用于将加热后的空气提供给机翼防冰系统的设备和方法技术方案

一种用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备包括但不限于配置为耦合到机翼防冰系统的引射器。所述引射器进一步配置为：接收第一空气流；利用所述第一空气流夹带第二空气流，所述第二空气流具有比所述第一空气流低的温度；将所述第一空气流与所述第二空气流混合以形成具有适合于所述机翼防冰系统使用的温度和量的组合流；以及将所述组合流排放到所述机翼防冰系统中。

Apparatus and method for providing heated air to an airfoil anti icing system

An apparatus for providing an anti icing system of an airfoil on an aircraft that is supplied with heated air to a jet engine, including, but not limited to, an ejector configured to be coupled to the wing anti icing system. The ejector is further configured to receive the first air flow; using the first air flow over second air flow, the air flow is second than the first air flow and low temperature; the first air flow and the second flow of air mixed to form a suitable combination of the wing anti the temperature and quantity of ice using system flow; and the combined flow into the wing anti ice system.

【技术实现步骤摘要】
用于将加热后的空气提供给机翼防冰系统的设备和方法
本专利技术一般涉及航空，更具体地涉及用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备和方法。
技术介绍
现代喷气式航空器通常包括机翼防冰系统，以保持机翼的前缘不结冰。高海拔的大气温度远低于冰点，当存在明显的湿气并且没有机翼防冰系统时，机翼上可能会结冰。这是不希望的。一些机翼防冰系统将热空气引导到机翼的前缘以加热前缘，从而抑制冰的形成。这种机翼防冰系统的热空气源是从航空器的喷气式发动机的压缩机部取得的排气。从压缩机部提取的排气可以具有大约500华氏度的温度。使用这种高温的排气会带来不希望的风险和复杂性。此外，这些风险和复杂性是不必要的，因为500华氏度远高于保持机翼前缘无冰所需的温度。一种常见的解决方案是在将排气引导到机翼之前将其冷却到更易于管理的温度。这是通过使用预冷器来实现的。预冷器接收来自压缩机的排气。同时，预冷器还接收从流过航空器外部的自由流中虹吸的相对大量的冷却空气。自由流空气相对较冷(例如，零下50华氏度)，并且供应充足，因此非常适合冷却排气。通过引导排气通过冷却通道(例如管道)的网络，并且使冷却空气经过冷却通道周围，排气的温度降低到200到250华氏度的范围。同时，当冷却空气经过承载排气的冷却通道时，冷却空气被加热到80到100华氏度之间。该加热后的冷却空气离开预冷器并返回到自由流。为了有效地抑制冰的形成，必须以相对大的量向机翼防冰系统供应热空气。从压缩机虹吸足够量的压缩空气来操作机翼防冰系统会使发动机中用于发动机工作如产生推力的空气较少。这在具有较大发动机的较大航空器中不构成问题。这是因为较大的发动机产生过剩的压缩空气。结果，到发动机的燃烧部的空气流没有明显的减少，因此不会发生显著的功率流失或推力产生的减小。然而，在具有较小喷气式发动机的较小喷气式航空器中，由压缩机部产生的压缩空气的供应量较少。从小型喷气式发动机虹吸压缩空气将留下不希望的低供应量的压缩空气可供到达发动机的燃烧部。这又将减小由较小的喷气式发动机产生的推力。这可能对航空器的性能产生负面影响。这种机翼防冰系统工作期间推力的减小是不期望的。因此，期望提供一种用于向机翼防冰系统提供足够供应量的加热后的空气同时使喷气式发动机所经历的功率流失最小化的设备。此外，期望提供一种用于向机翼防冰系统提供足够供应量的加热后的空气同时使喷气式发动机所经历的功率流失最小化的方法。此外，其他期望的特征和特点将从以下
技术实现思路
和结合附图以及前述
和
技术介绍
的详细描述和所附权利要求而变得明显。
技术实现思路
本文公开了用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的各种非限制性的设备和方法。在第一非限制性实施例中，所述设备包括但不限于配置为耦合到机翼防冰系统的引射器。所述引射器进一步配置为接收第一空气流。所述引射器进一步配置为利用所述第一空气流夹带第二空气流。所述第二空气流具有比所述第一空气流低的温度。所述引射器进一步配置为将所述第一空气流与所述第二空气流混合以形成具有适合于所述机翼防冰系统使用的温度和量的组合流。所述引射器还进一步配置为将所述组合流排放到所述机翼防冰系统中。在另一个非限制性实施例中，所述设备包括但不限于预冷器，所述预冷器配置为从所述喷气式发动机接收排气流，从自由流接收冷却空气流，用所述冷却空气流冷却所述排气流，排出冷却后的排气流，以及排出被加热后的冷却空气流。所述设备还包括但不限于引射器，所述引射器配置为从所述预冷器接收所述冷却后的排气流的一部分，利用所述冷却后的排气流的所述部分夹带所述加热后的冷却空气流的一部分，将所述冷却后的排气流的所述部分与所述加热后的冷却空气流的所述部分混合以形成具有适合于所述机翼防冰系统使用的温度和量的组合流，以及排出所述组合流。在另一个非限制性实施例中，所述方法包括但不限于在预冷器处接收来自所述喷气式发动机的排气流和来自自由流的冷却空气流的步骤。所述方法进一步包括但不限于在所述预冷器处用所述冷却空气流冷却所述排气流的步骤。所述方法进一步包括但不限于从所述预冷器排出冷却后的排气流和加热后的冷却空气流的步骤。所述方法进一步包括但不限于在引射器处接收所述冷却后的排气流的一部分的步骤。所述方法进一步包括但不限于在所述引射器处利用所述冷却后的排气流的所述部分夹带所述加热后的冷却空气流的一部分的步骤。所述方法进一步包括但不限于在所述引射器处将所述加热后的冷却空气流的所述部分与所述冷却后的排气流的所述部分混合以形成组合流的步骤。所述方法进一步包括但不限于从所述引射器排出所述组合流的步骤。附图说明下面将结合附图描述本专利技术，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且图1是示出用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备的非限制性实施例的框图；图2是示出配置为与图1的设备一起使用的引射器的非限制性实施例的示意图；以及图3是示出用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的方法的非限制性实施例的流程图。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本专利技术或本专利技术的应用和用途。此外，不意图受到前述
技术介绍
或以下详细描述中给出的任何理论的束缚。本文公开了用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备和方法的各种实施例。在一个非限制性实施例中，引射器与预冷器流体地耦合并且接收从预冷器排出的冷却后的排气空气流的一部分。引射器的内部结构在该冷却后的排气通过时产生低压区，将冷空气吸入引射器。该冷空气可以是来自预冷器的加热后的冷却空气或者是来自经过航空器的自由流的环境空气。因为该低压区可以利用较低量的冷却后的排气产生，并且因为由该冷却后的排气引起的近真空条件能够吸入很大量的冷空气，所以进入引射器的该冷空气比该冷却后的排气的量高得多。该大量的冷空气与该低量的冷却后的排气结合产生具有有效地防止机翼上的冰的形成所需的较大的量和较高的温度。当该冷空气和该冷却后的排气进入引射器时，该冷空气被夹带到流动的冷却后的排气中，并且这两个气流混合。当它们混合时，冷却后的排气的能量和高温被转移到冷空气。在一些实施例中，这可以使组合流的总体温度在120华氏度和180华氏度之间。该温度范围内的流体非常适合于机翼防冰系统使用。此外，由于仅需要将相对低量的冷却后的排气吸入到相对大量的冷空气中，因此可以向操作机翼防冰系统所需的大量气流提供比当前传统系统所使用的少得多的排气。这种对排气的降低的依赖性大大减少了需要从喷气式发动机的燃烧室转移来的压缩空气的量。因此，引射器的使用允许机翼防冰系统接收保持机翼没有冰所需的大流量的暖空气，而不会对发动机造成不可接受的流失，从而使其功率/推力基本上不降低。应当理解，引射器可以替代地用于与不同的空气流实现相似的效果。在另一个非限制性实施例中，该设备可以包括引射器。该引射器可以与预冷器流体地耦合，并且/或者该引射器可以直接与压缩机耦合。该引射器可以从该预冷器接收冷却后的排气(相对暖的)，并且还可以如前段所述的接收加热后的冷却空气(相对凉的)。该引射器可以从压缩机接收未冷却的排气(热的)。在其它实施例中，在预冷器不冷却排气期间，压缩机可以从预冷器接收未冷却的排气。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备，所述设备包括：引射器，其配置为耦合到机翼防冰系统，并且进一步配置为：接收第一空气流，利用所述第一空气流夹带第二空气流，所述第二空气流具有比所述第一空气流低的温度，将所述第一空气流与所述第二空气流混合以形成具有适合于所述机翼防冰系统使用的温度和量的组合流，以及将所述组合流排放到所述机翼防冰系统中。

