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航空发动机在直升机或者其他旋翼类的应用往往存在着散热难,启动难等问题。针对这些问题,林巴贺给不同的客户提供了定制化的解决方案,主要包括电启动系统、冷却系统及排气系统给出可选配的升级套件。
电启动系统
众所周知发动机的启动需要有惯量,惯量过大或者过小都会导致发动机启动困难。L275及L550系列发动机要求:螺旋桨惯量不得超过 1000 kg·cm2,而直升机主旋翼的惯量一般要大于这个值,所以需要在发动机的主输出轴和主减速器之间增加减速器的配置,用于降低启动时的惯量。
但是,此时发动机又存在惯量太小的问题,对于直驱式启动马达(如图1)而言,很难长时间连续盘车,连续盘车时间通常低于1s,如此低的盘车时间大大降低了启动成功率。
为了提高启动成功率,林巴贺开发了减速版启动马达,此马达的齿轮输出转速低,扭矩大,使用12V电池驱动,功率也远远低于直驱式启动马达,不带螺旋桨也能连续盘车,盘车转速最大可达600rpm,可以大大提高L275EF型发动机的启动成功率。
图1、24V直驱式启动马达
图2、12V减速式启动马达
冷却系统
L275系列发动机此前的大部分应用主要集中在固定翼领域,对于固定翼飞机而言,飞行的来流很容易满足发动机的冷却要求,但是直升机的空速往往比较低,还需要满足悬停工况,发动机就需要额外的冷却系统。为此,林巴贺提出两种冷却方案:一是曲轴轴带轴流风扇冷却,二是双电子风扇冷却。
经过论证方案一大约需要消耗10%左右的轴功率,对于直升机而言,损失功率过大;方案二选定的电子风扇为48V供电,额定功率240W,单个风扇将提供270L/S的空气流量,经过试验验证,发动机全负荷工况,可以将缸头温度控制在200℃之内。
图3、电子风扇方案验证模型
排气系统
航空发动机的噪音主要包括以下几个方面:
1、发动机机械噪, 活塞敲击声;
2、螺旋桨桨噪;
3、发动机排气噪音。
目前,林巴贺的排气系统解决方案主要针对排气噪音。以往的L275EF应用中,很多用户为了降低重量,选用直排式排气管,但是发动机的运行噪音对于操作者而言确实较大,一般都需要佩戴降噪耳机。
对于直升机而言,飞行高度一般比较低,噪音的影响相对比较大,林巴贺经过多轮验证,推出了两款谐振排气系统,两种排气管均能提高发动机功率,降低发动机排气高频噪音。
图4、排气管1
图5、排气管2
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