一种具有通风降温功能的直升机雷达舱的制作方法

1.本技术属于直升机结构设计技术领域，尤其涉及一种具有通风降温功能的直升机雷达舱。


背景技术：

2.直升机雷达一般安装于机头部位，通过雷达罩保护。雷达罩与机体形成狭小密闭空间，即雷达舱。在雷达功率较大的情况下，工作时发热量大，容易造成舱内温度过高，超出设备和结构允许的使用环境温度，进而导致设备死机、结构强度降低等故障。
3.以往型号直升机均未对雷达舱或设备舱做主动散热设计，使用的通风口为简单的“百叶窗”式结构，散热和防雨效果都较差。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本技术提供了一种具有通风降温功能的直升机雷达舱，所述直升机雷达舱包括：
5.雷达罩，设置在直升机机头；其中，所述雷达罩与所述直升机机头形成雷达舱；
6.进风口，设置在所述雷达舱的前部；
7.出风口，设置在所述雷达舱的后部；
8.风机，设置在所述出风口；
9.其中，第一温度的空气从所述进风口流入所述雷达舱，经过所述雷达舱中的雷达设备，并携带所述雷达设备产生的热量，形成第二温度的空气，所述第二温度的空气通过所述风机的作用，从所述出风口流出至机外；其中，所述第一温度小于所述第二温度。
10.优选地，所述直升机雷达舱还包括：
11.格栅，设置在所述进风口；其中，所述格栅用于防止雨水进入所述雷达舱。
12.优选地，所述格栅包括：
13.通气孔，所述通气孔阵列排布；其中，所述通气孔的开口倾斜向前，所述通气孔的孔壁呈弯曲形状。
14.优选地，所述格栅由3d打印工艺制造而成。
15.优选地，所述进风口和所述出风口的位置是基于所述雷达设备的安装位置确定的。
16.优选地，所述进风口设置在所述雷达设备前方的雷达舱的底部，所述出风口设置在所述雷达设备后方的雷达舱的底部。
17.优选地，所述风机的流量需求、进风口的尺寸以及所述出风口的尺寸是基于通风量确定的。
18.优选地，所述通风量是基于所述雷达设备的散热量、第一温度和第二温度，并通过如下公式确定的；
19.通风量计算公式：v＝3600q/(t
p-tj)cρ
20.其中，v为通风量，q为设备散热量，t
p
为第二温度，tj为第一温度，c为空气比热容，ρ为空气密度。
21.本技术的有益技术效果：
22.本技术使用过程中对其雷达舱测温表明，雷达舱内温度基本保持与外部环境温度一致，达到了非常好的散热效果。
附图说明
23.图1为本技术实施例提供的直升机雷达舱通风口布局示意图；
24.图2是本技术实施例提供的雷达舱内部布局示意图；
25.图3是本技术实施例提供的格栅的结构示意图；
26.图4是本技术实施例提供的格栅的细节图；
27.其中，1-机身；2-雷达罩；3-进风口；4-出风口；5-雷达设备；6-结构平台；7-格栅；8-风机；9-雷达舱；10-空气；11-通气孔；12-雨水。
具体实施方式
28.需要说明的是，本技术通过合理设计空气流通通道及功能结构，实现了直升机雷达舱内通风降温和防雨的双重要求。
29.根据某直升机总体技术方案，搜索雷达安装于机头部位，雷达罩与机体形成狭小密闭空间，即雷达舱。在雷达功率较大的情况下，工作时发热量大，容易造成舱内温度过高，超出设备和结构允许的使用环境温度，进而导致设备死机、结构强度降低等故障，因此必须进行散热设计。
30.其中，具体为根据设备发热量计算散热需要的空气流量，在雷达舱前部设置进风口，安装带有防雨功能的格栅，在雷达舱后部设置出风口并安装风机，通过风机动力使空气流动，带走雷达工作散发的热量，提高雷达舱散热效率，有效避免了因设备舱内温度过高导致的设备故障或结构损伤。
31.在一种可行的实现方式中，进风口和出风口设计：
32.根据雷达安装位置确定通风口布局，进风口布置于雷达前方，出风口布置于雷达后方，有利于空气流动带走雷达设备散热。
33.根据直升机飞行方向，选择有利于空气流通的通道，必须使该通道经过雷达设备，直升机飞行时空气在预设通道内流通，绵绵不绝地将雷达设备产生的热量带出机外。
34.直升机飞行时机头处于迎风面，进风口布置于机头底部靠前方也是雷达的前部，最有利于进风。出风口布置于雷达后方才能使进入的空气环绕雷达设备后再排出。本雷达舱因前窄后宽，将后部出风口设置为两个，扩大了空气流通范围，散热效果更佳。
35.根据雷达散热量、第一温度(进风温度)、第二温度(排风温度)计算需要的通风量，进而选择合适流量的风机和通风口尺寸。
36.通风量计算公式v＝3600q/(t
p-tj)cρ
37.其中：v-通风量，m3/h；q-设备散热量，kw；t
p-排风温度，℃；t
j-进风温度，℃；c-空气比热容，j/(kg
·
℃)；ρ-空气密度，kg/m3。
38.在另一种可行的实现方式中，设计进风温度35℃，排风温度60℃，设备散热量1kw，
空气比热容取1kj/(kg
·
℃)，空气密度取1.29kg/m3，则通过上式计算可得通风量v＝3600/(25*1.29)m3/h＝111.6m3/h。由此可作为风机选型的依据。
39.风机选定后即可确定出风口尺寸。出风口尺寸确定后，进风口尺寸以不小于出风口尺寸为原则设计。
40.因与风机匹配，出风口形状一般为圆形，而进风口形状则可自由设计，只需保证进风面积，格栅通气孔尺寸据此设计。
41.通风口防雨设计
42.出于防雨考虑，进风口和出风口布置于雷达舱的底部，降低淋雨概率和严酷度。
43.为防止雷达等设备电路短路、结构件腐蚀等情况，雷达舱必须防止雨水进入。雷达罩和机身结构通过压缩胶条闭合，能够密封防雨，而进风口和出风口的设置就成为防雨薄弱环节，因此将其设置在雷达舱底部，使大部分工况下能够避开雨水直接冲击，降低了淋雨的概率和严酷度。
44.以此为前提，后续的在进风口加格栅的防雨设计才可行，因为此处毕竟不是密封结构，无法挡住雨水直接冲击。
45.进风口使用格栅防护，格栅设计成大量不规则细孔阵列排布，每个孔通过倾斜、弯曲的特殊设计，可有效防止雨水及异物进入。前倾孔的设计还有助于空气向前上方流动，促进循环流通。
46.本雷达舱结构中使用的格栅每个通气孔的截面尺寸约为3mm
×
4mm，在通风方面，这些密布的贯通了格栅厚度的空气流道阵列所形成的有效通风当量面积，占据了格栅表面积的绝大部分，通风效率较高。通过调整格栅的孔尺寸和整体尺寸，可以满足不同散热部位对格栅通风能力的要求。
47.通气孔的空气流道可以做到狭长而弯曲，从任何角度侵入的雨水，都会首先冲击在孔壁上，由于孔壁狭长弯曲，雨水与孔壁反复冲击的过程中，动能受到损耗，直至完全丧失进入舱内空间的能量，最后雨水沿着孔壁在自身重力和空气动力的作用下流出空气流道并与格栅分离。
48.格栅为复杂空腔结构，适宜采用3d打印工艺制造。
49.本雷达舱结构所研制的格栅通气孔狭长而弯曲且分布较为密集，这对于传统制造工艺来说是无法完成的，该部分基于当前3d打印技术的加工精度和对于薄壁结构的加工能力设计，使的格栅这种复杂空腔结构的制造不成问题。

