一种飞行器的防冰与灭火装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种飞行器的防冰与灭火装置，包括：第一换热管路和第二换热管路，所述第一换热管路设置于所述飞行器的待散热区，用于对所述飞行器的待散热区散热；所述第一换热管路上设置有灭火装置，所述灭火装置能够在所述飞行器的待散热区中的火区起火时，利用所述第一换热管路内的换热介质进行灭火；所述第二换热管路设置于所述飞行器的防冰区，用于对所述飞行器的防冰区进行加热；所述第一换热管路的出口与所述第二换热管路的入口连通。本发明还提供一种飞行器防冰与灭火的方法。本发明能够同时实现飞行器的防冰与灭火，以提高飞行器运行的安全性。
【专利说明】
一种飞行器的防冰与灭火装置和方法
技术领域
[0001]本发明涉及飞行器安全领域，特别是一种飞行器的防冰与灭火装置和方法。
【背景技术】
[0002]飞行器在工作时，易在飞行器上形成冰，例如机翼前缘经常会形成冰，这会带来重量增加、左右舷不平衡等问题，且滑落的冰块若被发动机吸入，则会对发动机造成损害。传统的机翼防冰方法多为热气防冰，气源采用从发动机压气机引来的热空气，过热空气在防冰腔内加热机翼前缘以防止机翼结冰。比如CN201472669U，发明了一种飞机前缘缝翼防除冰热空气通道，引用飞机发动机排出的高温气流，通过飞机机翼前缘的内外蒙皮形成的空腔控制热气流动，从而达到前缘缝翼的防冰效果。但是，因部分发动机引气温度及压力较高，若直接进入机翼的防冰区域，存在对飞机结构造成破坏的可能性，且引气量有限，也存在牺牲空调系统等的用气以满足防冰需求的可能，对发动机性能产生影响。电加温防冰的原理为通过电加温元件在接通电流之后产生的热量给飞机表面加热，实现防冰效果。又例如CN201195594，发明了一种飞机防冰系统电加温前缘的装置。但是该方法制造精密，成本高，可靠性低。除此之外，现有技术中还有运用超声波或者红外发射构件除冰的方法及装置，比如CN202449211U和CN102007038A，但均存在除冰装置易损坏、失效概率高及维修成本高的问题。
[0003]此外，飞行器在工作时，发动机工作时通过发动机机匣向核心舱传递大量热量，如果热量迅速聚集或者不能及时散去，则会导致舱内的管路及成附件不能正常工作，甚至引发火灾，会造成非常严重的后果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种飞行器的防冰与灭火装置和方法，能够同时实现飞行器的防冰与灭火，以提高飞行器运行的安全性。
[0005]本发明提供一种飞行器的防冰与灭火装置，包括:第一换热管路和第二换热管路，所述第一换热管路设置于所述飞行器的待散热区，用于对所述飞行器的待散热区散热；所述第一换热管路上设置有灭火装置，所述灭火装置能够在所述飞行器的待散热区中的火区起火时，利用所述第一换热管路内的换热介质进行灭火；所述第二换热管路设置于所述飞行器的防冰区，用于对所述飞行器的防冰区进行加热；所述第一换热管路的出口与所述第二换热管路的入口连通。
[0006]进一步地，所述第一换热管路的入口与所述第二换热管路的出口连通。
[0007]进一步地，所述第一换热管路包括位于所述第一换热管路的入口和出口之间的多条换热分管；所述灭火装置位于所述换热分管上。
[0008]进一步地，还包括分流装置和集流装置，所述分流装置分别与所述第一换热管路的入口和所述换热分管的入口连通，能够对来自所述第一换热管路的入口的换热介质进行分流；所述集流装置分别与所述换热分管的出口和所述第一换热管路的出口连通，能够对来自所述换热分管的出口的换热介质进行集流。
[0009]进一步地，所述灭火装置包括一个或多个灭火喷嘴，所述灭火喷嘴设置在所述换热分管的至少一条上。
[0010]进一步地，所述灭火喷嘴在所述换热分管上的分布位置根据所述飞行器的待散热区中的火区确定；所述灭火装置上包括第一感应装置，所述第一感应装置能够感应所述飞行器的待散热区的起火位置，来打开所述起火位置附近的灭火喷嘴。
[0011]进一步地，所述灭火喷嘴在所述换热分管上的角度可调；所述灭火装置还包括第二感应装置，所述第二感应装置能够感应所述飞行器的待散热区的起火位置，来调节所述灭火喷嘴的角度以朝向所述起火位置灭火。
[0012]进一步地，所述飞行器的待散热区位于飞行器短舱内的核心舱；所述飞行器的防冰区位于所述飞行器的机翼。
[0013]进一步地，所述多条换热分管的总重心位于所述飞行器的短舱内的发动机的轴线上。
[0014]进一步地，所述第二换热管路中包括向所述换热介质提供循环动力的动力栗和用于防止所述换热介质倒流的至少一个单向活门。
