[发明专利]一种整流支板防冰结构及航空燃气涡轮发动机

说明书

本申请属于燃气涡轮发动机防冰设计技术领域，特别涉及一种整流支板防冰结构及航空燃气涡轮发动机；整流支板防冰结构包括：整流支板，其设置有内部空腔；多个第一小孔，贯穿开设在整流支板前缘正对来流空气的驻点部位；多个第二小孔，贯穿开设在整流支板前缘的两侧，每个第二小孔中心线与整流支的中心线呈第一预设角度。本申请的整流支板防冰结构及航空燃气涡轮发动机，采用吹扫和加热组合的方式对复合材料整流支板前缘进行防冰，为复合材料整流支板前缘防冰问题提供有效的解决方案；另外，从发动机其他部位引气的方式，能量利用效率较高，从支板排出的气体进入到发动机主通道，热气能量损耗较少；进一步，本申请结构简单、生产成本较低。

技术领域

本申请属于燃气涡轮发动机防冰设计技术领域，特别涉及一种整流支板防冰结构及航空燃气涡轮发动机。

背景技术

部分燃气涡轮发动机进口都具有用于对来流空气进行整流的固定支板，如果遭遇结冰条件，支板的表面可能会形成积冰。积冰会影响发动机的性能，脱落的冰也对下游零组件造成损伤。若不采取有效的防、除冰措施，将给飞机的飞行安全带来严重威胁。

对于一些先进的发动机，为了减轻重量，发动机进口整流支板的材料通常为密度较小的复合材料，相对于金属材料来说，复合材料的导热性能和耐高温能力都很差，这给复合材料整流支板的防冰带来极大的挑战。

已有的发动机进口复合材料支板防冰方案为电加热防冰形式，采用在复合材料内部埋设电热丝或电热膜对部件表面进行加热防冰。根据部件外部防冰载荷的不同，将部件表面分为若干个不同的区域，各区域内电路相互独立，其电压由控制系统分别控制，以免局部温度过高造成材料烧蚀。

该技术的不足主要体现在如下几个方面：

1、由发动机做功产生的电能为二次能源，同等防冰效果下电加热的能量转换效率较低，能量转换过程中也会产生较多损耗；

2、电加热丝或电加热膜在复合材料表面的铺设结构比较复杂，需要加热层、绝缘层、防护层等不同的层次构造，生产工艺复杂，成本较高；

3、电加热方案需要根据外部载荷对不同的区域进行电加热功率的精确控制，否则容易造成材料烧蚀，因此控制方案较为复杂。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种整流支板防冰结构及航空燃气涡轮发动机。

第一方面，本申请公开了一种整流支板防冰结构，其特征在于，包括：

整流支板，由复合材料制成，其迎风面前缘为翼型结构，另外，在所述整流支板前缘内部开设有一个径向贯穿整流支板的内部空腔，发动机其他部位引入的高压空气，能够从整流支板的顶部进入到所述内部空腔内并且沿着径向整流支板的根部流动；

多个第一小孔，贯穿开设在整流支板前缘正对来流空气的驻点部位，其中，多个第一小孔沿径向呈一排且均匀分布，并均与所述内部空腔连通；

多个第二小孔，贯穿开设在整流支板前缘的两侧，并在两侧沿径向对称排列成相同的两排，每排中的多个第二小孔均匀分布，并均与所述内部空腔连通，另外，每个第二小孔中心线与整流支板中心线呈第一预设角度。

根据本申请的至少一个实施方式，所述的整流支板防冰结构还包括：

多个第三小孔，贯穿开设在整流支板前缘的两侧，并在两侧沿径向对称排列成相同的两排，每排中的多个第三小孔均匀分布，并均与所述内部空腔连通；

其中，所述第三小孔所在孔排距离所述整流支板前缘驻点部位的距离，大于所述第二小孔所在孔排距离所述整流支板前缘驻点部位的距离；

另外，每个第三小孔中心线与整流支板中心线呈第二预设角度，第二预设角度与第三小孔所在孔排至整流支板前缘的距离成正比关系，且不大于90°。