一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统技术方案

本发明专利技术属于航空技术领域，涉及一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，其主要包括：有气流通过的第一气路与第二气路，所述第一气路与所述第二气路沿气流方向依次均具有气源，压力调节活门，压力传感器，喷嘴；所述第一气路与所述第二气路在所述气源出口处通过第三气路连接，所述第三气路具有交叉引气活门，压力传感器，压力调节活门，交叉引气活门均连接有控制装置，斜切面的喷嘴可以使喷出的气流速度达到超音速且不产生激波，使除雨效果更好，且通过引射周围环境的空气，可以减少从气源系统处的引气量。源系统处的引气量。源系统处的引气量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统


[0001]本专利技术属于航空
，涉及一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统。

技术介绍

[0002]为保证降雨条件下飞机的飞行安全，需要清除飞机风挡上的雨水，空气吹拂除雨方式是一种新的除雨方式。除雨的原理是在风挡外表面形成一层高速、高温空气防护壁，把风挡外表面遮蔽，防止雨水撞击到风挡上，撞击在风挡上的雨水在高温气体的作用下发生蒸发，进而达到除雨的目的。
[0003]为在风挡外表面形成一层高速空气层，空气吹拂除雨方式往往选择喷嘴。喷嘴跟拉瓦尔喷管原理一样，亚音速气流在喷嘴内部经过不断加速直至超音速喷出。喷嘴往往是根据气源系统的压力和环境压力来设计的。实际上，飞机的气源系统压力会有波动，当气源的压力降低时，喷嘴的出口压力下降，低于环境压力，气流流出喷嘴后会形成激波，造成气流流速降低，影响除雨效果。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提供了一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，包括：有气流通过的第一气路与第二气路，所述第一气路与所述第二气路沿气流方向依次均具有气源，压力调节活门，压力传感器，喷嘴；所述第一气路与所述第二气路在所述气源出口处通过第三气路连接，所述第三气路具有交叉引气活门，压力传感器，压力调节活门，交叉引气活门均连接有控制装置。
[0005]优选的是，所述气源出口具有单向活门，单向引气活门能够在交叉引气活门打开的时候避免空气倒灌。
[0006]优选的是，所述第一气路与所述第二气路在压力传感器处具有温度传感器，所述温度传感器连接所述控制装置，温度传感器能够对气源的气体的温度进行实时的监控，对不同温度的气体实现不同适应下的压力调整。
[0007]优选的是，所述第一气路与所述第二气路在喷嘴沿气流方向之前均具有管路补偿器，在喷嘴工作的时候在外力因素下会产生变形，补偿器能够补偿变形量。
[0008]优选的是，喷嘴沿气流方向依次具有直筒状的稳定段、沿气流方向收缩的收缩段、沿气流方向扩张的扩张段，收缩段与扩张段的交界处为喉部。
[0009]优选的是，扩张段的端面为斜切面，所述斜切面的前顶点与稳定段中轴线的距离为dmin，所述dmin由喷嘴的入口压力的最小值在扩张段时仍处于最佳膨胀状态的前提下所确定。
[0010]优选的是，所述斜切面的后顶点与稳定段中轴线的距离为dmax，所述dmax由喷嘴的入口压力的最大值在扩张段时仍处于最佳膨胀状态的前提下所确定。
[0011]优选的是，稳定段的长度是喉部半径的8～10倍。
[0012]优选的是，收缩段的壁面坡度为20
°
～45
°
。
[0013]本申请的优点包括：斜切面的喷嘴可以使喷出的气流速度达到超音速且不产生激波，使除雨效果更好，且通过引射周围环境的空气，可以减少从气源系统处的引气量；采用双气源与引气活门的双余度控制方式，能够控制方式，通过传感器和控制装置的检测，对故障及时作出反应，并对交叉引气活门的开口做出调控，能够平衡两个气路的气压。
附图说明
[0014]图1是一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统示意图。
[0015]图2是一种喷嘴截面示意图。
[0016]其中：1
‑
单向活门、2
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交叉引气活门、3
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压力调节活门、4
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压力传感器、5
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温度传感器、6
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管路补偿器、7
