一种集成防砂、防冰及旁通功能的发动机进气系统的制作方法

本实用新型涉及发动机领域，具体涉及一种集成防砂、防冰及旁通功能的发动机进气系统。

背景技术：

现有直升机的发动机进气系统一般分为两种：第一种为常规发动机进气系统，在发动机进气口前部装有进气道，进气道可带加热防冰功能，在进气道入口处安装有钢丝网，用以防止大的物体进入发动机，造成发动机的损伤。这种进气系统没有防砂装置，发动机如果在沙尘环境飞行，大量的沙尘会进入到发动机中，对发动机造成损坏，增加发动机的故障率，缩短发动机的寿命，危及机上人员的安全，这种进气系统不适用于沙尘环境。

第二种在发动机的进气口前部安装有进气道，在进气道的上游安装防砂装置，防砂装置核心为涡旋管，当空气经过涡旋管时，沙尘被分离，干净的空气进入发动机。在非沙尘环境飞行时，可以换装不带防砂装置的进气道。这种进气系统由于安装了防砂装置，直升机飞行时发动机的功率会有所降低。为了保证直升机的功率，在清洁环境飞行时，需要更换为无防砂装置的进气系统。但是更换防砂装置所用的时间较长，更换比较复杂，使用不便。另外，砂尘分离装置在结冰环境使用时，仅能满足ccar29/far29部适航标准的30分钟工作能力，超过30分钟直升机将不能打安全飞行。

且带有防砂装置的进气系统加热防冰实施困难。由于防砂装置的零件耐热性差，并且空间有限，现有的防砂装置很难具备加热防冰功能。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是没有防砂装置的发动机进气系统在沙尘环境飞行，容易对发动机造成损坏，增加发动机的故障率；带有防砂装置的进气系统加热防冰实施困难，提供一种集成防砂、防冰及旁通功能的发动机进气系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种集成防砂、防冰及旁通功能的发动机进气系统，包括框架，框架两侧分别设有防砂装置和旁通系统，旁通系统外侧设有防冰装置，所述的防砂装置包括外面板和内面板，外面板和内面板之间设有涡旋管，外面板外侧设有排砂风扇整流罩，与排砂风扇整流罩相连设有排砂通道，排砂风扇整流罩内设有排砂风扇。

所述的旁通系统包括旁通门、固定支臂、活动支臂和整流锥，所述的整流锥通过固定支臂与框架连接；所述的整流锥上设有滑槽，活动支臂一端与旁通门固定连接、另一端伸进滑槽内与整流锥滑动连接；所述的整流锥内设有作动机构，作动机构与活动支臂连接。

所述的防冰装置包括加热网，加热网设置在旁通门外侧。

所述的旁通门外侧设有导轨，所述的框架上设有导轨槽，导轨与导轨槽滑动配合。

所述的涡旋管包括涡旋管上管和涡旋管下管，涡旋管上管内设有螺旋叶片，涡旋管上管与外面板连接，涡旋管下管与内面板连接，涡旋管上管的中心线和涡旋管下管的中心线在同一条中轴线上；所述的涡旋管下管的外径小于涡旋管上管的内径。

所述的涡旋管下管为喇叭口形状。

所述的防砂装置外端设有防鸟撞网。

本实用新型采用多功能发动机进气系统，在砂尘环境飞行时，关闭旁通阀门，空气通过防砂装置，防砂装置将空气中的沙尘分离出来，干净的空气进入到直升机发动机中；在无砂尘环境飞行时，打开旁通门，空气直接通过旁通门进入到发动机中，减少了空气通过防砂装置时造成的损失，可以大大减少发动机的功率损失，此时由于电加热网具备加热防冰功能，使得直升机突破了砂尘分离装置只有30分钟结冰区飞行的限制。简单可靠的旁通门作动机构，可方便地控制旁通门的打开和关闭，保证在不同工作环境下状态快速可靠切换。

