СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, СОДЕРЖАЩАЯ ТЕПЛООБМЕННИКИ ТИПА ВОЗДУХ-ЖИДКОСТЬ
AIRCRAFT POWER PLANT CONTAINING HEAT EXCHANGERS OF AIR-LIQUID TYPE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к силовой установке для летательного аппарата, содержащей теплообменники типа воздух–жидкость, в частности, типа воздух–масло.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Предшествующий уровень техники включает в себя, в частности, документы FR 3001253 A1, FR 3027624 A1, US 2016/131036 A1, US 2009/165995 A1, FR 3039208 A1 и US 2014/209286 A1.
Авиационная силовая установка содержит двигатель типа газотурбинного двигателя, который окружен гондолой, причем эта гондола содержит кольцевой воздухозаборник для впуска воздуха, в частности, в двигатель.
В случае, когда газотурбинный двигатель является двухконтурным турбореактивным двигателем, воздушный поток, который заходит в воздухозаборник, когда летательный аппарат совершает полет, проходит через рабочее колесо вентилятора, затем делится на воздушный поток первого контура, который заходит в газотурбинный двигатель, и на воздушный поток второго контура, который проходит вокруг газотурбинного двигателя внутри гондолы.
Воздухозаборник проходит в сторону выхода вокруг газотурбинного двигателя двумя коаксиальными кольцевыми стенками, соответственно внутренней и наружной стенками гондолы. Внутренняя стенка гондолы ограничивает снаружи кольцевой проточный тракт для прохождения потока второго контура и, следовательно, обдувается этим потоком во время работы. Наружная стенка гондолы обдувается воздушным потоком, который проходит во время работы вокруг гондолы.
Surfacic Air Cooled Oil Cooler
Air Cooled Oil Cooler
Изнашивающиеся элементы газотурбинного двигателя, такие как опорные подшипники, требуют постоянной смазки. Масло, используемое для смазки и охлаждения опорных подшипников, может достигать высоких температур и должно подвергаться охлаждению. Чтобы охлаждать горячее масло перед его повторным использованием в двигателе, как известно, применяют теплообменник типа воздух–масло. Теплообменник может быть теплообменником типа SACOC (), который содержит выступающие ребра, предназначенные для обдувания охлаждающим воздушным потоком, или типа ACOC (), который содержит поверхность, предназначенную для обдувания потоком второго контура, проходящим внутри гондолы, что характеризуется увеличением потерь напора и приводит к снижению общего КПД газотурбинного двигателя.
Настоящем изобретением предложено простое, эффективное и экономичное усовершенствование этой технологии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В связи с вышеизложенным, изобретением предложена силовая установка для летательного аппарата, содержащая газотурбинный двигатель, окруженный гондолой, содержащей воздухозаборник, продолженный вокруг газотурбинного двигателя двумя кольцевыми стенками, соответственно внутренней и наружной, которые предназначены для обдувания воздушным потоком по меньшей мере во время полета летательного аппарата, характеризующаяся тем, что:
каждая из внутренней и наружной стенки содержит или несет по меньшей мере одну сеть каналов, предназначенных для транспортировки жидкости, входящей в контакт с внутренней стенкой или с наружной стенкой, и образующих теплообменники типа воздух–жидкость, соответственно внутренний и наружный, при этом каналы каждого внутреннего или наружного теплообменника соединены между собой параллельно,
сеть каналов внутренней стенки имеет по меньшей мере один выход жидкости, последовательно соединенный с по меньшей мере одним входом жидкости сети каналов наружной стенки, и
силовая установка содержит средства циркуляции жидкости, соединенные с по меньшей мере одним входом жидкости сети каналов внутренней стенки с целью подачи в нее жидкости и соединенные с по меньшей мере одним выходом жидкости сети каналов наружной стенки с целью сбора жидкости.
В рамках решения задачи получения новых поверхностей теплообмена в газотурбинном двигателе была разработана система охлаждения жидкости, такой как моторное масло, входящее в контакт с воздушным потоком второго контура и с наружным воздушным потоком со слабым аэродинамическим влиянием. Это изобретение призвано предложить архитектуру циркуляции жидкости на уровне стенок так называемой «охлаждающей» гондолы с оптимизацией пары рассеиваемая мощность – производимая потеря напора, а также полетной массы.