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喷嘴、8
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控制装置，71
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稳定段，72
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收缩段，73
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喉部，74
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扩张段。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0018]本申请具有：有气流通过的第一气路与第二气路，所述第一气路与所述第二气路沿气流方向依次均具有气源，压力调节活门3，压力传感器4，喷嘴7；所述第一气路与所述第二气路在所述气源出口处通过第三气路连接，所述第三气路具有交叉引气活门2，压力传感器4，压力调节活门3，交叉引气活门2均连接有控制装置8。
[0019]当两侧的气源系统均可以正常工作时，系统的交叉引气活门2处于关闭位置空气吹拂除雨系统分别从两侧的气源系统引气。若有一侧的气源系统发生故障导致无法引气，可通过打开交叉引气活门2，使得一侧的气源系统可以同时为左、右两个除雨系统供气，保证左、右风挡视野的清晰度。
[0020]在左、右除雨管路上设有单向活门1，可防止高温高压气体进入气源系统，造成不可估计的损失。
[0021]气源系统的高温高压气体单向活门1进入压力调节活门3，压力调节活门3可以将管路内气体的压力调至合适的范围。压力调节活门3也可以关闭系统的引气。在压力调节活门3下游设置有压力传感器4、温度传感器5，用于监测压力调节活门3下游的气体压力与温度，并将该信号反馈至控制装置8。若监测到管路内气体的压力、温度超过规定值后，控制装置8会自动关闭压力调节活门3。
[0022]调压后的气体从压力调节活门3流出后，流向喷嘴7，。喷嘴7包含四个部分：稳定段71、收缩段72、喉部73和扩张段74。
[0023]稳定段71可以降低进入除雨喷嘴7气流的湍流度，使气流更加均匀。
[0024]亚音速气流经过收缩段72，沿管道流速不断增加，在喉部73达到音速。音速气流在
扩张段74进一步加速，扩张段74出口为一个斜面，使得扩张段74出口的超音速气流仍处于欠膨胀状态。气流从扩张段74的出口斜面流出后，气流仍可以膨胀。当喷嘴7入口压力降低时，气流在扩张段74出口的压力仍然高于环境压力，避免激波的产生。
[0025]亚音速气流在喷嘴7的；
[0026]稳定段71、收缩段72、喉部73和扩张段74四部分。
[0027]稳定段71可以使进入喷嘴7的气流均匀，降低气流的紊流度。定段的长度与喉部73的尺寸有关，一般是10倍的关系，可结合设计时需要考虑到实际的使用条件，再确定长度。
[0028]收缩段72是渐缩型，管道的截面积在逐渐变小，亚音速气流随着截面积的减小，气流的流动速度在不断增加，而压强、密度和温度不断减小。按照经验，任意的光滑的连续型渐变收缩性曲面就会产生非常低的流动损失。喷嘴7的收缩段72可采取“维托辛斯基”公式进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，其特征在于，包括：有气流通过的第一气路与第二气路，所述第一气路与所述第二气路沿气流方向依次均具有气源，压力调节活门(3)，压力传感器(4)，喷嘴(7)；所述第一气路与所述第二气路在所述气源出口处通过第三气路连接，所述第三气路具有交叉引气活门(2)，压力传感器(4)，压力调节活门(3)，交叉引气活门(2)均连接有控制装置(8)。2.如权利要求1所述的基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，其特征在于，所述气源出口具有单向活门(1)。3.如权利要求1所述的基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，其特征在于，所述第一气路与所述第二气路在压力传感器(4)处具有温度传感器(5)，所述温度传感器(5)连接所述控制装置(8)。4.如权利要求1所述的基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，其特征在于，所述第一气路与所述第二气路在喷嘴(7)沿气流方向之前均具有管路补偿器(6)。5.如权利要求1所述的基于超音速流引射作用的空气吹拂除雨系统，其特征在于，喷嘴(7)沿气流方向依次具有直筒状的...

【专利技术属性】
技术研发人员：党晓民，陈若冰，苗新宇，刘清，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：