[发明专利]一种带功率输出轴的直升机埋入式进气道

说明书

本发明公开了一种带功率输出轴的直升机埋入式进气道。进气道位于直升机旋翼桨毂下方发动机舱内，且进口和发动机舱融合，没有任何外凸表面，进气道内型面往直升机对称面方向弯曲，使得从入口方向无法看全叶片。功率输出轴位于进气道管道中心，并穿过埋入式进气道导流面和旋翼减速器相连，以削弱功率输出轴诱导产生的旋流，实现前向功率输出。本发明充分利用了埋入式进气道低外阻、高隐身的特点，兼顾了进气道的气动性能和隐身性能，特别适合高速、高隐身军用直升机。

技术领域

本发明涉及飞行器设计领域，尤其是一种直升机埋入式进气道。

背景技术

进气系统位于直升机涡轴发动机流道的前端，肩负着粒子分离、向压气机输送一定流量 的高品质气流等功能，也是直升机与涡轴发动机气动关联的纽带，其性能特征对整台发动机 的功重比、寿命、油耗乃至工作可靠性等均构成直接影响。由于进气道的能量损失在通过发 动机各个部件时，会连续地被放大，因此会导致发动机的输出功率显著下降。据分析，进气 道的总压每损失1％，发动机的最大连续功率损失为1.5～2.0％，而50％最大连续功率损失则 一般为1.8～2.2％。

从目前直升机所采用的进气道形式来看，其可归类为皮托式进气道、埋入式进气道以及 集气舱式进气道三类。皮托式进气道指进气口正对飞行来流的进气道，其主要特点包括：可 直接利用来流冲压，巡航时气动效率较高，气动和结构设计相对简单。在现役的各种直升机 中，有相当一部分采用了皮托式进气道方案，如“黑鹰”、“蝰蛇”、阿帕奇、NH90、S92、 米171、卡50等，并且根据其进气口的具体形式，又可细分为简单皮托式进气道、进口带 障碍物的皮托式进气道、进气口斜切的皮托式进气道。集气舱式进气道在直升机以及低速飞 行器上应用更加广泛，如AW139、AS 350、SA 365直升机等。这一类进气道的特点是：进气口与机身完全融合，不凸出机身表面；进气口面积较大，在其下方设置较大的空间，且为突扩式，无需复杂的三维曲面，此即所谓的集气舱。此类进气道的气动效率比皮托式进气道、 埋入式进气道都要低，但其气动、结构设计相对简单，研制难度相对较小。在英国的“野猫”、 “灰背隼”以及美国的科曼奇等先进直升机上，均采用了另外一种形式的进气道—埋入式进 气道。该类进气道的进气口完全埋入机身表面，旨在进一步减小机身的迎风面积，降低气动 阻力。其中，“野猫”、“灰背隼”直升机采用了三维埋入式进气道，即其进口及内通道均为 三维曲面，并且在“野猫”的导流面上还设置有一个弯曲柱状的凸起面，这是为了包裹功率 前输出轴而设置的。然而，由于不能直接利用来流冲压，相比皮托式进气道而言，埋入式进 气道的气动设计难度较大。由于埋入式进气道型面和机身型面高度融合，没有突扩型面，拐 弯半径相比于集气舱式小得多，因此其气动性能介于皮托式和集气舱式之间；此外，埋入式 进气道没有外凸零件，气动阻力小，进气道出口深埋在机体内部，进气道本身的电磁隐身性 能也比较好。

综上所述，埋入式进气道是一种理想的兼顾气动和隐身的直升机进气道，特别适合高速、 高隐身直升机。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种带功率输出轴的直升机埋入式进气道。通 过设计进气道的导流面以及唇口，保证导流面、唇口和发动机舱高度保形，并将 进气道安装在发动机舱中间(即旋翼正下方)，削弱旋翼下洗流的干扰；同时，设 计功率输出轴从进气道导流面穿出，削弱功率输出轴诱导的旋流。通过以上设计， 实现埋入式进气道与直升机的一体化，满足进气道高气动性能和高隐身性能的需 求。

为达到上述目的，本发明一种带功率输出轴的直升机埋入式进气道可采用如 下技术方案：