Заявленная силовая установка может иметь один или несколько следующих признаков, рассматриваемых отдельно друг от друга или в комбинации друг с другом:
– газотурбинный двигатель соединен с гондолой через по меньшей мере одну трубчатую стойку для прокладки вспомогательного оборудования, при этом упомянутый по меньшей мере один вход жидкости сети каналов внутренней стенки и упомянутый по меньшей мере один выход жидкости сети каналов наружной стенки находятся по существу на уровне этой стойки,
– упомянутая стойка расположена на 12 часов по аналогии с часовым циферблатом,
– упомянутые сети имеют общую изогнутую или кольцевую форму и расположены одна вокруг другой,
– сети разбиты на сектора и содержат, каждая, по меньшей мере два сектора,
– каждый из упомянутых каналов содержит два сектора, каждый примерно на 180°,
– упомянутые сети содержат каналы, по меньшей мере частично проходящие по существу параллельно продольной оси силовой установки или газотурбинного двигателя,
– упомянутый по меньшей мере один выход жидкости сети каналов внутренней стенки соединен с упомянутым по меньшей мере одним входом жидкости сети каналов наружной стенки через по меньшей мере один коллектор,
– упомянутый по меньшей мере один выход жидкости сети каналов внутренней стенки соединен с первым внутренним коллектором, и упомянутый по меньшей мере один вход жидкости сети каналов наружной стенки соединен с вторым наружным коллектором, при этом упомянутые первый и второй коллекторы соединены между собой при помощи одной или нескольких трубок, проходящих по существу радиально относительно упомянутой оси,
– упомянутый вход жидкости сети каналов внутренней стенки соединен с рампой питания, и упомянутый выход жидкости сети каналов наружной стенки соединен с рампой сбора,
– на каждой из упомянутых внутренней и наружной стенок установлен и закреплен, например, посредством пайки или сварки, по меньшей мере один лист, выполненный таким образом, что образует с этой стенкой соответствующую упомянутую сеть каналов, и
– коллекторы и/или рампы установлены и закреплены, например, посредством пайки или сварки, на упомянутых внутренней и наружной стенках.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение и его другие детали, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 – схематичный вид в осевом разрезе силовой установки.
Фиг. 2 – схематичный вид в осевом разрезе части гондолы заявленной силовой установки.
Фиг. 3 – увеличенный вид детали фиг. 2.
Фиг. 4 – схематичный вид в осевом разрезе гондолы заявленной силовой установки.
Фиг. 5 и 6 – блок–схемы, иллюстрирующие принципы циркуляции масла между внутренней и наружной стенками гондолы.
Фиг. 7 – график изменения рассеиваемой мощности в зависимости от расхода с равнозначной потерей напора во время охлаждения масла по каждому из принципов, представленных на фиг. 5 и 6.
Фиг. 8 – блок–схема, иллюстрирующая выбранный принцип циркуляции масла между внутренней и наружной стенками гондолы.
Фиг. 9 – схематичный вид в поперечном разрезе гондолы заявленной силовой установки.
Фиг. 10 – схематичный вид в поперечном разрезе версии выполнения гондолы заявленной силовой установки.
Фиг. 11 – увеличенный вид детали фиг. 1 с показом выходного конца гондолы, оснащенной сетями каналов.
Фиг. 12 – увеличенный вид части фиг. 11.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Силовая установка 10 содержит двигатель или газотурбинный двигатель, окруженный гондолой.
Показанный на фиг. 1 газотурбинный двигатель является двухконтурным и двухкорпусным турбореактивным двигателем, который от входа к выходу по направлению прохождения газов содержит компрессор 12 низкого давления, компрессор 14 высокого давления, камеру 16 сгорания, турбину 18 высокого давления и турбину 20 низкого давления, которые образуют проточный тракт для потока 22 газов первого контура.
Ротор турбины 18 высокого давления соединен с ротором компрессора 14 высокого давления, образуя вместе с ним корпус высокого давления, тогда как ротор турбины 20 низкого давления соединен с ротором компрессора 12 низкого давления, образуя с ним корпус низкого давления. Ротор каждой турбины приводит во вращение ротор соответствующего компрессора вокруг оси 24 под действием тяги газов, поступающих из камеры 16 сгорания.
Гондола 26 расположена вокруг газотурбинного двигателя и образует вокруг него кольцевой проточный тракт для потока 28 второго контура. Входной конец гондолы 26 образует кольцевую кромку воздухозаборника 30, в который поступает воздушный поток, который проходит через вентилятор 32 газотурбинного двигателя и затем делится, образуя вышеупомянутые поток 22 первого контура и поток 28 второго контура.
