機(jī)的進(jìn)場狀態(tài)，在P點(diǎn)著陸，而Q-R點(diǎn)為帶有反推功能的發(fā)動機(jī)的一個(gè)反推過程，可縮短著陸距離，在T點(diǎn)發(fā)動機(jī)完成一次飛行任務(wù)徹底關(guān)閉。
[0043]在本實(shí)施例中，飛機(jī)的推力來自于動力系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)3，發(fā)動機(jī)3中的一部分可以使用油箱4內(nèi)的航空煤油作為燃料，另外一部分可以使用儲存在LNG儲罐5內(nèi)的LNG氣化后的氣態(tài)燃料作為燃料。在飛機(jī)處于不同飛行狀態(tài)時(shí)可以通過改變所使用的發(fā)動機(jī)3來實(shí)現(xiàn)飛機(jī)所需推力的變化。在起飛狀態(tài)下，使用航空煤油的發(fā)動機(jī)3和使用LNG的發(fā)動機(jī)3同時(shí)工作產(chǎn)生所需的大推力，在巡航狀態(tài)時(shí)可以關(guān)閉使用航空煤油的發(fā)動機(jī)3，只使用采用LNG的發(fā)動機(jī)3。在本實(shí)施例中也可以采用使用航空煤油的發(fā)動機(jī)3和使用LNG的發(fā)動機(jī)3同時(shí)工作，在不同的工作狀態(tài)下，飛機(jī)需要不同的推力時(shí)通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)來滿足飛機(jī)對動力系統(tǒng)的要求。
[0044]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分為本領(lǐng)域公共常識。
[0045]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動機(jī)上熱量的有效利用，渦輪葉片冷卻用壓氣機(jī)引氣的熱量可用于低溫LNG氣化，在減少LNG氣化所需熱量的同時(shí)降低了渦輪冷卻用空氣的溫度，在提高能量利用效率的同時(shí)也改善了發(fā)動機(jī)的運(yùn)行性能，配合良好的渦輪冷卻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更高的渦輪進(jìn)口溫度。
[0046]進(jìn)一步的，與使用航空煤油相比，應(yīng)用LNG作為燃料要節(jié)省30%以上的運(yùn)行成本。同時(shí)，采用以上實(shí)施例所描述的方法可以使單燃料動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為雙燃料系統(tǒng)，減少對航空煤油的依賴性。以上所描述的實(shí)施例可用于商業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)、軍用運(yùn)輸飛機(jī)或軍用空中加油機(jī)。
[0047]所述的應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)工作方式，在飛機(jī)處于不同飛行狀態(tài)時(shí)，可以通過改變所使用的發(fā)動機(jī)來實(shí)現(xiàn)飛機(jī)所需推力的變化，在起飛狀態(tài)下，使用航空煤油的發(fā)動機(jī)和使用LNG的發(fā)動機(jī)同時(shí)工作產(chǎn)生所需的大推力，在巡航狀態(tài)時(shí)關(guān)閉使用航空煤油的發(fā)動機(jī)，只使用采用LNG的發(fā)動機(jī)，也可以采用使用航空煤油的發(fā)動機(jī)和使用LNG的發(fā)動機(jī)同時(shí)工作，在不同的工作狀態(tài)下，飛機(jī)需要不同的推力時(shí)通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)來滿足飛機(jī)對動力系統(tǒng)的要求。
[0048]本發(fā)明的工作原理是:
[0049]低溫燃料LNG以液態(tài)形式儲存在LNG儲罐中，液態(tài)LNG由LNG儲罐下面出口處流出，LNG在低溫泵內(nèi)增壓后再由管道連接至氣化裝置實(shí)現(xiàn)LNG由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。氣態(tài)燃料的流量由電控節(jié)流閥控制，經(jīng)電控節(jié)流閥的氣體燃料流入機(jī)械調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)對所需壓力的控制，再經(jīng)緩沖罐對氣態(tài)燃料的壓力、流量進(jìn)行緩沖后氣體燃料在流量控制器的控制下進(jìn)入燃油歧管，經(jīng)燃油歧管分配后的氣體燃料經(jīng)氣體燃料噴嘴進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。
[0050]其中，氣化裝置的熱端通過管道與高壓壓氣機(jī)中間級抽氣端連接，中間級抽氣在氣化裝置內(nèi)冷卻后經(jīng)管道與高壓渦輪連接，中間級抽氣作為高壓渦輪冷卻氣體進(jìn)入高壓渦輪對高壓渦輪葉片進(jìn)行冷卻，后進(jìn)入主流氣體在渦輪內(nèi)完成做功。
[0051]其中，流出氣化裝置的氣體燃料的壓力通過氣化裝置的壓力與低溫泵之間的協(xié)調(diào)配合來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)氣化裝置內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定的閥值后通過壓力傳感器將信號傳遞給PID控制器，再由PID控制器對低溫泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對LNG流量的控制，最終實(shí)現(xiàn)對流出氣化裝置的氣體燃料壓力的控制。