本实用新型成功地解决了直升机发动机的进气防砂、防冰问题，同时也解决了防砂装置的更换困难问题，有很强的使用价值。

附图说明

图1是本实用新型外部结构示意图；

图2是本实用新型外面板与内面板相配合的横截面结构示意图；

图3是本实用新型旁通系统的结构示意图；

图4是本实用新型旁通系统内部的结构示意图

图5是本实用新型涡旋管的结构示意图；

图6是本实用新型涡旋管除砂的结构原理示意图；

图7是本实用新型旁通门关闭状态结构示意图；

图8是本实用新型旁通门打开状态结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图8所示，一种集成防砂、防冰及旁通功能的发动机进气系统，包括框架1，框架1两侧分别设有防砂装置2和旁通系统3，旁通系统3外侧设有防冰装置4，所述的防砂装置2包括外面板21和内面板23，外面板21和内面板23之间设有涡旋管22，外面板21外侧设有排砂风扇整流罩26，与排砂风扇整流罩26相连设有排砂通道，排砂风扇整流罩26内设有排砂风扇。所述的排砂风扇采用轴流风机，轴流风机进气量大、排砂量大，适用于大功率发动机进气系统。

所述的旁通系统3包括旁通门31、固定支臂32、活动支臂33和整流锥35，所述的整流锥35通过固定支臂32与框架1连接；所述的整流锥35上设有滑槽351，活动支臂33一端与旁通门31固定连接、另一端伸进滑槽351内与整流锥35滑动连接；所述的整流锥35内设有作动机构34，作动机构34与活动支臂33连接。本实用新型的作动机构由电机驱动丝杠螺母动作，作动机构带动活动支臂直线运动，由此带动与活动支臂固定的旁通门运动，整流锥通过固定支臂固定在防砂装置的框架上。

所述的防冰装置4包括加热网41，加热网41设置在旁通门31外侧。

所述的旁通门31外侧设有导轨36，所述的框架1上设有导轨槽11，导轨36与导轨槽11滑动配合。在旁通门的开合过程中，导轨与导轨槽相配合，起到导向作用26，防止旁通门发生旋转跑偏。本实用新型的旁通门作动机构简单，作动机构与防砂装置相对独立。旁通门与作动机构连接方式简单、可靠，安全度高，避免由于操纵机构失效影响直升机的安全性、可靠性。

所述的涡旋管22包括涡旋管上管221和涡旋管下管222，涡旋管上管221内设有螺旋叶片223，涡旋管上管221与外面板21连接，涡旋管下管222与内面板23连接，涡旋管上管221的中心线和涡旋管下管222的中心线在同一条中轴线上；所述的涡旋管下管222的外径小于涡旋管上管221的内径。外界空气进入涡旋管22后，在涡旋管22中，在发动机吸力的作用下，由固定的螺旋叶片223给含砂气体一个径向速度和切向速度，造成旋涡，使大部分砂尘靠惯性离心力的作用甩向涡旋管上管221的管壁，并通过涡旋管上管221内壁与涡涡旋管下管222外壁之间的环形通道排到外面板21和内面板23之间；到达外面板21和内面板23之间的沙粒在排砂风扇的作用下通过排砂风扇整流罩26排出。

所述的涡旋管下管222为喇叭口形状。

本实用新型的外面板21和内面板23均为铝合金材料；排砂风扇整流罩26、框架1为复合材料；涡旋管为热塑性聚丙烯材料，涡旋管上管和涡旋管下管分别固定在外面板21和内面板23上，外面板21和内面板23铆装在框架上，排砂风扇整流罩铆装在外面板上，排砂风扇安装在排砂整流罩内。

所述的防砂装置2外端设有防鸟撞网5。满足装置对防鸟撞的要求。

本实用新型的整体工作流程为：当直升机在砂尘环境飞行时，旁通门处于关闭状态。发动机的进气通过防砂装置提供：含有砂尘的空气经过防砂装置上的涡旋管后进入发动机，空气中的砂尘等杂质在涡旋管中被分离出来，汇集到防砂装置的内面板与外面板之间的夹层中，利用排砂风扇将砂尘排除机体外，排砂风扇安装在排砂风扇整流罩的内部，与排砂通道相通。干净的空气通过内面板后进入发动机。由于空气经过防砂装置4，会有一定的压力损失。因此同等条件下，经过防砂装置4为发动机提供进气时，发动机的进气量减少，发动机的功率会有一定的降低。

直升机在非砂尘环境飞行时，作动机构带动旁通门移动，旁通门处于打开状态。绝大部分空气不经过防砂装置直接进入发动机。在这种工作状况下，由于绝大部分空气不经过防砂装置，空气进入发动机的过程中造成的功率损失较小，能够保证直升机在比较充足的发动机功率下飞行。

本实用新型在结冰条件下飞行时，电加热网通电对进入发动机的空气加热，防止冰块被发动机吸入。