一种自适应惯性粒子分离器的制作方法与工艺

本发明涉及直升机制造技术领域，尤其是一种自适应惯性粒子分离器。

背景技术：
直升机具有机动灵活、隐蔽性好、生存能力强等特点，能承担别的交通工具难以甚至是不能实现的任务，在军事作战、民用生活中都起到了不可替代的作用。比如，直升机可以在无准备的场地、山区或者沙漠地面上，执行起重、运输、营救或者侦查与动机等任务，要求接近地面悬停、起飞和着陆，也可以再海面上悬停和飞行。由于这个原因，直升机就有着比其他类型飞机严重的多的环境影响问题。在飞机上，发动机是一个非常重要而又容易损坏的构件，必须防止有害环境对它的侵害。在各种环境效应中，沙尘环境是一个不可忽略的环境因素。一般视0.01mm~1.0mm的粒子为砂子，0.0001mm~0.01mm的粒子为粉尘。尘砂被发动机吞咽所造成的主要恶果是：压气机叶片磨蚀及由此产生的发动机性能恶化，即功率下降、油耗率增加，最终导致发动机的使用寿命缩短。因此，各种净化进气被广泛应用在直升机上，如过滤器、隔栅粒子分离器、旋风粒子分离器、管式粒子分离器、惯性粒子分离器等。其中，惯性粒子分离器由于其结构简单、重量轻、流动损失小等优点，常用于高速气流通道入口。当含有固体沙粒的流体通过拐弯的流动通道时，粒子由于它的惯性，总是从弯曲通道曲率中心的位置离心移动（或按原来的直线方向运动）。这样，就有可能跃过流线，把分散在流体内的尘砂颗粒收集起来并从系统中排除出去。所能分离出的粒子的尺寸范围是惯性粒子分离器的一个十分重要的参数，它在很大程度上影响了直升机执行任务的范围。目前主要的几种惯性粒子分离器内部流道形状都是固定的，只对特定尺寸范围的尘砂有较好的分离效果，而现实中不同地域的尘砂颗粒尺寸不同，即使是同一地点的尘砂也有不同的尺寸分布，这对惯性粒子分离器的适应能力提出了很高的要求。

技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提出一种自适应惯性粒子分离器，能够根据不同环境下不同尺寸的尘砂颗粒调整流道形状，提高了直升机的适应性，扩展了直升机执行任务的范围。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种自适应惯性粒子分离器，包括外壳、流道和气缸，所述流道设置在所述外壳内部，所述气缸安装在所述外壳上，所述气缸的传动杆穿过所述外壳与所述流道壁连接，所述流道壁为可变形结构。进一步地，所述流道壁包括流道内壁和流道外壁且二者之间为流道，所述流道内壁与所述流道外壁相对设置在所述外壳内，所述流道内壁与第一气缸连接，所述流道外壁与第二气缸连接。进一步地，所述第一气缸与所述第二气缸在所述流道长度延伸的方向是交错开的。进一步地，所述外壳下半部下凹的弧度大于其上半部上凸的弧度，所述流道外壁和所述第二气缸安装在所述外壳上半部上，且所述流道外壁向上凸起到最高处时其形状与所述外壳上半部形状对应，所述流道内壁和所述第一气缸安装在所述外壳下半部上，且所述流道内壁向下凹入到最低处时其形状与所述外壳下半部形状对应。进一步地，还包括控制杆和劈尖，所述劈尖和所述控制杆位于所述流道内，所述控制杆为可伸缩式且沿所述流道长度方向延伸，所述劈尖安装在所述控制杆靠近所述流道的进气口的位置。进一步地，所述劈尖横截面的尖端靠近所述进气口一侧，所述劈尖靠近所述流道外壁的为平面、靠近所述流道内壁的为弧形面。本发明一种自适应惯性粒子分离器，能够根据不同环境下不同尺寸的尘砂颗粒调整流道形状，提高了直升机的适应性，扩展了直升机执行任务的范围。附图说明图1为本发明背景技术中所述直升机的部分平面示意图，其中包括两个发动机和两个分离器；图2为本发明所述一种自适应惯性粒子分离器的横截面示意图，其中点画线箭头表示带有砂尘的空气流动方向；实线箭头表示砂尘飞出的方向；虚线箭头表示排除砂尘后空气流动的方向；图3为本发明所述一种自适应惯性粒子分离器的流道变形以及控制杆缩回示意图，其中虚线表示流道变形后流道内壁和流道外壁的位置，以及控制杆缩回后的位置劈尖的位置，标号12为位置变化后的流道外壁；标号13为位置变化后的流道内壁。具体实施方式下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。如图1-3所示的一种自适应惯性粒子分离器，包括外壳、流道3和气缸，流道3设置在外壳内部，流道壁只边缘处与外壳固定连接，其他位置与外壳分离，气缸安装在外壳上，气缸的传动杆穿过外壳与流道壁连接，流道壁为可变形结构，可为柔性结构，可由可变形材料制成。流道壁包括流道内壁7和流道外壁2且二者之间为流道3，流道内壁7与流道外壁2相对设置在外壳内，流道内壁7与第一气缸8连接，流道外壁2与第二气缸4连接。第一气缸8与第二气缸4在流道3长度延伸的方向是交错开的。外壳下半部10横截面下凹的弧度大于其上半部1横截面上凸的弧度，流道外壁2和第二气缸4安装在外壳上半部1上，且流道外壁2向上凸起到最高处时其形状与外壳上半部1形状对应，流道内壁7和第一气缸8安装在外壳下半部10上，且流道内壁7向下凹入到最低处时其形状与外壳下半部10形状对应，第一气缸8和第二气缸4有控制阀控制，且第一气缸8和第二气缸4可由导气管和气动活塞构成。还包括控制杆5和劈尖6，劈尖6和控制杆5位于流道3内，控制杆5为可伸缩式且沿流道3长度方向延伸，劈尖6安装在控制杆5靠近流道3的进气口的位置。劈尖6横截面的尖端靠近进气口一侧，劈尖6靠近流道外壁2的为平面、靠近流道内壁7的为弧形面该弧形面在横截面图中为向下凹入的弧形线。当带有尘砂的空气进入流道3时，根据尘砂的尺寸，气动活塞控制流道壁形成特定的形状，同时控制杆5调整劈尖6的位置，使分离器形成对于该尘砂尺寸具有最优分离效率的构型。本发明可以通过驾驶员根据实际环境进行手动控制，也可以与检测设备和自动控制系统结合，实现根据不同环境自动进行流道3调整。本发明一种自适应惯性粒子分离器，能够根据不同环境下不同尺寸的尘砂颗粒调整流道形状，提高了直升机的适应性，扩展了直升机执行任务的范围。