[0052]其中，流出氣化裝置的氣體燃料的流量通過流量控制器和電控節(jié)流閥之間的配合來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)對燃料流量的需求，流量控制器將流量信號反饋給電控節(jié)流閥，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)對燃料需求量的控制。
[0053]其中，在流量控制器和電控節(jié)流閥之間有機(jī)械調(diào)壓閥、止回閥和緩沖罐等設(shè)備，機(jī)械調(diào)壓閥可對燃燒室所需壓力進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，止回閥可防止氣體燃料的逆流及回火現(xiàn)象的發(fā)生，緩沖罐一方面可實(shí)現(xiàn)對氣體燃料的流量和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)緩沖作用，另外氣化裝置和LNG儲罐內(nèi)的氣體燃料壓力過高時(shí)也可通過安全閥及與之相連的管道引導(dǎo)氣體燃料流入緩沖罐，同時(shí)緩沖罐還可以起到在發(fā)動機(jī)啟動階段為燃燒室提供燃料的作用。
[0054]其中，在LNG儲罐和氣化裝置上都安裝有爆破片，當(dāng)壓力超過安全值時(shí)氣體燃料通過爆破片泄壓保證LNG儲罐和氣化裝置的安全。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括LNG儲罐、安全閥、爆破片、止回閥、緩沖罐、機(jī)械調(diào)壓閥、電控節(jié)流閥、氣化裝置、壓力傳感器、PID控制器、低溫泵、流量控制器、燃油歧管、氣體燃料噴嘴和燃燒室，LNG儲罐下端出口處設(shè)置有低溫泵，低溫泵出口通過管道連接氣化裝置，氣化裝置連接壓力傳感器，壓力傳感器連接PID控制器，PID控制器連接低溫泵，氣化裝置通過電控節(jié)流閥和機(jī)械調(diào)壓閥連接緩沖罐，緩沖罐連接流量控制器，流量控制器依次連接燃油歧管、氣體燃料噴嘴和燃燒室，LNG儲罐上端出口通過安全閥和止回閥連接緩沖罐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣化裝置為換熱器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的LNG儲罐為雙層絕熱結(jié)構(gòu)，儲罐的內(nèi)壁和外壁為金屬材料，兩層壁之間為真空結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的管道采用雙層中間抽真空的絕熱管道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的LNG儲罐和氣化裝置上均安裝有爆破片，當(dāng)壓力超過安全值時(shí)氣體燃料通過爆破片泄壓保證LNG儲罐和氣化裝置的安全。6.采用權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)工作方式，其特征在于，在飛機(jī)處于不同飛行狀態(tài)時(shí)，可以通過改變所使用的發(fā)動機(jī)來實(shí)現(xiàn)飛機(jī)所需推力的變化，在起飛狀態(tài)下，使用航空煤油的發(fā)動機(jī)和使用LNG的發(fā)動機(jī)同時(shí)工作產(chǎn)生所需的大推力，在巡航狀態(tài)時(shí)關(guān)閉使用航空煤油的發(fā)動機(jī)，只使用采用LNG的發(fā)動機(jī)，也可以采用使用航空煤油的發(fā)動機(jī)和使用LNG的發(fā)動機(jī)同時(shí)工作，在不同的工作狀態(tài)下，飛機(jī)需要不同的推力時(shí)通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)來滿足飛機(jī)對動力系統(tǒng)的要求。
【專利摘要】以LNG為燃料的航空發(fā)動機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)及工作方式，該系統(tǒng)包括LNG儲罐、安全閥、爆破片、止回閥、緩沖罐、機(jī)械調(diào)壓閥、電控節(jié)流閥、氣化裝置、壓力傳感器、PID控制器、低溫泵、流量控制器、燃油歧管、氣體燃料噴嘴和燃燒室；發(fā)動機(jī)工作方式，在飛機(jī)處于不同飛行狀態(tài)時(shí)，可以通過改變所使用的發(fā)動機(jī)來實(shí)現(xiàn)飛機(jī)所需推力的變化。本發(fā)明的有益效果：通過氣化裝置與低溫泵的協(xié)調(diào)配合減少了對設(shè)備數(shù)量的需求，降低了燃料系統(tǒng)的總質(zhì)量和系統(tǒng)的復(fù)雜性，在降低控制系統(tǒng)復(fù)雜性的同時(shí)可滿足發(fā)動機(jī)對燃料流量的需求，根據(jù)對動力系統(tǒng)輸出推力的不同采用了發(fā)動機(jī)交替工作或同時(shí)工作的不同工作方式，在保證提供所需推力的同時(shí)降低運(yùn)輸成本。
【IPC分類】F02C6/20, F02C9/00, F02C3/22, F02C7/22
【公開號】CN104948302
【申請?zhí)枴緾N201510270787
【發(fā)明人】劉愛虢, 陳保東, 王成軍, 曾文, 馬洪安
【申請人】沈陽航空航天大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月25日