装配有逆流冷却交换器的用于飞行器发动机的悬挂挂架 |
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| 申请号 | CN202280048407.4 | 申请日 | 2022-07-12 | 公开(公告)号 | CN117916544A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 利勃海尔-航空航天图卢兹有限公司; | 发明人 | D·里卡德; F·波尼瓦德; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 飞行器 挂架，飞行器挂架包括冷却交换器(10)，冷却交换器(10)具有热一次空气流(22)与冷二次空气流(24)的逆流，热一次空气流(22)与冷二次空气流(24)在纵向方向(L)上彼此相反地流动，其特征在于，冷却交换器(10)包括两个束(10a，10b)，两个束(10a，10b)被并置在中央轴线(12)的两侧上，并且每个束包括多个平行的纵向板(15)，多个平行的纵向板(15)形成束的热通道和冷通道，以及每个束的热通道或冷通道中的一个由对两个束(10a，10b)共用的中央入口(14a)供应，并且每个束的热通道或冷通道中的一个通入到对两个束共用的中央出口(16)中，共轭的通道的所述入口(14b，14c)和出口(16b，16c)，被称为侧入口和侧出口，是分离的并且从所述中央轴线(12)横向地岔开。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于在飞行器的机翼下的所述飞行器的推进发动机的悬挂挂架(40)，所述推进发动机具有主轴线，其特征在于，所述悬挂挂架(40)包括： |
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| 说明书全文 | 装配有逆流冷却交换器的用于飞行器发动机的悬挂挂架技术领域[0001] 本发明涉及用于飞行器发动机的悬挂挂架(或桅杆)，悬挂挂架被装配有热交换设备，诸如冷却交换器，热交换设备旨在被装配到飞行器的空气系统，诸如空气调节系统。 背景技术[0002] 飞行器的空气系统，诸如飞行器的舱的环境控制系统，以缩写ECS更为人所知，旨在向飞行器的舱(飞行器的舱通常表示在其中必须控制空气的压力和/或温度的飞行器的任何内部空间，诸如客舱、驾驶舱、货舱等)供应在受控压力和/或温度下的空气。 [0003] 为此，已知的方法是在高压下从飞行器的推进发动机吸入空气，并通过装备的数个项目处理这种空气(也以引气著称)，以便使这种空气达到与舱的需求兼容的温度和压力。 [0005] 这种热交换器通常包括横向热回路和横向冷回路，横向热回路和横向冷回路被配置为能够确保在由热回路(在下文中还被表示为热通道)携带的空气流与由冷回路(在下文中还被表示为冷通道)携带的冷空气流之间的热交换。 [0006] 还存在具有逆流热和冷回路的交换器，即，热空气流和冷空气流在彼此相反的平行方向上流动。 [0007] 无论交换器的结构如何，冷回路都可以例如由从发动机的二次流吸入的空气流，以风扇空气著称，供应，该空气流的温度与飞行器的外部环境接近，因此，在飞行中，该空气流可以达到‑50℃的数量级的温度和200mbar的数量级的压力。 [0008] 冷回路还可以由从飞行器的进气口吸入的空气流供应，该空气流供应空气管道，更经常以RAM空气著称。 [0009] 热回路可以由从推进发动机吸入的空气直接供应，或者由来自发动机并且已经由空气调节系统上游的装备部分地处理的空气供应。 [0010] 当前在机载飞行器上使用的大多数热交换器由大体上矩形的热交换腔室形成，大体上矩形的热交换腔室容纳一叠板或叶片(也被称为一“束”板或叶片)，该叠板或叶片形成交替地用于热通道和用于冷通道的堆叠的流动管道。