Кромка воздухозаборника 30 имеет половинное осевое сечение общей С–образной формы, отверстие которого ориентировано в осевом направлении в сторону выхода. Соответственно внутренний и наружный края кромки соединены соответственно с кольцевыми стенками, соответственно внутренней 34 и наружной 36, гондолы. Стенки 34, 36 расположены одна вокруг другой и отстоят в радиальном направлении друг от друга, образуя кольцевое пространство 38, которое служит для монтажа оборудования силовой установки 10.
Как показано на фиг. 1, внутренняя стенка 34 имеет радиально внутреннюю поверхность 34а, которая образует снаружи проточный тракт для потока 28 второго контура и которую обдувает этот поток второго контура. Наружная стенка 36 имеет радиально наружную поверхность 36а, которую обдувает воздушный поток, проходящий вокруг газотурбинного двигателя во время работы (стрелки 40).
На фиг. 2–4 представлен один из признаков изобретения, согласно которому на стенках 34, 36 гондолы 26 предусмотрены теплообменники типа воздух–жидкость, предпочтительно типа воздух–масло. Первый теплообменник предусмотрен на радиально наружной поверхности 34b внутренней стенки 34 с целью обеспечения циркуляции жидкости или масла на этой стенке и прямого теплообмена с этой стенкой 34, обдуваемой потоком 28 второго контура. Второй теплообменник предусмотрен на радиально внутренней поверхности 36b наружной стенки 36 с целью обеспечения циркуляции жидкости или масла на этой стенке и прямого теплообмена с этой стенкой 36, обдуваемой воздушным потоком 40.
Для этого стенки 34, 36 содержат сети масляных каналов 42. Сеть или сети каждой стенки содержит или содержат, каждая, несколько каналов, соединенных между собой параллельно. Каждая сеть каналов образует теплообменник типа воздух–жидкость на внутренней стенке 34 или на наружной стенке 36. В случае, когда на внутренней стенке 34 и/или на наружной стенке 36 предусмотрено несколько теплообменников, теплообменники одной т той же внутренней или наружной стенки гидравлически соединены между собой последовательно или параллельно.
Каналы могут по меньшей мере частично иметь общую осевую ориентацию и проходить по существу параллельно оси 24 на части длины. В этом случае разрез на фиг. 2 и 3 будет произведен по существу перпендикулярно к оси 24.
В варианте каналы могут по меньшей мере частично иметь общую кольцевую или окружную ориентацию вокруг оси 24. В этом случае разрез на фиг. 2 и 3 будет производен по плоскости, проходящей через ось 24. В этом последнем случае каналы могут быть расположены рядом друг с другом вдоль оси 24 (фиг. 4).
Предпочтительно каналы 42 соединены с соответствующей стенкой 34, 36.
В примере, представленном на фиг. 2 и 3, каналы каждой стенки 34, 36 образованы листом 44, установленным и закрепленным, например, посредством пайки или сварки, на соответствующей стенке (фиг. 3). Каждому листу 44 придана форма, например, посредством штамповки, таким образом, чтобы он содержал первые по существу плоские кольцевые участки 44а, прижатые и закрепленные на вышеупомянутой поверхности соответствующей стенки, и вторые кольцевые участки 44b с изогнутым осевым сечением, образующие каналы 42 вместе с соответствующей стенкой.
Размеры D1, D2 участков 44а, 44b и, в частности, внутренние объемы каналов 42 являются параметрами, определенными заранее в зависимости от требуемых характеристик теплообменников.
Поверхности 34а, 36а, входящие в прямой контакт с воздушным потоком (потоком 28 второго контура или наружным потоком 40), предпочтительно не претерпевают изменения, чтобы не создавать дополнительных аэродинамических потерь по сравнению с классической гондолой, что привело бы к дополнительному расходу топлива для компенсации этих потерь.
Предпочтительно питание маслом каналов 42 происходит через внутреннее пространство 38 гондолы (фиг. 4). Предпочтительно внутренняя геометрия питания должна соблюдать акустические требования и требования, связанные с возможностью изготовления, вследствие приходится ограничивать размеры D1 и D2.