【技术特征摘要】
2016.03.29 US 15/084,2091.一种用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备，所述设备包括：引射器，其配置为耦合到机翼防冰系统，并且进一步配置为：接收第一空气流，利用所述第一空气流夹带第二空气流，所述第二空气流具有比所述第一空气流低的温度，将所述第一空气流与所述第二空气流混合以形成具有适合于所述机翼防冰系统使用的温度和量的组合流，以及将所述组合流排放到所述机翼防冰系统中。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一空气流包括排气流和冷却后的排气流中的一个，并且其中所述第二空气流包括环境空气流和加热后的冷却空气流中的一个。3.一种用于将加热后的空气提供给由喷气式发动机推进的航空器上的机翼防冰系统的设备，所述设备包括：预冷器，其配置为从所述喷气式发动机接收排气流，从自由流接收冷却空气流，用所述冷却空气流冷却所述排气流，排出冷却后的排气流，以及排出加热后的冷却空气流；以及引射器，其配置为：从所述预冷器接收所述冷却后的排气流的一部分，利用所述冷却后的排气流的所述部分夹带所述加热后的冷却空气流的一部分，将所述冷却后的排气流的所述部分与所述加热后的冷却空气流的所述部分混合以形成具有适合于所述机翼防冰系统使用的温度和量的组合流，以及排出所述组合流。4.根据权利要求3所述的机翼防冰系统，其中所述引射器配置为容纳温度范围为大约200至300华氏度的所述冷却后的排气流。5.根据权利要求4所述的机翼防冰系统，其中所述引射器配置为容纳具有大约250华氏度的温度的所述冷却后的排气流。6.根据权利要求3所述的机翼防冰系统，其中所述引射器配置为容纳温度范围为大约80至100华氏度的所述加热后的冷却空气流。7.根据权利要求6所述的机翼防冰系统，其中所述引射器配置为容纳大约为90华氏度的温度的所述加热后的冷却空气流。8.根据权利要求3所述的机翼防冰系统，其中所述引射器配置为将所述冷却后的排气流的所述部分和所述加热后的冷却空气流的所述部分混合，直到所述组合流具有大约120至180华氏度的温度范围。9.根据权利要求8所述的机翼防冰系统，其中所述引射器配置为将所述冷却后的排气流的所述部分和所述加热后的冷却空气流的所述部...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·赫琴罗德，D·保罗，S·兰德斯，
申请(专利权)人：湾流航空航天公司，
类型：发明
国别省市：美国,US