电热的进口处防冰保护系统技术方案

一种模块风扇进口处防冰保护系统，包括一中心环、一外环和多个撑杆。各撑杆第一端连接在中心环上，第二端连在外环上。多个壳管件被构形成能可拆卸连接到相应的撑杆上。另外，该壳管件各包括一电热加热元件。该系统优选还包括多个进口导向叶片，其各包括一个电热加热元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及飞行器发动机的除冰系统，更具体地说涉及一种电热的进口处防冰保护系统。
技术介绍
风扇模块组件利用高压缩机吹出的热空气来防止积冰。热空气借助一个进气管来供给风扇进气壳体撑杆(struts)内的空腔中，从而为撑杆和头锥部加热。最终，该空气被引导通过一系列超声波钻孔(大约每撑杆上约200个)来在进口导向叶片的压力侧产生一热空气薄层。该系统不仅会影响发动机性能，而且还严重限制有机基体复合材料的应用。目前能够制造风扇进口壳体的有机基体复合材料被限制为最高工作温度为350。压缩机排放的空气温度远远高于该限制温度，排气温度由发动机转速决定。在地面发动机慢车运转时，压缩机排气温度相对较低(在结冰环境下)，由于气体在进口壳体的进气管、撑杆、波导管以及阀内的流动路线过于曲折，因而在进口导向叶片上无法流过防结冰所需的足够量的空气。在最大功率运转时，气温显著升高，因而必须减小流量，以避免进口壳体过热。而足以冷却热空气的流量降低又会导致温度太低而无法有效地在进口导向叶片上防结冰。曾考虑并分析过进行改进，即在风扇排气中混合更热的空气。然而，这在所有情况下都不能产生令人满意的效果。金属进口壳体也有局限性。在某些应用中所必需的腐蚀涂层的最大使用温度限制为450。可以在更宽的特定范围内进行除冰，但是在性能以及重量上的代价又太大。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种克服了上述缺点以及坏处的防冰保护系统。
技术实现思路
一种模块风扇进口处防冰保护系统，包括一中心环、一外环和多个撑杆。各撑杆的第一端都连接在中心环上，第二端连在外环上。多个壳管件，且都被构形成能可拆卸连接到相应的撑杆上。另外，该壳管件各包括一电热加热元件。该系统优选还包括多个进口导向叶片，其各包括一个电热加热元件。附图说明图1是一带有根据本专利技术的电热防冰保护系统的模块风扇进口壳体的透视图。图2是图1所示、带有电热加热元件的风扇进口壳体的撑杆/外壳的放大透视图。图3是带有根据本专利技术的电热加热元件的进口导向叶片的透视图。图4是图3的进口导向叶片在线4-4处的剖面端视图。具体实施例方式参见图1和2，采用本专利技术的模块风扇进口防冰保护系统一般用附图标记10表示。系统10提供了一种可靠且低廉的装置来为发动机风扇进口壳体和进口导向叶片防冰/除冰，与传统的吹风系统相比其更适于应用在有机基体复合材料上。系统10包括一中心环12、一外环14和多个撑杆16，各撑杆至少部分优选用有机基体复合材料制成。各撑杆16的第一端18连接在中心环上，第二端20连接在外环上，从而形成一个“环-撑杆-环”结构的进口壳体组件。容纳一轴承舱的“环-撑杆-环”结构的进口壳体组件、连接到机架上的前发动机连接件以及风扇进口导向叶片的连接件都是用造价低廉且重量轻的方法制造而成，例如有机基体复合材料和树脂传递模塑法。多个壳管间22优选至少部分由有机基体复合材料制成。各壳管件22被构形成可拆卸连接在相应的撑杆16上以构成撑杆上的气动表面。例如，壳管件22各限定出了一个纵向槽23，其可以罩在相应的撑杆16上(如图1的箭头A-A所示)以将壳管件可拆卸连接到撑杆上。壳管件22如果损块、磨损、模块的气动/结构重叠或者其它的性能因素改变的话的可以很方便地进行更换。中心环12、外环14和多个撑杆16作为模块风扇进口处防冰保护系统10的结构骨架并且通常不会改变。然而系统10能够在壳管件22损块或者磨损时不用拆开系统的主要部件就可以方便地更换壳管件22。本专利技术使得作为成本主要部分的模块风扇进口处防冰保护系统10能远离会使其腐蚀或者发生外部物质侵害的环境。壳管件22可以被设计成满足下述要求在飞行条件或者性能都可能改变的系统设计和研发阶段中所用的廉价可更换组件，或者在已确知的生产环境下所用的全寿命组件。