На уровне одной и той же поверхности 34b, 36b каналы получают параллельное питание через коллектор 48 или рампу 46 питания. Затем масло собирается внутри коллектора 48 или рампы 50 сбора, параллельно соединенной со всеми каналами. Кроме того, каналы каждого теплообменника параллельно соединены между собой.
Поскольку комплекс включает в себя каналы 42, то есть листы 44, то рампы и коллекторы предпочтительно закреплены пайкой или сваркой на соответствующей поверхности стенки 34, 36.
Поток 28 второго контура и наружный поток 40 отличаются друг от друга с точки зрения температуры, скорости и т.д., то есть условия, действующие на поверхности 34а, 36а, являются разнородными. Следовательно, необходимо разработать архитектуру питания, которая позволяет максимизировать тепловую мощность, удаляемую на всех точках полета. Размеры D1 и D2 являются неотъемлемой частью концепции, так как эти параметры напрямую влияют на распределение расхода и на потери напора в масле.
Предпочтительно задачей является нахождение оптимума между тремя следующими параметрами: удаляемой тепловой мощностью, потерей напора и массой жидкости на борту. Предпочтительно жидкость является моторным маслом, но можно предусмотреть использование жидкости–теплоносителя, отличной от масла, для охлаждения моторного масла при помощи теплообменника масло/соответствующая жидкость–теплоноситель. Жидкость–теплоноситель может представлять собой жидкую фазу двухфазной текучей среды, питающей каналы 42.
Исследование двух разных поверхностей, – наружной поверхности 36а и внутренней поверхности 34а, – позволяет определить тенденции рассматриваемых архитектур. Можно предусмотреть два способа питания маслом этих двух поверхностей: последовательный (фиг. 5) или параллельный (фиг. 6).
В случае последовательного питания (фиг. 5) предпочтительно сначала питают внутреннюю стенку 34, затем наружную стенку 36. Этот выбор объясняется тем, что позволяет максимизировать разность температуры между воздухом и маслом, чтобы получить максимальный теплообмен.
Наружная поверхность 36b подвергается воздействию более низкой температуры, чем в потоке 28 второго контура, но имеет более низкий коэффициент конвекции. Таким образом, охлаждение масла, которое происходит на уровне внутренней поверхности 34а (за счет обмена с потоком 28 второго контура) позволяет все же сохранять достаточную разность температуры между воздухом и маслом для теплообмена на уровне наружной поверхности 36а.
В случае параллельного питания (фиг. 6) геометрия каналов обеих стенок определяет распределение расхода между этими стенками. Однако может возникнуть явление разнородности расхода и затруднить контроль над этим распределением. Действительно, теплообмен между двумя поверхностями, происходящий не в одинаковых условиях, может привести к изменениям вязкости масла в каналах. Это может повлечь за собой изменение распределения расхода между двумя поверхностями, которое является трудно предсказуемым во время всего полета.
Выбор параллельной или последовательной архитектуры зависит от пары обмениваемая мощность/потеря напора. Различают две зоны расходов, которые определяют применение архитектур (см. фиг. 7).
Отмечается, что, начиная с некоторого расхода Н, использование параллельной архитектуры является более предпочтительным с термической точки зрения. Однако сложность параллельной архитектуры (управление распределением расходов и разнородность расходов) показывает, что с общей точки зрения представляется более интересным использовать последовательную архитектуру, даже если она генерирует меньше рассеиваемой мощности. К тому же разность мощности не является значительной сверх этого значения расхода Н.
Значение расхода Н, которое оправдывает переход от последовательной архитектуры к параллельной архитектуре, является очень большим. В случае охлаждающей гондолы 26 средний расход на поверхностях гондолы намного ниже, чем расход при переходе архитектуры. Следовательно, выбирают архитектуру, которая предусматривает последовательное соединение каналов внутренней и наружной стенок.
В случае нескольких теплообменных поверхностей предпочтительно по мере возможности максимально использовать последовательную архитектуру между поверхностям, чтобы архитектура оставалась простой и эффективной. Однако последовательное соединение всех используемых поверхностей будет создавать слишком большую потерю напора для теплообменника. В настоящее время ограничение давления в каналах гондолы заставляет использовать не более двух последовательно соединенных поверхностей.
Если все поверхности соединить параллельно, рассеиваемая мощность будет слишком низкой. Действительно, каждую поверхность будет питать низкий расход, который приведет к снижению коэффициента конвективной теплоотдачи масла. Кроме того, архитектура будет сильно подвержена влиянию разнородности расходов между внутренней и наружной поверхностями.
