[实用新型]防冰装置和航空发动机

说明书

本实用新型提供一种防冰装置和航空发动机，能够有效地防冰和除冰，且对发动机的效率影响较小、功耗较小、较为环保。该防冰装置用于该航空发动机的防冰部件，所述防冰装置包括压电致动器，所述压电致动器设置于所述防冰部件的防冰表面，用于激发所述防冰部件的目标振动模态，所述压电致动器设置在所述目标振动模态的波峰位置，且位于所述防冰表面的结冰区域。

技术领域

本实用新型涉及航空发动机防冰技术领域，具体涉及一种防冰装置和航空发动机。

背景技术

航空发动机在高空中运行时，其进口部位容易出现结冰现象。一旦航空发动机出现结冰现象，会对发动机的性能造成较大的影响，甚至会影响发动机的安全，因此，需对航空发动机的进口部件，如进气锥、风扇叶片、外涵出口导叶、风扇包容机匣等采取防冰措施。

目前主要采用的防冰方法有以下几种：

1)一种方式是从增压级或高压压气机末端将加热空气引入进口部位，但引气后会降低压气机效率，而且该种方式需要增加额外的管路，使得发动机结构复杂，重量增加，系统稳定性差；

2)另一种方式是在进口部件表面使用憎水涂层，使得冰粒无法附着在进口部件表面上，但这种方式可靠性较低，而且憎水涂层污染性较强；

3)再一种方式是采用电加热方式，在发动机的防冰部件上安装发热组件，缺点是功耗较大。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种防冰装置，能够有效地防冰和除冰，且对发动机的效率影响较小、功耗较小、较为环保。

为实现所述目的的防冰装置，用于航空发动机的防冰部件，所述防冰装置包括压电致动器，所述压电致动器设置于所述防冰部件的防冰表面，用于激发所述防冰部件的目标振动模态，所述压电致动器设置在所述目标振动模态的波峰位置，且位于所述防冰表面的结冰区域。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述防冰装置还包括变频器，所述变频器与所述压电致动器电连接，用于调节所述压电致动器的激励电流的频率。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述防冰装置还包括电流调节元件，所述电流调节元件与所述压电致动器电连接，用于调节所述压电致动器的激励电流的强度。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述防冰装置还包括控制器，所述控制器与所述变频器或/和所述电流调节元件信号连接。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述防冰装置还包括检测装置，用于检测所述防冰部件的结冰情况，所述检测装置与所述控制器信号连接。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述压电致动器设置于所述航空发动机的包容机匣、或/和进气锥、或/和风扇叶片、或/和外涵出口导叶。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述压电致动器设置于所述包容机匣的径向外侧、或/和所述进气锥的径向内侧、或/和所述风扇叶片的内部、或/和所述外涵出口导叶的内部。

在所述的防冰装置的一个或多个实施方式中，所述压电致动器为压电片或压电膜。

该防冰装置通过将压电致动器设置于防冰部件的防冰表面，并利用逆压电效应使压电致动器激励防冰部件产生振动，可以有效地振落防冰表面已形成的冰，或/和防止新的冰结合到防冰表面，从而达到防冰和除冰效果，保证航空发动机的性能和安全；通过选取振型中波峰位置位于结冰区域的模态作为目标振动模态，并将各压电致动器设置于对应的防冰部件的目标振动模态的波峰位置，可以高效地通过压电致动器的振动激发对应的防冰部件的目标振动模态，提高结冰区域的振动幅度，进一步提高防冰和除冰的效果。该防冰装置利用防冰部件的共振效应进行防冰或除冰，与现有的除冰方式相比，可以降低功耗，减少压气机效率的损失，减少环境污染，且结构简单，易于实现，系统稳定性较高，除冰效果可靠。