详情

原文传递一种具有蓄冷能力的飞机燃油热管理系统及方法

专利名称：	一种具有蓄冷能力的飞机燃油热管理系统及方法
摘要：	一种具有蓄冷能力的飞机燃油热管理系统及方法，本发明针对新一代高性能超声速飞机，公开了一种具有蓄冷能力的新型燃油热管理系统。本发明公开的燃油热管理系统利用制冷机组为回流燃油制冷，并将被冷却后的低温燃油蓄积在蓄冷油箱中，避免回流热油对燃油热沉的加热，同时增加燃油的热沉冷却能力；本发明通过回流管路上的分流阀控制被冷却燃油的流量以及燃油制冷机组所消耗的功率，合理利用飞机能源系统的富余功率输出，同时避免能源损失；本发明通过控制蓄冷油箱与储油箱燃油混合比例，将燃油冷却回路中燃油初始温度稳定在理想工况下，避免燃油不断升温给热管理系统带来的压力，并通过冷却补偿旁路的设计使系统满足不同热载荷的冷却需求，适应更复杂的工况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	李运泽;毛羽丰;王霁翔;熊凯;蔡本元
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201811651645.6
公开号：	CN109969411A
代理机构：	北京金恒联合知识产权代理事务所
代理人：	李强
分类号：	B64D37/34(2006.01);B;B64;B64D;B64D37
申请人地址：	100191 北京市海淀区学院路37号
主权项：	1.一种具有蓄冷能力的飞机燃油热管理系统，其特征在于包括：蓄冷油箱(1)，热载荷冷却管路，回流燃油冷却管路，其中：所述蓄冷油箱(1)与飞机的储油箱(2)并联，用于存储回流燃油冷却管路产生的低温燃油，蓄冷油箱(1)的出口与三通控制阀(3)连通；所述热载荷冷却管路的始端与燃油增压驱动泵(4)连通，所述热载荷冷却管路顺次连接有环控系统散热器(5)、电气系统散热器(6)、液压系统散热器(7)，所述热载荷冷却管路的末端与发动机(100)供油管路连通，在电气系统散热器(6)的入口位置设有从冷却管路起点位置引出的第一冷却补偿旁路，第一冷却补偿旁路由第一补偿控制阀(8)控制流量，在液压系统散热器(7)的入口位置设有从冷却管路起点位置引出的第二冷却补偿旁路，第二冷却补偿旁路由第二补偿控制阀(9)控制流量，回流燃油冷却管路始于飞机的发动机供油管路，包括顺次连接的冲压空气换热器(10)、回流控制阀(11)、压差涡轮(12)，回流燃油冷却管路的末端与储油箱(2)的入口连通；在冲压空气换热器(10)的出口位置引出有燃油制冷旁路，所述燃油制冷旁路包括顺次连接的蓄冷分流控制阀(13)、压差涡轮(14)、燃油制冷机组(15)，燃油制冷旁路的末端与蓄冷油箱(1)入口连通，所述的燃油热管理系统进一步包括：设置在储油箱(2)的出口位置的第一温度传感器(16)，设置在三通控制阀(3)的出口位置的第二温度传感器(17)，设置在环控系统散热器(5)的出口位置的第三温度传感器(18)，设置在电气系统散热器(6)的出口位置的第四温度传感器(19)，设置在液压系统散热器(7)的出口位置的第五温度传感器(20)，内置在冲压空气换热器(10)中的第六温度传感器(21)，以及设置在在冲压空气换热器(10)的出口位置的第七温度传感器(22)，设置在燃油制冷机组(15)的出口位置的第八温度传感器(23)。 2.