[发明专利]利用内外流场耦合提升直升机性能的引流装置及直升机

说明书

本发明公开了一种利用内外流场耦合提升直升机性能的引流装置及直升机，引流装置包括：滑动支撑架、凹槽安定翼组及螺旋横流风扇。滑动支撑架设置于直升机的机身舱内，且滑动伸缩设置，以用于带动凹槽安定翼组和螺旋横流风扇通过安装口延伸靠近进气口。凹槽安定翼组的上端内凹形成安装凹槽，螺旋横流风扇转动装设于安装凹槽内，以用于在直升机旋翼旋转时产生的旋翼下洗流作用下旋转，以将旋翼下洗流和前飞气流或侧飞扰流吸入安装凹槽形成加速气流，并使加速气流加速排出安装凹槽后进入进气口。本发明的引流装置，可增加对发动机的进气量和进气压力，减少直升机内外流程耦合导致的发动机功率大部分的安装损失，提升发动机输出功率。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别地，涉及一种利用内外流场耦合提升直升机性能的引流装置。此外，本发明还涉及一种包括上述利用内外流场耦合提升直升机性能的引流装置的直升机。

背景技术

常规直升机的旋翼下洗流对直升机机身的干扰使得直升机外流的气动效率降低，同时其对发动机进气也产生一定的影响。对于常规直升机而言，其安装发动机的数量在1～3台份，对于单发布置的直升机，涡轴发动机进气口一般布置在机身顶部正中间，其正对来流方向，旋翼下洗流对该处流动产生较大的旋流，从而产生安装损失；对于安装双发和三发涡轴发动机的直升机，发动机进气口一般布置在机身两侧偏上，其进口气流在旋翼下洗流下存在一定的旋流且进口之间差异较大，其旋流会带来一定的安装损失，同时由于涡轴发动机需满足多发配平要求，使得各发动机状态不一致而带来额外的损失。一般而言，在直升机内外流场耦合时，直升机旋翼下洗流会使得发动机功率有3～6％左右的安装损失。

在现有的直升机设计过程中，由于安装损失所涉及的内外流耦合优化设计技术难度很大，在直升机设计中基本不太考虑如何减少这方面的损失，通常采用发动机功率富裕的模式开展设计。而在涡轴发动机设计方面，尽管有学者及工程设计人员开展降低进气道或粒子分离器的损失系数的工作来提升发动机输出功率，但其带来的改善不大，且没有采用直升机内外流场耦合的方式来主动增加性能的方法和装置。在其他方面，如针对前飞状态(对应涡轴发动机的巡航状态)采用了进气道前方设计导流槽、利用机身外形融合成通道疏导气流进入进气道的模式来改善发动机进气，降低损失，而对于直升机而言，其功率需求最大处在直升机悬停状态，该状态的内外流耦合造成的功率损失对直升机悬停起飞的能力的影响较大。

现有常规直升机的旋翼流场对全机都有影响，大多是气动干扰，降低了气动效率，同时也影响了发动机进气，进气压力和流速越大，对发动机越有利。常规发动机要么安装在机身顶部正中间，进气道直对来流，前飞速度直接把空气冲进发动机；要么因保证一台发动机故障不能连累另一台发动机，双发或多发布置在机身两侧偏上，进气道埋入机身内部，靠发动机负压吸入空气。不管这两种哪一类发动机安装方式，都由于旋翼的旋转气流的加入，而造成直升机内外流场耦合导致发动机功率有3～6％左右的安装损失。

发明内容

本发明提供了一种利用内外流场耦合提升直升机性能的引流装置及直升机，以解决现有直升机存在的由于旋翼的旋转气流的加入，造成直升机内外流场耦合导致发动机功率安装损失的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用内外流场耦合提升直升机性能的引流装置，直升机上靠近其进气口的机身上开设有安装口，引流装置包括：起安装支撑作用的滑动支撑架、固定于滑动支撑架上的凹槽安定翼组、装设于凹槽安定翼组上的螺旋横流风扇；滑动支撑架设置于直升机的机身舱内，且滑动伸缩设置，以用于带动凹槽安定翼组和螺旋横流风扇通过安装口延伸靠近进气口；凹槽安定翼组的上端内凹形成安装凹槽，螺旋横流风扇转动装设于安装凹槽内，以用于在直升机旋翼旋转时产生的旋翼下洗流作用下旋转，以将旋翼下洗流和前飞气流或侧飞扰流吸入安装凹槽形成加速气流，并使加速气流加速排出安装凹槽后进入进气口。