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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:


中小型直升机普遍采用座舱加温与通风系统,利用发动机引气与机外空气相混合,向座舱提供合适温度的空气。

第 6.2节空气循环制冷系统
6.
2.1空气循环制冷原理

空气循环制冷系统主要是采用由发动机引出的高温高压空气经过热交换器初步冷却后再经过涡轮进行膨胀,对外作功,空气本身的温度和压力大大降低,由此获得具有要求的温度和压力的冷空气;涡轮带动同轴的压气机、风扇或其它装置,这样,高压空气中的热能就转变为机械功,从而达到降温制冷的目的。

6.
2.2空气循环制冷系统类型


根据系统中采用的涡轮冷却器的类型,空气循环制冷系统可分为三种类型:涡轮风扇式(简单式)制冷系统、涡轮压气机式(升压式)制冷系统和涡轮压气机风扇式(三轮式)制冷系统。
(一)涡轮风扇式制冷系统
涡轮风扇式空气循环制冷系统又称为简单式制冷系统,其原理如图 6-2所示。由发动机压气机或座舱增压器引出的高温高压空气,先经过初级热交换器冷却,然后在涡轮中膨胀降温,供向混合室。在该系统中,涡轮、初级热交换器串联在一条主供气管道上,涡轮所驱动的风扇抽吸冷却空气经过热交换器。冷空气经水分离器除水后输出,通过调节活门可以调节输出空气温度。

1空气 --空气热交换器 2涡轮风扇 3温度调节活门 4水分离器
图 6-2涡轮风扇式空气循环制冷系统这种利用发动机压气机引出的空气作为气源的涡轮风扇式冷却系统是目前最
简单又是最轻便的一种冷却系统。该系统具有以下优点:涡轮输出功主要用来驱动风扇,使其抽吸热交换器冷边的冲压空气,因此显著地改善了热交换器的性能;在地面停机及低速飞行时,系统同样可以获得相应的制冷量。
当飞行高度增加时,风扇端负荷减小,使冷却涡轮转数增加,到达一定高度时会发生超转,影响制冷效果并减小涡轮的寿命,所以这种系统使用高度受到一定限制。
(二)二轮式制冷系统涡轮压气机式空气循环制冷系统又称为升压式制冷系统,其原理如图 6-3所示。系统由两级热交换器、涡轮压气机式涡轮冷却器构成。高温高压引气经过调节后,通入初级热交换器冷却,流出初级热交换器的空气又进入到压气机,经过压气机后空气的压力和温度都升高。然后空气又流向第二级热交换器进一步冷却。流出二级热交换器的空气又通向冷却涡轮,在涡轮内膨胀,空气的温度和压力都进一步降低。升压式涡轮冷却系统克服了涡轮风扇式空气循环制冷系统的缺点,提高了制冷效率。

1初级空气热交换器 2第二级热交换器 3二轮式涡轮冷却器 4温度调节活门 5水分离器 6汽化器 7风扇
座舱

图 6-3升压式空气循环制冷系统
在高速飞行条件下,由于其涡轮膨胀比可比涡轮风扇式冷却系统大,故其制冷能力亦大;在相同制冷能力下,升压式冷却系统的供气压力或引气量可以较小,使发动机耗油小,经济性好;升压式冷却系统的涡轮运转平稳,不像涡轮通风式冷却
系统的涡轮转速变化大,涡轮寿命长。升压式制冷系统的缺点是:直升机在地面停机状态下或起飞滑跑时,必须采用专用的通风风扇,以抽吸冷却空气通过热交换器。
(三)涡轮压气机风扇式 (三轮式 )冷却系统
三轮式空气循环制冷系统原理如图 6-4所示。

1初级空气热交换器 2第二级热交换器 3三轮式涡轮冷却器 4温度调节活门 5水分离器 6汽化器
座舱

图 6-4三轮式空气循环制冷系统原理
从发动机压气机供来的空气经过供气调节装置供向冷却系统。热空气先经过组合式热交换器的初级热交换器 ,获得初步冷却 ,而后经过三轮冷却装置的升压式压气机,温度、压力均提高了 ,再经过组合式热交换器的第二次级热交换器冷却,最后通过涡轮膨胀降温而供向座舱;风扇抽吸冷却空气经过热交换器,从而使整个系统获得优良的性能。

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