本發(fā)明屬于飛行器空氣分配系統(tǒng)，特別涉及一種直升機(jī)空氣分配與能量梯級(jí)利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、直升機(jī)在飛行過程中，由于高速旋轉(zhuǎn)的主旋翼產(chǎn)生的強(qiáng)烈氣流以及機(jī)身內(nèi)外的溫差，座艙內(nèi)可能會(huì)變得非常炎熱。為了確保機(jī)組人員的舒適性及安全性，直升機(jī)通常配備有空調(diào)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)座艙內(nèi)的溫度。

2、傳統(tǒng)的直升機(jī)空調(diào)系統(tǒng)一般采用空氣分配的方式來實(shí)現(xiàn)溫度控制，其基本工作流程為：通過進(jìn)氣口將外界空氣引入到系統(tǒng)中，引入的空氣經(jīng)過冷卻裝置進(jìn)行降溫，之后被送入座艙內(nèi)，以降低座艙空氣溫度，換熱后通過座艙內(nèi)的排氣口排至艙外。

3、然而，在一些設(shè)計(jì)中，用于冷卻的空氣在進(jìn)入座艙之前或之后，部分甚至全部未被有效利用就直接排出艙外，導(dǎo)致能源浪費(fèi)、系統(tǒng)效率低下、舒適度下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：提出一種直升機(jī)空氣分配與能量梯級(jí)利用系統(tǒng)，通過精心規(guī)劃的系統(tǒng)布局，使座艙的加溫、制冷、通風(fēng)、排水、供氧、循環(huán)模式切換、冷凝器散熱、設(shè)備散熱等空氣回路實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，并使機(jī)體不同艙室結(jié)構(gòu)作為風(fēng)道的組成部分，充分利用機(jī)體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)成空間，大幅減少管路使用和對(duì)機(jī)內(nèi)空間的占用。

2、技術(shù)方案

3、一種直升機(jī)空氣分配與能量梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括進(jìn)氣單元、分配單元、出氣散熱單元和回氣單元；

4、進(jìn)氣單元從外界或內(nèi)部引氣并調(diào)節(jié)溫度后將空氣輸送至分配單元；分配單元將空氣在艙內(nèi)進(jìn)行分配；出氣散熱單元從艙內(nèi)抽吸空氣為設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備散熱后排向外界；

5、回氣單元從艙內(nèi)回收空氣并將回收的空氣輸送至進(jìn)氣單元。

6、進(jìn)一步，進(jìn)氣單元包括：風(fēng)源切換閥、蒸發(fā)器、進(jìn)氣風(fēng)扇、引射器、混合管路、繼電器；

7、風(fēng)源切換閥的兩個(gè)進(jìn)氣端口分別連接外界和回氣單元；風(fēng)源切換閥的公共端連接蒸發(fā)器和進(jìn)氣風(fēng)扇后連接混合管路；

8、引射器一端連接發(fā)動(dòng)機(jī)氣源，另一端連接混合管路；繼電器用于控制引射器的通斷；

9、空氣在混合管路內(nèi)混合后輸送至分配單元。

10、進(jìn)一步，混合管路內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；

11、當(dāng)監(jiān)測(cè)到混合管路內(nèi)空氣超溫時(shí)，控制繼電器關(guān)斷引射器。

12、進(jìn)一步，混合管路內(nèi)還設(shè)有排水口，將經(jīng)蒸發(fā)器產(chǎn)生的水排至外界。

13、進(jìn)一步，分配單元包括：空氣分配閥和出風(fēng)口；

14、空氣分配閥進(jìn)氣口連接進(jìn)氣單元，多個(gè)出氣口分別連接一個(gè)出風(fēng)口；

15、出風(fēng)口設(shè)置在前駕駛艙和后駕駛艙內(nèi)。

16、進(jìn)一步，回氣單元通過兩個(gè)回氣管路分別將前駕駛艙和后駕駛艙的空氣引至進(jìn)氣單元。

17、進(jìn)一步，出氣散熱單元包括：回風(fēng)管路、冷凝器、軸流風(fēng)機(jī)；

18、回風(fēng)管路入口設(shè)有前駕駛艙進(jìn)風(fēng)口、后駕駛艙進(jìn)風(fēng)口和機(jī)腹進(jìn)氣口，進(jìn)入回風(fēng)管路的空氣經(jīng)冷凝器降溫后為設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備散熱，設(shè)備艙的排風(fēng)口設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)。