因此，供应交换器的一个面的热通道在不同层的管道中流动，并且供应交换器的一个面(对于横向交换器是垂直的，并且对于逆流交换器是相反的)的冷通道在热通道的两个管道之间交错的管道中流动。这种架构使得可以在交换器的整个长度或高度上将每个热管道交错在两个冷管道之间，并因此确保在两种流体之间的热交换。 [0011] 在申请人的名下的申请EP3521589和EP3521590描述了预冷却器的示例。 [0012] 这些热交换器使得可以在被空气调节系统的装备的其它项目处理之前，冷却从发动机吸入的空气或由专用的压缩机压缩的环境空气，以便能够供应飞行器的舱。交换器的冷却能力与交换器的尺寸成正比。 [0013] 因此，发明人已经寻求了新的解决方案，该新的解决方案使得可以增加在交换器内的交换表面，同时在交换器的尺寸上施加最大限度的限制，这样做是为了优化在飞行器挂架中的交换器的安置。 [0014] 特别地，发明人已经寻求开发被装备有热交换器的飞行器挂架，该热交换器不仅可以在运输交通工具，诸如飞行器，的空气调节系统的框架内使用，而且可以在需要通过来自冷流体源的冷流体冷却来自热流体源的热流体的所有类型的冷却系统中使用。 发明内容[0015] 发明目的 [0016] 本发明旨在于提供被装配有冷却交换器(以预冷却器更为著称)的飞行器挂架，该冷却交换器旨在在飞行器的空气系统中使用。 [0017] 本发明更具体地旨在于提供被装配有冷却交换器的挂架，该冷却交换器使得可以增加交换表面同时限制交换器的尺寸。 [0018] 在至少一个实施例中，本发明还旨在于提供被装配有冷却交换器的挂架，该冷却交换器使得可以优化冷却交换器在被包括到挂架中时所占据的空间。 [0019] 在至少一个实施例中，本发明还旨在于提供被装配有冷却交换器的挂架，该冷却交换器可以取决于合并的约束条件而被连接到各种热和冷空气源。 [0020] 发明的描述 [0021] 为此，本发明涉及用于在飞行器的机翼下的飞行器的推进发动机的悬挂挂架，该推进发动机具有主轴线，其特征在于，悬挂挂架包括： [0022] ‑热一次空气流与冷二次空气流的逆流冷却交换器，热一次空气流与冷二次空气流在与所述主轴线一致的方向，被称为纵向方向，上彼此相反地流动，所述交换器包括两个板式交换器块，被称为束，两个板式交换器块在中央并置轴线的两侧上彼此相邻并置，中央并置轴线在所述纵向方向上延伸，并且每个板式交换器块包括： [0023] o多个平行的纵向板，交替地形成用于热一次空气流的流动管道和用于冷二次空气流的流动管道，用于热一次空气流的流动管道限定束的热通道，用于冷二次空气流的流动管道限定束的冷通道， [0024] o热空气入口和热空气出口，分别被布置在所述束的每个纵向端处，o冷空气入口和冷空气出口，分别被布置在所述束的每个纵向端处， [0025] 两个束的所述热通道与对两个束共用的中央入口和对两个束共用的中央出口流体连通，中央入口形成两个束的所述热空气入口，中央出口形成所述束的所述热空气出口，以及 [0026] 两个束的所述冷通道与独立的侧入口和侧出口流体连通，侧入口和侧出口从所述中央轴线横向地岔开，这些独立的侧入口由从所述挂架的附近吸入的新鲜的环境空气供应， [0027] ‑用于热空气的分配的导管，导管适用于流体地连接用于从所述飞行器发动机吸入空气的设备和对两个束共用的所述中央入口。 [0028] 因此，与当前被安置在飞行器中的大多数的冷却交换器相反，大多数的冷却交换器通常包括简单的热交换回路(一个热通道和一个冷通道彼此以90°交叉)，根据本发明的挂架的交换器包括复杂的热交换回路(两个热通道和两个冷通道彼此以逆流布置)。 [0029] 根据本发明的挂架的冷却交换器具有包括两个并置的相邻的束的特征，两个并置的相邻的束由公共入口供应并通入到公共出口中。 [0030] 因此，根据本发明的挂架的冷却交换器使得可以提供大的冷供应表面(交换器由侧入口供应冷空气)和公共的中央热供应。 [0031] 根据本发明的挂架的交换器优化了交换器在被包括到发动机环境中时所占据的空间。 [0032] 根据本发明，两个束的所述热通道与所述公共入口和所述公共出口流体连通，并且两个束的所述冷通道与独立的侧入口和独立的侧出口流体连通。 [0033] 换句话说，两个束的所述热通道由公共入口供应并通入到公共出口中，并且两个束的所述冷通道由独立的侧入口供应并通入到独立的侧出口中。 [0034] 因此，根据本发明，交换器包括热空气的供应和冷空气的两个侧供应，热空气的供应对两个束共用，冷空气的两个侧供应各自被专用于一个束。因此，在两个并置的束中，热通道被分成两个，并且每个束通过专用的冷通道确保冷却。这使得可以高程度的冷却供应交换器的热空气流。 [0035] 根据本发明，热通道的出口对两个束也是共用的，并且冷出口是分离的，并且每个冷出口被专用于一个束。 [0036] 本发明通过将交换器定向为使得交换器的纵向方向(交换器的纵向方向与并置轴线一致)与挂架的主方向(挂架的主方向与发动机的主轴线一致)一致来优化交换器并入在飞行器的挂架内，冷空气入口朝向飞行器的前部布置。以这种方式，用于冷空气的侧入口可以由环境空气供应，环境空气存在于挂架的两侧上并且经由冷空气进口进入挂架，冷空气进口被提供在挂架的、面向交换器的侧入口的两侧上。飞行器在飞行中的运动自然地且自发地导致在挂架的两侧上的冷空气的进气，以便供应交换器的冷通道。 [0037] 有利地并且根据本发明，两个束的冷通道和/或热通道由中央闭合杆分离。 [0038] 根据该变体，在空气流的逆流流动区域中，通过中央闭合杆的存在，两个束之间存在热流和/或冷流的分离。 [0039] 有利地并且根据本发明，交换器的每个束被容纳在壳体中，壳体在每个纵向端处包括端壁，端壁由两个透空平面形成，两个透空平面相对于纵向方向倾斜并且由接合边缘连接，接合边缘垂直于所述纵向方向延伸，每个倾斜的透空平面形成所述束的通道中的一个的侧入口或侧出口，并且彼此面对地布置的两个束的每对倾斜的透空平面形成对所述束共用的入口和/或对所述束共用的出口。 [0040] 根据该特定的结构的交换器使得可以以简单且经济的方式通过彼此面对的两个倾斜的透空平面的组合形成对两个相邻的束共用的中央入口和对两个相邻的束共用的中央出口。相对于形成公共入口和/或公共出口的倾斜的平面的纵向方向的倾斜优选地在0°和90°之间，优选地在30°和60°之间。公共的中央入口的供应导管和公共的中央出口的收集导管可以分别被安装在公共的中央入口上以及被安装在公共的中央出口上，以便例如通过抵靠接合边缘来确保相应的空气流的供应和收集。 [0041] 本发明还涉及用于通过冷空气流冷却热空气流的系统。 [0042] 根据本发明的冷却系统包括： [0043] ‑至少一个热空气源和至少一个冷空气源， [0044] ‑至少一个热空气的收集器和至少一个冷空气的收集器， [0045] ‑根据本发明的冷却交换器， [0046] ‑空气流动导管的网络，至少将所述热空气源连接到所述交换器的所述热空气入口，至少将所述冷空气源连接到所述交换器的所述冷空气入口，至少将所述交换器的所述热空气出口连接到所述热空气收集器，至少将所述交换器的所述冷空气出口连接到所述冷空气收集器。 [0048] 本发明的其它目的、特征以及优点在阅读以下仅以非限制性方式给出且参考附图的描述后将变得显而易见，其中： [0049] 图1是根据本发明的第一实施例变体的挂架的冷却交换器的示意性截面图，[0050] 图2是根据本发明的一个实施例的挂架的冷却交换器的示意性透视图，使得能够掌握交换器的整体形状， [0051] 图3是根据本发明的一个实施例的用于飞行器发动机的悬挂挂架的示意图，悬挂挂架被装配有图1的交换器。 具体实施方式[0052] 在图中，出于说明和清楚的目的，没有严格遵守尺寸和比例。在以下参考图的整个详细描述中，除非另有相反规定，否则交换器的每个元件被描述为当交换器被布置在用于飞行器发动机的悬挂挂架内时，布置交换器的每个元件。图3特别示出了这种构造。 [0053] 此外，在所有图中，一致的、相似的或类似的元件由相同的附图标记表示。 [0054] 图1示出了根据本发明的一个实施例的交换器10的纵向截面图，交换器10包括两个束10a、10b，两个束10a、10b在中央并置轴线12的两侧上彼此相邻并置，中央并置轴线12在纵向方向L上延伸。 [0055] 在图中显示的实施例中，两个束由闭合杆分离。 [0056] 每个束10a、10b包括多个板15，多个板15各自在纵向方向上延伸。例如，这些板15是金属板，金属板被钎焊到外部电枢上，以保持金属板呈平行六面体布置。 [0057] 这些板15两个两个地限定用于空气流的流动管道，空气流本身形成束的逆流热和冷通道。 [0058] 束10a被容纳在壳体中，该壳体在第一纵向端处包括由两个倾斜的透空平面24a、24b形成的端壁，以及在相对的第二纵向端处包括由两个倾斜的透空平面26a、26b形成的端壁。平面24a和24b通过接合边缘24c彼此连接，接合边缘24c垂直于纵向方向L延伸。平面26a和26b通过接合边缘26c彼此连接，接合边缘26c垂直于纵向方向L并平行于边缘24c延伸。 [0059] 相邻的束10b被容纳在壳体中，该壳体在第一纵向端处包括由两个倾斜的透空平面25a、25b形成的端壁，以及在相对的第二纵向端处包括由两个倾斜的透空平面27a、27b形成的端壁。平面25a和25b通过接合边缘25c彼此连接，接合边缘25c垂直于纵向方向L延伸。平面27a和27b通过接合边缘27c彼此连接，接合边缘27c垂直于纵向方向L并平行于边缘25c延伸。 [0060] 倾斜的透空平面24a、25a、26a和27a各自形成束的(热或冷)通道中的一个的侧入口或侧出口。 [0061] 彼此面对地布置的两个束的倾斜的透空平面26b和27b形成束的公共入口或公共出口，并且被布置在另一纵向端的倾斜的透空平面24b、25b形成共轭的公共入口或公共出口。 [0062] 在所有图中，实线箭头代表在交换器内(以及在交换器的附近中)的冷空气流的主流动方向，并且虚线箭头代表在交换器内(以及在交换器的附近中)的热空气流的主流动方向。 [0063] 在图1中，两个束10a、10b的热通道与公共入口30和公共出口32流体连通，公共入口30由壁26b和27b形成，公共出口32由壁24b和25b形成。 [0064] 两个束的冷通道与独立的侧入口和独立的侧出口流体连通，独立的侧入口由透空平面24a和25a形成，独立的侧出口由透空平面26a和27a形成。 [0065] 换句话说，两个束10a、10b的热通道由公共入口30供应并通入到公共出口32中，并且两个束10a、10b的冷通道由独立的侧入口24a、25a供应并通入到独立的侧出口26a、27a中。 [0066] 图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的挂架的交换器的透视图，使得能够掌握交换器的大体形状。在该视图中，还可以看到形成入口和/或出口的透空壁中的一些。 [0067] 图3示意性地示出了根据本发明的一个实施例的挂架40，挂架40包括图1的交换器。可以通过在本领域技术人员的直接范围内的任何方式将该交换器固定在挂架中。 [0068] 挂架容纳交换器10，使得交换器的纵向方向L与挂架的主方向(挂架的主方向与发动机的主轴线和飞行器的运动的主方向一致)一致。 [0069] 由壁24a和25a形成的冷空气入口朝向飞行器的前部布置。以这种方式，当飞行器在图3中被参考为F的箭头的方向上移动时，用于冷空气的侧入口可以由存在于挂架40的两侧上的环境空气供应。 [0070] 被布置在挂架40的两侧上的空气进口使得可以供应交换器10的冷通道的空气，并因此使得可以确保通过来自热空气源的合适的导管冷却被引导朝向交换器10的热空气，热空气是例如从由挂架40携带的推进发动机(在图3中未示出)吸入的空气。 |
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