[發(fā)明專利]航空器的自由渦輪發(fā)動機(jī)的快速輔助裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580042459.0
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN106661956B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·克洛諾夫斯基;米歇爾·諾萊特;弗雷德里克·派洛克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 賽峰直升機(jī)發(fā)動機(jī);賽峰集團(tuán)電子與防御;賽峰電氣與電源公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F02K9/38;F02K9/95;F02C3/10;F02C7/26;F02C7/32;F02C9/42
• 代理公司: 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;曾海艷

快速輔助裝置適用于航空器的自由渦輪發(fā)動機(jī)(11)，該航空器具有至少一個第一自由渦輪發(fā)動機(jī)(11)，該第一自由渦輪發(fā)動機(jī)設(shè)置有氣體發(fā)生器并與能夠作為啟動器和作為發(fā)生器的發(fā)電機(jī)(12)相關(guān)聯(lián)，該第一發(fā)動機(jī)(11)能夠處于備用模式或不需要的停機(jī)方式，該發(fā)電機(jī)從機(jī)載電能供電網(wǎng)絡(luò)(17)供電。該裝置進(jìn)一步包括至少一個電能存儲構(gòu)件(14)，該至少一個電能存儲構(gòu)件適于電連接到與所述第一發(fā)動機(jī)(11)相關(guān)聯(lián)的所述發(fā)電機(jī)(12)，以提供突發(fā)輔助到所述發(fā)動機(jī)(11)的氣體發(fā)生器，該電能存儲構(gòu)件(14)構(gòu)成一種僅可使用一次的不可充電的所謂“主”能量存儲構(gòu)件。該裝置包括用于激活該電能存儲構(gòu)件(14)的系統(tǒng)以及用于耦合該電能存儲構(gòu)件到發(fā)電機(jī)(12)的供電系統(tǒng)(13、16)的裝置(15)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通常在直升機(jī)上發(fā)現(xiàn)的這種自由渦輪發(fā)動機(jī)的領(lǐng)域。

應(yīng)該記住的是，具有自由渦輪的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)(GT)包括動力渦輪或自由渦輪以及主齒輪箱(MGB)，所述動力渦輪或自由渦輪在直升機(jī)中經(jīng)由超速離合器或“自由輪”驅(qū)動直升機(jī)轉(zhuǎn)子，并且該發(fā)動機(jī)還包括主要由壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪構(gòu)成的氣體發(fā)生器。

減速傳動裝置或輔助變速箱用于將氣體發(fā)生器的軸連接到發(fā)電機(jī)(簡化為EM)，該發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成并且能夠作為電機(jī)(啟動器)或作為發(fā)生器同樣良好地操作。在電機(jī)模式下，該發(fā)電機(jī)由電能源供電并且其產(chǎn)生了驅(qū)動扭矩，以驅(qū)動該發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器旋轉(zhuǎn)，特別地出于對其啟動的目的，從而在啟動時提供輔助。在發(fā)生器模式下，該發(fā)電機(jī)由氣體發(fā)生器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械功力轉(zhuǎn)移并被轉(zhuǎn)化成電力。

背景技術(shù)

對于巡航飛行的雙發(fā)動機(jī)航空器，文獻(xiàn)FR2967132和FR2967133提出了將兩個發(fā)動機(jī)之一處于備用模式，從而使其自由渦輪與主變速箱去同步，同時增加由另一發(fā)動機(jī)輸送的動力，從而能夠降低系統(tǒng)的整體燃料消耗。

本發(fā)明因此特別地涉及具有至少兩個發(fā)動機(jī)的直升機(jī)的情況中，以及在實(shí)施巡航飛行時降低其燃油消耗的情況中，即在由從每個發(fā)動機(jī)需要相對少動力所表征的飛行階段中，從而產(chǎn)生非常高的單位消耗(簡化為SC)。為了使巡航飛行很經(jīng)濟(jì)，一個發(fā)動機(jī)處于備用，因此另一發(fā)動機(jī)以高功率運(yùn)行，從而使直升機(jī)受益于低得多的單位消耗。

已經(jīng)提出了該備用模式的幾種變型。

在被稱為“超級空轉(zhuǎn)”的第一變型中，以緩慢空轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)該去同步燃?xì)廨啓C(jī)的氣體發(fā)生器。

在被稱為“輔助超級空轉(zhuǎn)”的第二變型中，同樣地以低怠速速度調(diào)節(jié)與MGB去同步的燃?xì)廨啓C(jī)的氣體發(fā)生器，同時輔助驅(qū)動扭矩經(jīng)由發(fā)電機(jī)和輔助變速箱施加到氣體發(fā)生器。

在第三變型中，發(fā)動機(jī)的燃燒室完全地熄滅，然后提出了以適用于在巡航飛行階段結(jié)束時促進(jìn)重燃的速度保持氣體發(fā)生器旋轉(zhuǎn)。合適的速度范圍可被稱為優(yōu)選點(diǎn)火窗口。被稱為“轉(zhuǎn)動”模式的該操作模式需要給延長輔助到氣體發(fā)生器。

在可能在整個巡航飛行時間中維持的所有三種操作模式中，通過備用的發(fā)動機(jī)傳輸?shù)組GB的功率量通常為零，并且通常不可以從其氣體發(fā)生器獲取功率。

在三個上述變型中，需要能夠快速重新激活去同步的發(fā)動機(jī)，特別地在緊急情況下，如在另一發(fā)動機(jī)失效，如果總共存在三個或更多的發(fā)動機(jī)，—或在如果存在兩個發(fā)動機(jī)另一發(fā)動機(jī)失效的情況下。具體地，這就是為什么氣體發(fā)生器以用于促進(jìn)系統(tǒng)中重燃的速度保持旋轉(zhuǎn)的原因，在該系統(tǒng)中燃燒室熄滅。

在優(yōu)選點(diǎn)火窗口(“轉(zhuǎn)動”模式)保持氣體發(fā)生器旋轉(zhuǎn)以及當(dāng)其被調(diào)節(jié)到空轉(zhuǎn)(“輔助超級空轉(zhuǎn)”模式)時提供延長輔助到氣體發(fā)生器都需要相對低的動力，但以需要大量能量結(jié)束，由于該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于在整個長時間飛行中使用它。

除了其它解決方案，文獻(xiàn)FR2967132和FR2967133提出使用一種由起動器/發(fā)電機(jī)供電的電動啟動器，所述起動器/發(fā)電機(jī)連接到另一發(fā)動機(jī)的氣體發(fā)生器，或連接到通過另一發(fā)動機(jī)的自由渦輪直接或間接驅(qū)動的發(fā)生器。