19、進(jìn)一步，系統(tǒng)還包括：制氧單元；

20、制氧機(jī)的進(jìn)氣口設(shè)置在回風(fēng)管路的前駕駛艙進(jìn)風(fēng)口處，制氧機(jī)出氣口設(shè)置在回風(fēng)管路中，制氧機(jī)從前駕駛艙吸取空氣制氧后將廢棄排至回風(fēng)管路；

21、制取的氧氣通過氧氣面罩供應(yīng)前駕駛艙和后駕駛艙的機(jī)組人員。

22、進(jìn)一步，軸流風(fēng)機(jī)前端還設(shè)有出風(fēng)溫度傳感器。

23、綜上所述，本發(fā)明的有益效果如下：

24、1.本發(fā)明所述的一套空氣分配與管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)模式切換、制冷功能、通風(fēng)功能、加溫功能、溫度調(diào)節(jié)功能、管路排水功能、出風(fēng)口方向切換功能、風(fēng)量調(diào)節(jié)功能、座艙供氧功能、分子篩制氧機(jī)散熱功能的高度集成，在一套空氣分配系統(tǒng)中一體化設(shè)計(jì)，顯著降低對(duì)座艙內(nèi)的空間占用和重量負(fù)擔(dān)；

25、2.利用前艙排出的溫度比較適宜的空氣(22℃～27℃)為冷凝器散熱功能，實(shí)現(xiàn)能量復(fù)用。制冷系統(tǒng)工作時(shí)，蒸發(fā)器吸收座艙內(nèi)的熱量由冷凝器排出到座艙外，座艙制冷后的氣體為冷凝器散熱，實(shí)現(xiàn)了對(duì)座艙排出后低溫空氣的復(fù)用，低溫空氣不浪費(fèi)；

26、3.利用后艙排出的溫度比較適宜的空氣(22℃～27℃)為綜合設(shè)備柜散熱；

27、4.由于本發(fā)明所述的空氣分配系統(tǒng)高度集成了以往需要多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能，相比常規(guī)設(shè)計(jì)，蒸發(fā)器、通風(fēng)加溫共用1臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，分子篩制氧機(jī)、冷凝器、綜合設(shè)備柜共用1臺(tái)風(fēng)機(jī)，通風(fēng)加溫和制冷共用的1套空氣管路，利用左設(shè)備艙空間作為回風(fēng)管路節(jié)約1套回風(fēng)管路，相比傳統(tǒng)空氣分配系統(tǒng)可以大幅減輕整套系統(tǒng)重量；

28、5.由于本發(fā)明所述的空氣分配系統(tǒng)充分利用了前、后艙，排出的溫度比較適宜的空氣(22℃～27℃)為冷凝器和綜合設(shè)備柜散熱，避免了直接排出到大氣的浪費(fèi)，同時(shí)擴(kuò)大了換熱溫差，使制冷系數(shù)cop提升了1.48～2.34。

技術(shù)特征：

1.一種直升機(jī)空氣分配與能量梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：包括進(jìn)氣單元、分配單元、出氣散熱單元和回氣單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：進(jìn)氣單元包括：風(fēng)源切換閥、蒸發(fā)器、進(jìn)氣風(fēng)扇、引射器、混合管路、繼電器；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于：混合管路內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于：混合管路內(nèi)還設(shè)有排水口，將經(jīng)蒸發(fā)器產(chǎn)生的水排至外界。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：分配單元包括：空氣分配閥和出風(fēng)口；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：回氣單元通過兩個(gè)回氣管路分別將前駕駛艙和后駕駛艙的空氣引至進(jìn)氣單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于：出氣散熱單元包括：回風(fēng)管路、冷凝器、軸流風(fēng)機(jī)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)還包括：制氧單元；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于：軸流風(fēng)機(jī)前端還設(shè)有出風(fēng)溫度傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于飛行器空氣分配系統(tǒng)，公開了一種直升機(jī)空氣分配與能量梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括進(jìn)氣單元、分配單元、出氣散熱單元和回氣單元；進(jìn)氣單元從外界或內(nèi)部引氣并調(diào)節(jié)溫度后將空氣輸送至分配單元；分配單元將空氣在艙內(nèi)進(jìn)行分配；出氣散熱單元從艙內(nèi)抽吸空氣為設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備散熱后排向外界；回氣單元從艙內(nèi)回收空氣并將回收的空氣輸送至進(jìn)氣單元。

技術(shù)研發(fā)人員：李彬,羅平根,韓林哲,趙凱祥,朱仕林,李烽超,王化吉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6