少部分地包围核心发动机且限定核心罩下空间的径向外壁。燃气涡轮发动机冷却系统包括定位在核心罩下空间中的罩下构件(402)。燃气涡轮发动机冷却系统还包括包含第一端(416)、第二端(418)和在它们之间延伸的管道(420)的热管(414)。第一端热联接至罩下构件，且第二端热联接至冷却散热器。热管有助于将一定量的热量从罩下构件传递至冷却散热器。

技术领域

本公开内容的领域大体上涉及涡轮发动机，且更具体地，涉及使用热管以用于传递燃气涡轮发动机内的热量的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括作为发动机结构的一部分的罩下舱室。随着燃气涡轮发动机改进得例如造成飞行器的较高速度，预期核心罩下温度显著地上升。罩下构件包括电子器件和其它线路可更换单元(LRU)。在燃气涡轮发动机操作期间和在发动机关闭之后的回放期间，已知的燃气涡轮发动机中的这种电子构件(包括全权数字发动机(或电子)控制(FADEC))可能对增加核心罩下温度特别敏感。例如，在至少一些已知的燃气涡轮发动机中维修电子器件需要发动机在飞行之后维持在地面空闲(GI)至少3分钟。在这种已知的燃气涡轮发动机中，冷却电子罩下构件的策略包括专用的主动冷却系统，其包括管、改变结构的材料，以及通过将热辐射屏蔽件放置在电子器件周围且通过将构件移动至远程位置来改变发动机结构。

带有用于主动冷却罩下电子器件的管和使用辐射屏蔽件的已知系统给燃气涡轮发动机增加重量，且因此增加燃料消耗率(SFC)。当这种构件放置在发动机中的远程位置处时，连接电缆的长度的增加也增加发动机重量和SFC，同时还使维护活动复杂化。此外，在这种已知的燃气涡轮发动机中，在回放期间还混有这样的问题，其中没有冷却流，且在维修它们之前，在这种已知的燃气涡轮发动机的操作之后必须等待延长的时间。用于冷却罩下构件的一些已知系统和方法还增加至少一些已知燃气涡轮发动机的操作成本。

发明内容

在一方面，提供了一种燃气涡轮发动机冷却系统。燃气涡轮发动机包括核心发动机、冷却散热器、核心罩下空间和核心罩，核心罩至少部分地包围核心发动机且限定核心罩下空间的径向外壁。燃气涡轮发动机冷却系统包括定位在核心罩下空间中的罩下构件。燃气涡轮发动机冷却系统还包括热管，热管包括第一端、第二端和在它们之间延伸的管道。第一端热联接至罩下构件，且第二端热联接至冷却散热器。热管有助于将一定量的热量从罩下构件传递至冷却散热器。

在另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心发动机、冷却散热器、核心罩下空间和核心罩，核心罩至少部分地包围核心发动机且限定核心罩下空间的径向外壁。燃气涡轮发动机还包括定位在核心罩下空间中的罩下构件。燃气涡轮发动机还包括冷却系统。冷却系统包括热管，热管包括第一端、第二端和在它们之间延伸的管道。第一端热联接至罩下构件，且第二端热联接至冷却散热器。热管有助于将一定量的热量从罩下构件传递至冷却散热器。

在还有另一方面，提供了一种冷却燃气涡轮发动机的方法。燃气涡轮发动机包括核心发动机、冷却散热器、核心罩下空间、定位在核心罩下空间中的罩下构件，以及核心罩，核心罩至少部分地包围核心发动机且限定核心罩下空间的径向外壁。燃气涡轮发动机还包括定位在核心罩下空间中的罩下构件。该方法包括选择具有性能参数的热管以助于遵循预定的热传递特性，热传递特性包括罩下构件和冷却散热器之间的热阻。该方法还包括将热管的第一端热联接至罩下构件。该方法还包括将热管的第二端热联接至冷却散热器。该方法还包括从罩下构件接收热量到第一端中。该方法还包括通过热管将热量传递至冷却散热器。

技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的燃气涡轮发动机冷却系统，所述燃气涡轮发动机包括核心发动机、冷却散热器、核心罩下空间和核心罩，所述核心罩至少部分地包围所述核心发动机且限定所述核心罩下空间的径向外壁，所述燃气涡轮发动机冷却系统包括：