根据权利要求1所述的飞机燃油热管理系统，其特征在于：所述燃油制冷机组(15)用于冷却回流燃油冷却管路中的燃油，其根据第七温度传感器(22)的测量温度自适应调节制冷量与能耗，使燃油制冷机组(15)的出口处的燃油温度始终稳定在预定的低温，蓄冷分流控制阀(13)用于根据飞机的飞机能源系统的负载工况，控制被冷却燃油的流量，使燃油制冷机组(15)的能耗与空载功率匹配，以利用富余能量制冷，三通控制阀(3)用于根据第二温度传感器(17)的测量温度，控制来自蓄冷油箱(1)的低温燃油与来自储油箱(2)的储油的混合比例，将热载荷冷却管路的燃油的初始温度稳定在理想工况，第一补偿控制阀(8)的开度根据第三温度传感器(18)和第四温度传感器(19)的测量温度而受到控制，以同时满足飞机的环控系统和电气系统的冷却需求，第二补偿控制阀(9)的开度根据第三温度传感器(18)和第五温度传感器(20)的测量温度而受到控制，以同时满足飞机的环控系统和液压系统的冷却需求，回流控制阀(11)的开度根据第五、第六、第七温度传感器(20、21、22)的测量温度控制，用于控制回流燃油冷却管路的流量，进而调整热载荷冷却管路的总流量满足热载荷冷却管路的散热需求。 3.一种具有蓄冷能力的飞机燃油热管理方法，其特征在于包括：设置蓄冷油箱(1)、热载荷冷却管路、回流燃油冷却管路，把所述蓄冷油箱(1)与飞机的储油箱(2)并联，用所述蓄冷油箱(1)存储回流燃油冷却管路产生的低温燃油，使蓄冷油箱(1)的出口与三通控制阀(3)连通；把所述热载荷冷却管路的始端与燃油增压驱动泵(4)连通，用所述热载荷冷却管路顺次连接环控系统散热器(5)、电气系统散热器(6)、液压系统散热器(7)，把所述热载荷冷却管路的末端与发动机(100)供油管路连通，在电气系统散热器(6)的入口位置设置从冷却管路起点位置引出的第一冷却补偿旁路，用第一补偿控制阀(8)控制第一冷却补偿旁路的流量，在液压系统散热器(7)的入口位置设置从冷却管路起点位置引出的第二冷却补偿旁路，用第二补偿控制阀(9)控制第二冷却补偿旁路的流量，使回流燃油冷却管路始于飞机的发动机供油管路，并包括顺次连接的冲压空气换热器(10)、回流控制阀(11)、压差涡轮(12)，把回流燃油冷却管路的末端与储油箱(2)的入口连通；在冲压空气换热器(10)的出口位置引出燃油制冷旁路，使所述燃油制冷旁路包括顺次连接的蓄冷分流控制阀(13)、压差涡轮(14)、燃油制冷机组(15)，把燃油制冷旁路的末端与蓄冷油箱(1)入口连通，在储油箱(2)的出口位置设置第一温度传感器(16)，在三通控制阀(3)的出口位置设置第二温度传感器(17)，在环控系统散热器(5)的出口位置设置第三温度传感器(18)，在电气系统散热器(6)的出口位置设置第四温度传感器(19)，在液压系统散热器(7)的出口位置设置第五温度传感器(20)，在冲压空气换热器(10)中设置第六温度传感器(21)，以及在在冲压空气换热器(10)的出口位置设置第七温度传感器(22)，在燃油制冷机组(15)的出口位置设置第八温度传感器(23)。 4.根据权利要求3所述的飞机燃油热管理方法，其特征在于进一步包括：用所述燃油制冷机组(15)冷却回流燃油冷却管路中的燃油，其中所述燃油制冷机组(15)根据第七温度传感器(22)的测量温度自适应调节制冷量与能耗，使燃油制冷机组(15)的出口处的燃油温度始终稳定在预定的低温，用蓄冷分流控制阀(13)，根据飞机的飞机能源系统的负载工况，控制被冷却燃油的流量，使燃油制冷机组(15)的能耗与空载功率匹配，以利用富余能量制冷，用三通控制阀(3)，根据第二温度传感器(17)的测量温度，控制来自蓄冷油箱(1)的低温燃油与来自储油箱(2)的储油的混合比例，将热载荷冷却管路的燃油的初始温度稳定在理想工况，根据第三温度传感器(18)和第四温度传感器(19)的测量温度，控制第一补偿控制阀(8)的开度，以满足飞机的环控系统和电气系统的冷却需求，第二补偿控制阀(9)的开度根据第三温度传感器(18)和第五温度传感器(20)的测量温度而受到控制，以同时满足飞机的环控系统和液压系统的冷却需求，根据第五、第六、第七温度传感器(20、21、22)的测量温度，控制回流控制阀(11)的开度，从而控制回流燃油冷却管路的流量，进而调整热载荷冷却管路的总流量满足热载荷冷却管路的散热需求。
所属类别：	发明专利