[0015]进一步地，所述换热介质为水，所述分流装置为分水环，所述集流装置为集水环。
[0016]本发明还提供一种利用上述的飞行器的防冰与灭火装置进行防冰与灭火的方法，包括，
[0017]利用设置在所述飞行器的待散热区的第一换热管路对所述飞行器的待散热区进行散热；将所述第一换热管路的出口与设置在所述飞行器的防冰区的第二换热管路的入口连通，以将经所述飞行器的待散热区加热的换热介质通入所述第二换热管路，以对所述飞行器的防冰区进行加热；
[0018]当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，打开所述第一换热管路上设置的灭火装置，利用所述第一换热管路的换热介质对所述火区进行灭火。
[0019]进一步地，所述灭火装置包括多个灭火喷嘴；当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，感应起火位置，打开所述灭火装置中处于所述起火位置附近的灭火喷嘴，对所述起火位置进行灭火。
[0020]进一步地，所述灭火装置包括多个灭火喷嘴；当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，感应起火位置，调节所述多个灭火喷嘴中的部分或全部灭火喷嘴的角度使其朝向所述起火位置，对所述起火位置进行灭火。
[0021]本发明的飞行器的防冰与灭火装置，通过在飞行器的火区与易结冰区域之间形成环路，通过管道中的换热介质将核心舱火区热量传至机翼，实现机翼防冰；同时当火区着火时，可将流经火区附近管道上的灭火装置打开，将换热介质喷射出，进行核心舱灭火。通过本发明的设计，一方面可以在不消耗发动机引气量的情况下防止飞行器防冰区域结冰；另一方面，当飞行器待散热区着火时，可起到辅助灭火作用。
【附图说明】
[0022]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0023]图1为本发明的飞行器的防冰与灭火装置一个具体实施例的示意图。
[0024]图2为图1中A-A截面图，其示出了第一换热管路中换热分管的位置分布。
[0025]图3为本发明的飞行器的防冰与灭火装置中的第一换热管路的一个具体实施例的立体图。
[0026]图4和图5为本发明的飞行器的防冰与灭火装置中的第一换热管路中换热分管的具体实施例的立体图，其中示出了灭火装置位于所述换热分管上。
【具体实施方式】
[0027]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0028]图1示出了本发明的一种飞行器的防冰与灭火装置的一个具体实施例。其中，该防冰与灭火装置包括:第一换热管路I和第二换热管路2，所述第一换热管路I设置于所述飞行器的待散热区，用于对所述飞行器的待散热区散热；在飞行器中，飞行器短舱由于设置有发动机，因此尤其需要对短舱核心机罩内壁31与其所包围的发动机机匣32之间的核心舱发热区进行散热，因此，在一个实施例中，所述第一换热管路I设置于所述飞行器的核心舱。
[0029]所述第一换热管路I上设置有灭火装置，所述灭火装置能够在所述飞行器的待散热区中的火区起火时，利用所述第一换热管路I内的换热介质进行灭火；在另一个实施例中，所述换热介质为水，这是因为水的比热容高，防止因温度过高对机翼结构造成破坏，并且可以达到有效灭火的效果。当然，在其他的实施例中，也可以选择由非燃烧体构成的换热介质。
[0030]所述第二换热管路2设置于所述飞行器的防冰区，用于对所述飞行器的防冰区进行加热。在一个实施例中，该防冰区为机翼，在其他实施例中，防冰区还可以是机舱挡风板等。所述第一换热管路I的出口与所述第二换热管路2的入口连通。这样，一方面通过在飞行器的火区与易结冰区域之间形成环路，通过管道中的换热介质将核心舱火区热量传至机翼，实现机翼防冰；同时当火区例如核心舱中着火时，可将流经火区附近管道上的灭火打开，将换热介质喷射出，进行核心舱灭火。
[0031]另外，在一个实施例中，该第一换热管路I的出口与该第二换热管路2的入口连通，该第二换热管路2的出口与该第一换热管路I的入口连通，以构成循环回路。根据实际情况的需要，还可以在环路中设置储液装置，所述储液装置可设置在所述循环回路中，以用于存储换热介质。当然，也可以不设置，但管道内储水量应保证至少可供两次灭火使用。
[0032]结合图1和图2所示，所述第一换热管路I包括位于所述第一换热管路I的入口和出口之间的多条换热分管11 ;所述灭火装置位于所述换热分管11上。所述换热分管11的条数根据实际工况的需要设置为40?50条，另外，处于安全考虑，如图2所示，所述多条换热分管11的总重心位于所述飞行器短舱内的发动机的轴线上，避免引起偏心矩。