技术特征：
1.一种具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述直升机雷达舱包括：雷达罩，设置在直升机机头；其中，所述雷达罩与所述直升机机头结构形成雷达舱；进风口，设置在所述雷达舱的前部；出风口，设置在所述雷达舱的后部；风机，设置在所述出风口；其中，第一温度的空气从所述进风口流入所述雷达舱，经过所述雷达舱中的雷达设备，并携带所述雷达设备产生的热量，形成第二温度的空气，所述第二温度的空气通过所述风机的作用，从所述出风口流出至机外；其中，所述第一温度小于所述第二温度。2.根据权利要求1所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述直升机雷达舱还包括：格栅，设置在所述进风口；其中，所述格栅用于防止雨水进入所述雷达舱。3.根据权利要求2所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述格栅包括：通气孔，所述通气孔阵列排布；其中，所述通气孔的开口倾斜向前，所述通气孔的孔壁呈弯曲形状。4.根据权利要求3所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述格栅由3d打印工艺制造而成。5.根据权利要求1所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述进风口和所述出风口的位置是基于所述雷达设备的安装位置确定的。6.根据权利要求5所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述进风口设置在所述雷达设备前方的雷达舱的底部，所述出风口设置在所述雷达设备后方的雷达舱的底部。7.根据权利要求5所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述风机的流量需求、进风口的尺寸以及所述出风口的尺寸是基于通风量确定的。8.根据权利要求7所述的具有通风降温功能的直升机雷达舱，其特征在于，所述通风量是基于所述雷达设备的散热量、第一温度和第二温度，并通过如下公式确定的；通风量计算公式：v＝3600q/(t
p-t
j
)cρ其中，v为通风量，q为设备散热量，t
p
为第二温度，t
j
为第一温度，c为空气比热容，ρ为空气密度。

技术总结
本申请提供的一种具有通风降温功能的直升机雷达舱，所述直升机雷达舱包括：雷达罩，设置在直升机机头；其中，所述雷达罩与所述直升机机头形成雷达舱；进风口，设置在所述雷达舱的前部；出风口，设置在所述雷达舱的后部；风机，设置在所述出风口；其中，第一温度的空气从所述进风口流入所述雷达舱，经过所述雷达舱中的雷达设备，并携带所述雷达设备产生的热量，形成第二温度的空气，所述第二温度的空气通过所述风机的作用，从所述出风口流出至机外；其中，所述第一温度小于所述第二温度；本申请使用过程中对其雷达舱测温表明，雷达舱内温度基本保持与外部环境温度一致，达到了非常好的散热效果。热效果。热效果。


技术研发人员：孙细刚 陈廷浩 朱帅
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/4/4