Чтобы ограничить разнородность расходов и сделать более однородными теплообмены между различными каналами, следует использовать архитектуру, состоящую из участков двух последовательно соединенных поверхностей (внутренней поверхности, за которой следует наружная поверхность), которые будут питаться параллельно, как показано на фиг. 8.
Эта архитектура обеспечивает оптимальное питание поверхностей и была выбрана в рамках использования охлаждающей гондолы. Действительно, при одинаковых используемых поверхностях последовательная архитектура всех поверхностей генерирует слишком большую потерю напора и, следовательно, не может быть выбрана. Параллельная архитектура не будет рассеивать достаточно тепловой мощности. По этой причине выбранная архитектура оптимизирует пару тепловая мощность/потеря напора и представляет собой смешанную последовательно–параллельную архитектуру.
Таким образом, сеть каналов 42 внутренней стенки 34 имеет выход или выходы масла, последовательно соединенные с входом или входами масла сети каналов наружной стенки 36. В случае, когда внутренняя стенка 34 содержит две и даже по меньшей мере три последовательно соединенные сети каналов 42, соответствующим(и) выходом или выходами масла будут выходы последней сети каналов 42 этой стенки в направлении циркуляции масла. Силовая установка содержит средства циркуляции масла, поступающего из газотурбинного двигателя, соединенные с входом или входами масла сети каналов внутренней стенки с целью параллельного питания маслом этих входов и соединенные с выходом или выходами масла сети каналов наружной стенки с целью параллельного сбора масла из этих выходов. Как было указано выше, в случае, когда наружная стенка 36 содержит две и даже по меньшей мере три последовательно соединенные сети каналов 42, соответствующим(и) входом или входами масла будут входы первой сети каналов 42 этой стенки в направлении циркуляции масла, и соответствующим(и) выходом или выходами масла будут выходы последней сети каналов 42 этой стенки в направлении циркуляции масла.
В примере выполнения, представленном на фиг. 9, на внутренней стенке 34 выполнены по меньшей мере две сети каналов, которые расположены, каждая, по существу на 180°. Можно также считать, что внутренняя стенка содержит единственную разбитую на сектора сеть каналов, при этом сеть содержит сектора каналов, расположенные, каждый, по существу на 180°. Точно так же, на наружной стенке 36 выполнены по меньшей мере две сети каналов, которые расположены, каждая, по существу на 180°. Можно также считать, что наружная стенка содержит единственную разбитую на сектора сеть каналов, при этом сеть содержит сектора каналов, расположенные, каждый, по существу на 180°.
Газотурбинный двигатель соединен с гондолой 26 при помощи по меньшей мере одной трубчатой стойки 52 для прокладки вспомогательного оборудования. Среди этого вспомогательного оборудования можно предусмотреть масляные трубки 54, 56, в частности, исходящую масляную трубку 54, проходящую по существу радиально внутри стойки 52 и обеспечивающую доставку горячего масла, поступающего из двигателя, в направлении теплообменников гондолы, и обратную масляную трубку 56, тоже проходящую по существу радиально внутри стойки и обеспечивающую доставку охлажденного масла, выходящего из теплообменников, в двигатель для его повторного использования с целью смазки и/или охлаждения элементов двигателя, таких как опорные подшипники. Эти исходящая и обратная масляные трубки 54, 56 показаны на фиг. 9 и 10 пунктирными линиями.
Исходящая масляная трубка 54 соединена с каналами внутренней стенки 34 по меньшей мере через одну рампу 46 питания (фиг. 4). В случае, когда стойка 52 находится на 12 часов по аналогии с часовым циферблатом, рампа 46 будет тоже находиться на 12 часов на уровне радиально наружного конца стойки. Обратная масляная трубка 56 соединена с каналами наружной стенки по меньшей мере через одну рампу сбора, например, такую как рампа 50 (фиг. 4) в вышеупомянутом примере. В целом предпочтительно иметь только одну рампу питания и только одну рампу сбора, чтобы не увеличивать габарит и массу системы. В случае необходимости, обе рампы можно выполнить из одной детали.