[0033]为了充分换热，所述第一换热管路I还包括分流装置和集流装置，所述分流装置分别与所述第一换热管路I的入口和所述换热分管11的入口连通，能够对来自所述第一换热管路I的入口的换热介质进行分流；所述集流装置分别与所述换热分管11的出口和所述第一换热管路I的出口连通，能够对来自所述换热分管11的出口的换热介质进行集流。
[0034]在一个实施例中，如图3所示，所述换热介质为水，所述分流装置为分水环13，所述集流装置为集水环14。所述多条换热分管11的入口在所述分水环13上等分设置，和/或所述多条换热分管11的出口在所述集水环14上等分设置。当然，换热分管11也无需延分水环13环向等距布置
[0035]另外，通过设置所述换热分管11壁厚，可确保所述换热分管的传热性能以及结构上的稳定性。在一个实施例中，所述换热分管11的外径为8mm至10mm，内径为5mm至7mm。
[0036]下面对灭火装置进行介绍。如图3?5所示，所述灭火装置包括一个或多个灭火喷嘴12，所述灭火喷嘴12设置在所述换热分管11的至少一条上，这样，就保证火区起火时，能够直接利用换热分管11中的换热介质进行灭火。
[0037]为了提高灭火的高效性，所述灭火喷嘴12在所述换热分管11上的分布位置根据所述飞行器的待散热区中的火区确定，一般情况下，根据核心舱壁型面以及舱内成附件布局进行铺设，应尽可能多的绕经核心舱各个火区，一方面便于换热分管11在有限的空间吸纳更多的热量，另一方面，在火区着火时，可打开灭火喷嘴12进行针对性进行灭火，提高灭火准确度。
[0038]另外，为提高灵活性，所述灭火喷嘴12在所述换热分管11上的角度可调，以便起火时能够调节该灭火喷嘴12的角度，提高灭火效率。
[0039]所述灭火喷嘴12可根据实际工况的需要进行选择，例如在一个实施例中为水柱型喷嘴。
[0040]为了提高灭火的自动化，在一个实施例中，所述灭火装置上包括第一感应装置，所述感应装置能够感应所述飞行器的待散热区的起火位置，来打开所述起火位置附近的灭火喷嘴12如图4所示；所述灭火装置还包括第二感应装置，所述第二感应装置能够感应所述飞行器的待散热区的起火位置，来调节所述灭火喷嘴12的角度以朝向所述起火位置灭火。布置灭火喷嘴时，需考虑可实现灭火喷嘴协同灭火，如位于同一易着火成附件附近的不同换热分管12上的灭火喷嘴，其朝向可均调至该部件，在该部件着火时，同时打开其附近灭火喷嘴实现集中灭火，如图5所示。
[0041]另外，如图1所示，所述第二换热管路2中包括向所述换热介质提供循环动力的动力栗21和用于防止所述换热介质倒流的至少一个单向活门22。单向活门22数量视充水管道形状而定，即在长而直的区域可少布置单向活门，但在管道弯曲较多处，需增加单向活门的数量。
[0042]下面，对本发明的利用上述的飞行器的防冰与灭火装置进行防冰与灭火的方法进行介绍。该方法包括:利用设置在所述飞行器的待散热区的第一换热管路I对所述飞行器的待散热区进行散热；将所述第一换热管路I的出口与设置在所述飞行器的防冰区的第二换热管路2的入口连通，以将经所述飞行器的待散热区加热的换热介质通入所述第二换热管路2，以对所述飞行器的防冰区进行加热；
[0043]当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，打开所述第一换热管路I上设置的灭火装置，利用所述第一换热管路I的换热介质对所述火区进行灭火。
[0044]在一个实施例中，当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，感应起火位置，打开所述灭火装置中处于所述起火位置附近的灭火喷嘴12，对所述起火位置进行灭火。
[0045]在另一个实施例中，当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，感应起火位置，调节所述多个灭火喷嘴12中的部分或全部灭火喷嘴12的角度使其朝向所述起火位置，对所述起火位置进行灭火。
