【技术实现步骤摘要】
一种直升机空气循环系统及其控制方法
[0001]本专利技术属于直升机环境控制
，具体涉及一种直升机空气循环系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]当前直升机环控系统为简单式空气循环系统构型，该构型通过引用发动机P3级高温高压空气进行降温降压处理，输送适宜的空气到座舱内部，为直升机驾驶员和乘员提供良好的工作微环境。其原理描述：从发动机引入高温高压的空气，通过绝对压力调节器控制压力稳定在一定数值，通过文氏管进行限流，流量控制在720kg/h。高温高压气体分为三路进行处理，第一路通过组合散热器热边进行降温，然后进入涡轮进行膨胀降温到4℃；第二路进入组合散热器冷边出口处，引射环境空气，对组合散热器热边空气进行降温；第三路连接热路控制阀，通过热路控制阀调节流量后与第一路涡轮出口处的冷空气进行混合，控制混合后的温度在10℃～80℃，混合之后的空气进入低压水分离器后送入座舱内，调节座舱内环境温度。
[0003]存在的不足点：
[0004]a)该构型从发动机处引用720kg/h的引气，其中360kg/h进入座舱，剩余引气用于引射环境空气对组合散热器中的引气降温；发动机引气效率仅约50％，最大制冷和加温能力有限；
[0005]b)该构型在制冷工作时，除水效率最高仅有65％，除水效果不佳，影响制冷效果。同时极端高温高湿环境中，制冷工作时，系统出口易有液态冷凝水进入座舱；
[0006]c)该构型在加温工作时，加温温度控制反应慢，在高空低温环境中进舱空气温度最高仅60℃，未能达到快速加温效果。>
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的：提出一种直升机空气循环系统及其控制方法，用于解决
技术介绍
存在的问题。
[0008]本专利技术的技术方案：
[0009]一种直升机空气循环系统，包括发动机1，还包括绝对压力调节器、关断阀2、限流装置3、制冷引气控制阀4、组合散热器5、风机6、涡轮冷却器7、冷凝器8、高压水分离器9、防冰引气控制阀10、加温引气控制阀11、空气分配阀12、冷凝水喷管18；
[0010]发动机1与所述的绝对压力调节器入口端连接，所述的绝对压力调节器出口端与关断阀2、限流装置3依次连接，所述的限流装置3出口端分别与制冷引气控制阀4、防冰引气控制阀10、加温引气控制阀11入口端连接；
[0011]所述的制冷引气控制阀4出口端与组合散热器5入口端连接，组合散热器5出口端与冷凝器8入口端连接；所述的冷凝器8热气出口端与高压水分离器9入口端连接，高压水分离器9出气端与涡轮冷却器7连接，高压水分离器9排水端与冷凝水喷管18连接，冷凝水喷管
18正对所述的组合散热器5；
[0012]所述的防冰引气控制阀10出口端与涡轮冷却器7的防冰腔连接，涡轮冷却器7的防冰腔与冷凝器8入口端连接；所述的涡轮冷却器7与风机6连接，涡轮冷却器7对风机6做功；
[0013]所述的加温引气控制阀11出口端与冷凝器8冷气出口端连接，所述的冷凝器8冷气出口端与空气分配阀12连接。
[0014]进一步，在组合散热器5与冷凝器8的连接管路上设有中温温度传感器15。
[0015]进一步，在关断阀2与限流装置3之间的连接管路上设置有压力传感器13、引气温度传感器14。
[0016]进一步，在高压水分离器9出气端与涡轮冷却器7的连接管路上设置有压力传感器13、中温温度传感器15。
[0017]进一步，在涡轮冷却器7与风机6的连接管路上设置转速传感器16。
[0018]进一步，在冷凝器8冷气出口端与空气分配阀12的连接管路上设置中温温度传感器15和温度继电器17。
[0019]直升机空气循环系统的控制方法，包括座舱制冷控制方法、座舱加温控制方法以及防冰控制方法。
[0020]进一步，所述的座舱制冷控制方法为：全开制冷引气控制阀4，一路气体通过制冷引气控制阀4后进入组合散热器5，在组合散热器5热边进行降温，打开防冰引气控制阀10开度，另一路气体通过冷却器7的防冰腔进入到冷凝器8，通过控制防冰引气控制阀10开度，控制防冰腔的温度为4℃，关闭加温引气控制阀11，组合散热器5出口的气体与冷却器7的防冰腔出口的气体混合进入冷凝器8进行再次降温，混合后的空气由空气分配阀12分配至舱内；实现系统最大制冷控制，混合后的空气由空气分配阀12分配至舱内；
[0021]当系统设置温度高于实际温度时，打开加温引气控制阀11，微调加温引气控制阀11的开度，控制送风温度。
[0022]进一步，所述的座舱加温控制方法为：开制冷引气控制阀4，一路气体通过制冷引气控制阀4后进入组合散热器5，在组合散热器5热边进行降温，打开防冰引气控制阀10开度，另一路气体通过冷却器7的防冰腔进入到冷凝器8，通过控制防冰引气控制阀10开度，控制防冰腔的温度为4℃，持续打开加温引气控制阀11，进舱温度逐渐升高，当加温引气控制阀11全开状态，实际进舱温度仍低于设置温度时，逐渐关小制冷引气控制阀4的开度，控制送风温度。