Выходы масла сети каналов внутренней стенки соединены с входами масла сети каналов наружной стенки через коллекторы 48, находящиеся на 6 часов в представленном примере. В представленном примере выполнены два коллектора по причине разделения каждой сети каналов на два сектора: первый коллектор для соединения первых секторов каналов сети каналов внутренней стенки с первыми секторами каналов сети каналов наружной стенки и второй коллектор для соединения вторых секторов каналов сети каналов внутренней стенки с вторыми секторами каналов сети каналов наружной стенки. В представленном примере первый контур охлаждения жидкости, образованный первыми секторами каналов, является симметричным с вторым контуром охлаждения жидкости, образованным вторыми секторами каналов, относительно центральной продольной плоскости гондолы. Эта плоскость является также плоскостью симметрии для стоек 52 с вспомогательным оборудованием и, следовательно, является вертикальной в представленном примере.
Смешанная архитектура позволяет свести к минимуму число каналов за счет циркуляции масла сначала на уровне внутренней стенки (путь в одну сторону от положения на 12 часов до положения на 6 часов), затем на уровне наружной стенки (обратный путь от положения на 6 часов до положения на 12 часов).
Разумеется, соединение каналов первого и второго контуров охлаждения жидкости со средствами циркуляции масла, поступающего из газотурбинного двигателя, не обязательно находится на 12 часов. Оно зависит от ориентации стойки 52 вспомогательного оборудования, в которой проходят исходящие и обратные масляные трубки 54, 56. Кроме того, соединение секторов каналов через коллекторы 48 не обязательно находится на 6 часов. Оно зависит, в частности, о угловой протяженности секторов каналов. В случае, когда каждый из первого и второго контуров охлаждения жидкости содержит два сектора каналов примерно на 180°, коллекторы находятся на 6 часов.
Коллекторы 48 соединения секторов каналов внутренней и наружной стенок могут быть выполнены, каждый, «моноблочно» и располагаться во всем радиальном пространстве между стенками 34, 36 гондолы. В варианте, каждый моноблочный коллектор можно заменить коллектором из двух частей: из внутреннего коллектора, установленного на внутренней стенке гондолы, и наружного коллектора, установленного на наружной стенке гондолы. Эти коллекторы будут соединены между собой при помощи одной или нескольких трубок, которые будут проходить через пространство 38 гондолы в направлении, которое может быть радиальным или наклонным или даже параллельным относительно поверхности гондолы. Расположение только одной или двух трубок позволяет высвободить пространство внутри гондолы между двумя частями коллектора, чтобы, в случае необходимости, установить в этом высвободившемся пространстве оборудование или проложить в нем другие каналы или электрические жгуты.
Сеть или сети каналов 42 внутренней стенки 34 гондолы не обязательно расположены радиально напротив сети или сетей каналов 42 наружной стенки 36. Иначе говоря, теплообменники типа воздух–жидкость, соответственно внутренний и наружный, могут быть удалены друг от друга в продольном направлении и/или в окружном направлении гондолы. Следовательно, выход жидкости сети каналов внутренней стенки не обязательно должен находиться напротив входа жидкости сети каналов наружной стенки, с которым выход жидкости соединен последовательно. В вышеупомянутом случае внутреннего коллектора (установленного на внутренней стенке гондолы), соединенного с наружным коллектором (установленным на наружной стенке гондолы), трубка или трубки соединения между внутренним и наружным коллекторами могут иметь относительно большую длину в продольном направлении и/или в окружном направлении гондолы. В этом же случае более предпочтительным является наличие только одной рампы питания и только одной рампы сбора.
На фиг. 10 представлена версия выполнения изобретения, в которой на гондоле предусмотрен только один контур охлаждения жидкости, образованный сетями каналов 42. Сеть каналов 42 каждой внутренней или наружной стенки 34, 36 гондолы расположена в окружном направлении только на части этой стенки. В представленном примере каждая сеть простирается примерно на угловое значение 120° вокруг оси 24. Из представленных выше пояснений, связанных с примером, показанным на фиг. 9, понятно, что по меньшей мере один выход масла сети каналов внутренней стенки последовательно соединен по меньшей мере с одним входом масла сети каналов наружной стенки через по меньшей мере один коллектор 48, находящийся примерно на 4 часа или 5 часов. Исходящая масляная трубка 54 соединена с каналами внутренней стенки 34 через по меньшей мере одну рампу 46 питания, находящуюся на 12 часов на уровне радиально наружного конца стойки 52 вспомогательного оборудования. Обратная масляная трубка 56 соединена с каналами наружной стенки 36 через по меньшей мере одну рампу сбора, которая тоже находится на 12 часов.