[0046]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种飞行器的防冰与灭火装置，其特征在于，包括:第一换热管路(I)和第二换热管路(2)，所述第一换热管路(I)设置于所述飞行器的待散热区，用于对所述飞行器的待散热区散热；所述第一换热管路(I)上设置有灭火装置，所述灭火装置能够在所述飞行器的待散热区中的火区起火时，利用所述第一换热管路(I)内的换热介质进行灭火；所述第二换热管路(2)设置于所述飞行器的防冰区，用于对所述飞行器的防冰区进行加热；所述第一换热管路(I)的出口与所述第二换热管路(2)的入口连通。2.如权利要求1所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述第一换热管路(I)的入口与所述第二换热管路(2)的出口连通。3.如权利要求1或2所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述第一换热管路(I)包括位于所述第一换热管路(I)的入口和出口之间的多条换热分管(11);所述灭火装置位于所述换热分管(11)上。4.如权利要求3所述的防冰与灭火装置，其特征在于，还包括分流装置和集流装置，所述分流装置分别与所述第一换热管路(I)的入口和所述换热分管(11)的入口连通，能够对来自所述第一换热管路(I)的入口的换热介质进行分流；所述集流装置分别与所述换热分管(11)的出口和所述第一换热管路(I)的出口连通，能够对来自所述换热分管(11)的出口的换热介质进行集流。5.如权利要求4所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述灭火装置包括一个或多个灭火喷嘴(12)，所述灭火喷嘴(12)设置在所述换热分管(11)的至少一条上。6.如权利要求5所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述灭火喷嘴(12)在所述换热分管(11)上的分布位置根据所述飞行器的待散热区中的火区确定；所述灭火装置上包括第一感应装置，所述第一感应装置能够感应所述飞行器的待散热区的起火位置，来打开所述起火位置附近的灭火喷嘴(12)。7.如权利要求5所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述灭火喷嘴(12)在所述换热分管(11)上的角度可调；所述灭火装置还包括第二感应装置，所述第二感应装置能够感应所述飞行器的待散热区的起火位置，来调节所述灭火喷嘴(12)的角度以朝向所述起火位置灭火。8.如权利要求1所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述飞行器的待散热区位于飞行器短舱内的核心舱；所述飞行器的防冰区位于所述飞行器的机翼。9.如权利要求3所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述多条换热分管(11)的总重心位于所述飞行器的短舱内的发动机的轴线上。10.如权利要求1所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述第二换热管路(2)中包括向所述换热介质提供循环动力的动力栗(21)和用于防止所述换热介质倒流的至少一个单向活门(22) ο11.如权利要求4所述的防冰与灭火装置，其特征在于，所述换热介质为水，所述分流装置为分水环(13)，所述集流装置为集水环(14)。12.一种利用如权利要求1?11任一所述的飞行器的防冰与灭火装置进行防冰与灭火的方法，其特征在于，包括， 利用设置在所述飞行器的待散热区的第一换热管路(I)对所述飞行器的待散热区进行散热；将所述第一换热管路(I)的出口与设置在所述飞行器的防冰区的第二换热管路(2)的入口连通，以将经所述飞行器的待散热区加热的换热介质通入所述第二换热管路(2)，以对所述飞行器的防冰区进行加热； 当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，打开所述第一换热管路(I)上设置的灭火装置，利用所述第一换热管路(I)的换热介质对所述火区进行灭火。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述灭火装置包括多个灭火喷嘴(12);当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，感应起火位置，打开所述灭火装置中处于所述起火位置附近的灭火喷嘴(12)，对所述起火位置进行灭火。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述灭火装置包括多个灭火喷嘴(12);当所述飞行器的待散热区中的火区起火时，感应起火位置，调节所述多个灭火喷嘴(12)中的部分或全部灭火喷嘴(12)的角度使其朝向所述起火位置，对所述起火位置进行灭火。
【文档编号】A62C37/00GK106032168SQ201510109871
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月13日
【发明人】韩聪聪, 陈俊, 邓阳
【申请人】中航商用航空发动机有限责任公司