[发明专利]具有组合的发动机和冷却排气的涡轮螺旋桨发动机组件

说明书

一种用于飞行器的涡轮螺旋桨发动机组件，包括具有液体冷却剂系统的内燃机、与飞行器的环境流体连通的空气管道、被接收在空气管道内的热交换器、以及与内燃机的排气流体连通的排气管道，所述热交换器具有与液体冷却剂系统流体连通的冷却剂通道以及与空气管道流体连通的空气通道。排气管道具有被定位在所述空气管道内的出口，所述出口在所述热交换器的下游并且在所述空气管道的出口的上游，所述排气管道的出口从所述空气管道的周壁向内间隔开。在使用中，冷却空气流包围排气气体流。还讨论了一种用于在具有内燃机的涡轮螺旋桨发动机组件中排放空气和排气气体的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月3日提交的第15/227,506号美国申请以及与2015年8月7日提交的第62/202,275号美国临时申请的优先权，这两篇文献以其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及复合式发动机组件，且更具体地涉及被构造成涡轮螺旋桨发动机的这样的组件。

背景技术

涡轮螺旋桨发动机通常具有发动机排气，所述发动机排气通常通过排气管道和短管被导引到飞行器的环境，以将其与环境空气混合。这样的排气短管通常对发动机形成阻力。

与排气流接触的管道和其他结构通常必须由能够经受显著高温的材料制成。这样的材料通常意味着高昂的成本。

发明内容

在一个方面中，提供了用于飞行器的涡轮螺旋桨发动机组件，所述涡轮螺旋桨发动机组件包括：内燃机、空气管道、热交换器、以及排气管道，所述内燃机具有液体冷却剂系统，所述内燃机驱动接合到螺旋桨，所述空气管道与飞行器的环境流体连通，所述热交换器被接收在空气管道内，所述热交换器具有与液体冷却剂系统流体连通的冷却剂通道以及与冷却剂通道处于热交换关系的空气通道，所述空气通道与所述空气管道流体连通，所述排气管道与内燃机的排气流体连通，所述排气管道具有被定位在空气管道内的出口，所述出口在热交换器的下游且在空气管道的出口的上游，所述排气管道的出口从所述空气管道的周壁向内间隔开。

在另一方面中，提供了一种用于飞行器的涡轮螺旋桨发动机组件，所述涡轮螺旋桨发动机组件包括：内燃机、涡轮部分、空气管道、热交换器、以及排气管道，所述内燃机具有液体冷却剂系统且驱动接合到螺旋桨，所述涡轮部分具有与所述内燃机的出口流体连通的入口，所述涡轮部分包括与内燃机复合的至少一个涡轮，所述空气管道具有被定位在所述螺旋桨后方的入口以及被定位在所述入口后方的出口，所述入口和出口二者都与所述飞行器的环境流体连通，所述热交换器与所述液体冷却剂系统流体连通并且被定位在所述空气管道中，所述空气管道的入口和出口之间的流体连通的至少部分通过所述热交换器来实现，所述排气管道与所述涡轮部分的排气流体连通，所述排气管道具有被定位在所述空气管道内的出口，所述出口在风扇的下游并且在所述空气管道的出口的上游，所述排气管道的出口从所述空气管道的周壁向内间隔开，以使得在使用中，通过空气管道的冷却空气流包围流出排气管道的排气气体流，排气管道的出口的开放的截面面积小于所述空气管道在所述排气管道的出口周围的开放的截面面积。

在另一方面中，提供了一种用于在具有内燃机的涡轮螺旋桨发动机组件中排放空气和排气气体的方法，所述方法包括：将用于冷却内燃机的液体冷却剂的冷却空气流循环到涡轮螺旋桨发动机组件的空气管道并排出涡轮螺旋桨发动机组件；以及将内燃机产生的排气气体流循环到空气管道以使得冷却空气流包围排气气体流，排气气体的质量流量小于冷却空气的质量流量。

附图说明

现在参照附图，在附图中：

图1是根据具体实施例的复合式发动机组件的示意图；

图2是根据具体实施例的可被用于例如图1中示出的复合式发动机组件中的汪克尔发动机的截面图；

图3是根据具体实施例的图1的复合式发动机组件的示意截面图；以及