На фиг. 11 и 12 представлена другая версия выполнения изобретения, применяемая для выходного конца гондолы 26, показанной на фиг. 1. На фиг. 11 представлен детальный вид части, выделенной рамкой на фиг. 1, и показана выходная обечайка 60 гондолы, образованная сближением и соединением выходных концов стенок 34, 36.
Гондола 26 содержит устройство реверса тяги со скользящим капотом. На скользящем капоте установлена обечайка 60, которая, следовательно, является подвижной и поступательно перемещается относительно рамп питания маслом, которые расположены на неподвижной части гондолы 26.
Масло принудительно циркулирует до сети(сетей) каналов 42 под действием насосного устройства (не показано). Каналы 42 проходят в окружном направлении вокруг оси 24 обечайки 60.
Ширина каждого канала составляет, например, от одного до ста миллиметров. Термин «ширина» следует понимать как ширину в продольном сечении соответствующего канала.
Из соображений обеспечения эффективности обечайка 60 и каналы 42 выполнены из материала, эффективно рассеивающего тепло.
Согласно предпочтительному варианту выполнения, обечайка 60 и каналы 42 могут быть выполнены из композиционного материала или из титана.
На фиг. 12 показаны сети каналов 42 полукруглого сечения. На внутренней стенке 34 выполнена по меньшей мере одна сеть каналов 42, и на наружной стенке 36 выполнена по меньшей мере одна сеть каналов 42.
Каналы 42 стенки 34 расположены, равномерным чередуясь с каналами 42 стенки 36, что показано на чертеже.
Каждый канал 42 ограничен перегородкой 62, выполненной заодно с соответствующей стенкой 34, 36, причем эта перегородка 62 имеет общую изогнутую форму, вогнутость которой ориентирована в сторону соответствующей стенки 34, 36. Каждая перегородка 62 одной стенки соединена ребром 64 жесткости с другой стенкой, при этом ребро 64 жесткости тоже выполнено заодно со стенками 34, 36. Каждое ребро 64 жесткости проходит от вершины выпуклости каждой перегородки 62 до противоположной стенки 34, 36 и расположено по существу в плоскости, нормальной к этой противоположной стенке.
Эта конструкция позволяет оптимизировать температуру стенок 34, 36, чтобы максимизировать тепловую мощность, обмениваемую через каналы 42.
Обечайку 60 можно выполнить при помощи способа изготовления типа экструзии, позволяющего получить профиль, который затем изгибают для придания ему форму обечайки 60. Обечайку 60 можно также получить напрямую путем выдавливания с волочением.
Смешанная архитектура, выбранная в вышеупомянутых примерах выполнения изобретения, в которой последовательно соединены теплообменники, каждый из которых состоит из параллельно соединенных каналов жидкости, находящихся на наружной стенке или на внутренней стенке гондолы, с направлением циркуляции, при котором жидкость сначала проходит через теплообменник или теплообменники внутренней стенки, затем через теплообменник или теплообменники наружной стенки, позволяет реализовать совместное использование внутренней и наружной поверхностей гондолы в качестве теплообменных поверхностей. Классические параллельные архитектуры не позволяют получить достаточный теплообмен. Это же относится и к последовательным архитектурам, которые не обеспечивают возможности изготовления теплообменных панелей по причине ограничений по давлению, связанных со слишком большой потерей напора.
Предложенная смешанная архитектура является оптимальной, так как позволяет одновременно обеспечивать достаточное тепловое рассеяние тепла жидкости и уменьшить число используемых поверхностей, оставаясь при этом устойчивой по отношению к явлениям разнородности расхода. В частном примере выполнения, в котором по сетям каналов 42 проходит моторное масло, эта смешанная архитектура позволяет получить следующие выигрыши (относительно потребности в тепловом рассеянии):
– выигрыш в массе принимаемого на борт масла на 12 кг,
– уменьшение числа используемых поверхностей: шесть унитарных поверхностей теплообмена (на один канал) против двадцати унитарных поверхностей теплообмена, необходимых в параллельной архитектуре, что дает уменьшение массы конструкции на 70%, в частности, за счет уменьшения числа каналов,
– меньше параллельных каналов, то есть более простое распределение расхода между каналами, и уменьшение числа границ раздела и каналов, и
– сбалансированность теплообменов в каналах на всех точках полета, то есть уменьшение разнородности расхода, поскольку каждый блок поверхности работает в близких условиях.