[0023]进一步，所述的防冰控制方法为：
[0024]打开防冰引气控制阀10，气体通过防冰引气控制阀10进入涡轮冷却器7出口防冰腔内，通过采集涡轮冷却器7防冰腔的温度，微调防冰引气控制阀10开度，控制混合气体温度为4℃防止冷凝器8冷边入口结冰造成冰堵。
[0025]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种直升机空气循环系统及其控制方法，本专利技术具有如下优点：
[0026]a)座舱制冷功能：全开制冷引气控制阀4、调节防冰引气控制阀10开度，控制防冰腔温度为4℃，关闭加温引气控制阀11，实现系统最大制冷能力，当系统设置温度高于实际温度时，打开加温引气控制阀11，微调加温引气控制阀11的开度，控制送风温度。
[0027]b)座舱加温功能：全开制冷引气控制阀4、调节防冰引气控制阀10开度，控制防冰
腔温度为4℃，持续打开加温引气控制阀11，进舱温度逐渐升高，当加温引气控制阀11全开状态，实际进舱温度仍低于设置温度时，逐渐关小制冷引气控制阀4的开度，控制送风温度。
[0028]c)防冰功能：通过采集涡轮冷却器7防冰腔的温度，微调防冰引气控制阀10开度，控制混合温度为4℃，实现防冰功能。
[0029]综上，本专利技术的系统和方法可以保证发动机引气量由720kg/h降为450kg/h，节约37.5％的引气量，而制冷量提高了近25％；系统除水效率由65％提高至95％，使进入座舱内的空气不含液态冷凝水；加温控制快速响应，进舱最高温度可达80℃以上。
附图说明
[0030]图1为空气循环系统舱制冷控制原理图；
[0031]图2为空气循环系统座舱加温控制原理图；
[0032]其中，1发动机，2关断阀，3限流装置，4制冷引气控制阀，5组合散热器，6风机，7涡轮冷却器，8冷凝器，9高压水分离器，10防冰引气控制阀，11加温引气控制阀，12空气分配阀，13引气压力传感器，14引气温度传感器，15中温温度传感器，16转速传感器，17本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直升机空气循环系统，包括发动机(1)，其特征在于：还包括绝对压力调节器、关断阀(2)、限流装置(3)、制冷引气控制阀(4)、组合散热器(5)、风机(6)、涡轮冷却器(7)、冷凝器(8)、高压水分离器(9)、防冰引气控制阀(10)、加温引气控制阀(11)、空气分配阀(12)、冷凝水喷管(18)；发动机(1)与所述的绝对压力调节器入口端连接，所述的绝对压力调节器出口端与关断阀(2)、限流装置(3)依次连接，所述的限流装置(3)出口端分别与制冷引气控制阀(4)、防冰引气控制阀(10)、加温引气控制阀(11)入口端连接；所述的制冷引气控制阀(4)出口端与组合散热器(5)入口端连接，组合散热器(5)出口端与冷凝器(8)入口端连接；所述的冷凝器(8)热气出口端与高压水分离器(9)入口端连接，高压水分离器(9)出气端与涡轮冷却器(7)连接，高压水分离器(9)排水端与冷凝水喷管(18)连接，冷凝水喷管(18)正对所述的组合散热器(5)；所述的防冰引气控制阀(10)出口端与涡轮冷却器(7)的防冰腔连接，涡轮冷却器(7)的防冰腔与冷凝器(8)入口端连接；所述的涡轮冷却器(7)与风机(6)连接，涡轮冷却器(7)对风机(6)做功；所述的加温引气控制阀(11)出口端与冷凝器(8)冷气出口端连接，所述的冷凝器(8)冷气出口端与空气分配阀(12)连接。2.根据权利要求1所述的一种直升机空气循环系统，其特征在于，在组合散热器(5)与冷凝器(8)的连接管路上设有中温温度传感器(15)。3.根据权利要求1所述的一种直升机空气循环系统，其特征在于，在关断阀(2)与限流装置(3)之间的连接管路上设置有压力传感器(13)、引气温度传感器(14)。4.根据权利要求1所述的一种直升机空气循环系统，其特征在于，在高压水分离器(9)出气端与涡轮冷却器(7)的连接管路上设置有压力传感器(13)、中温温度传感器(15)。5.根据权利要求1所述的一种直升机空气循环系统，其特征在于，在涡轮冷却器(7)与风机(6)的连接管路上设置转速传感器(16)。6.根据权利要求1所述的一种直升机空气循环系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢志平，罗平根，陈甲朋，蔡萧遥，邓波，陈政，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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