模块化设计使得可以为不同的用户、任务或者国外销售提供适当的特定性能。如图2所示，壳管件22各包括共模塑电热加热元件24。该电热加热元件24优选通过束线连接到控制系统(未示出)上，该控制系统可根据需要通过常规的类似于为机翼除冰的除冰逻辑(未示出)来循环开/关该系统。例如，对于一个十七撑杆的进口壳体来说，优选有六个独立区域，各为三根撑杆16或者两根撑杆以及头锥部(未示出)提供动力。这种分区配置可以降低动力需求，而不会对防冰能力产生负面影响。参考图3和4，系统10优选还包括进口导向叶片26(仅示出了一个)，该叶片包括共模塑在一层内的电热加热元件28。该进口导向叶片26优选至少部分地由有机基体复合材料制成。系统10通过操作跟上述分区配置相同的控制系统可以比现有技术的防冰系统提供更多的优点，下文将对其进行解释。例如，已发现可以通过电热加热系统来获得足够热的表面温度来为模块风扇进口处壳体进行防冰/除冰，而不会超过风扇进口壳体所用复合材料的限制温度。另外，根据本专利技术实现的系统的可以大大减小重量。热空气系统以及其所必需的波导管、阀和进气管总重量要比电热系统重大约30磅。如果进行必要的改进，则节省的重量能达到50磅。损伤容限(damage tolerance)也比现有的防冰保护系统得到了提高。在现有的热空气系统中，如果撑杆在没有防冰热空气的点处损块，则整个系统都会受到影响。相反，损坏根据本专利技术的一个单独的电热加热撑杆只会影响特定的撑杆。另外，可以对电热加热元件进行冗余设计(redundancy)，从而使得损坏只影响撑杆的一部分，或者用并行系统来完全弥补损坏区域的影响。本专利技术的另一好处就是易于进行系统的定制以满足用户的需要。与热空气系统相比，对整个系统进行较少的改变就能适应需求的改变。所属领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术保护范围的基础上可以对本专利技术的上述实施例作出多种改型和替换。因此，说明书的前述部分仅仅是用来举例说明，而不是对本专利技术的限制。权利要求1.一种模块风扇进口处防冰保护系统，包括中心环；外环；多个撑杆，各撑杆的第一端连接在中心环上，第二端连在外环上；多个壳管件，各壳管件被构形成能可拆卸连接到相应的撑杆上，且各壳管件包括电热加热元件。2.如权利要求1所述的模块风扇进口处防冰保护系统，其特征在于还包括多个进口导向叶片，其各包括电热加热元件。3.如权利要求1所述的模块风扇进口处防冰保护系统，其特征在于该多个壳管件各限定出了用于罩在相应撑杆上的纵向槽。4.如权利要求1所述的模块风扇进口处防冰保护系统，其特征在于中心环至少部分地用有机基体复合材料制成。5.如权利要求1所述的模块风扇进口处防冰保护系统，其特征在于外环至少部分地用有机基体复合材料制成。6.如权利要求1所述的模块风扇进口处防冰保护系统，其特征在于多个撑杆各至少部分地用有机基体复合材料制成。7.如权利要求1所述的模块风扇进口处防冰保护系统，其特征在于多个壳管件各至少部分地用有机基体复合材料制成。全文摘要一种模块风扇进口处防冰保护系统，包括一中心环、一外环和多个撑杆。各撑杆第一端连接在中心环上，第二端连在外环上。多个壳管件被构形成能可拆卸连接到相应的撑杆上。另外，该壳管件各包括一电热加热元件。该系统优选还包括多个进口导向叶片，其各包括一个电热加热元件。文档编号B64D15/12GK1876498SQ200610106060公开日2006年12月13日 申请日期2006年5月本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块风扇进口处防冰保护系统，包括：中心环；外环；多个撑杆，各撑杆的第一端连接在中心环上，第二端连在外环上；多个壳管件，各壳管件被构形成能可拆卸连接到相应的撑杆上，且各壳管件包括电热加热元件。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：FJ小尤维诺，AJ万西克拉，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]