[發(fā)明專利]包括混合渦輪軸發(fā)動機和用于重新激活所述混合渦輪軸發(fā)動機的系統(tǒng)的直升機推進系統(tǒng)的架構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580054769.4
• 申請日: 2015-10-06
• 公開（公告）號: CN106795774B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 菲利普·瓦拉爾特;讓·米歇爾·巴澤;盧瓦克·勒達夠
• 申請（專利權(quán)）人: 賽峰直升機發(fā)動機公司;賽峰電氣與電源公司
• 主分類號: F01D13/00
• 分類號: F01D13/00;F01D19/00;F02C7/36
• 代理公司: 11270 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡春光;孟桂超

本發(fā)明涉及一種多發(fā)動機直升機的推進系統(tǒng)的架構(gòu)，所述架構(gòu)包括被連接至動力變速箱的多個渦輪軸發(fā)動機。所述架構(gòu)的特征在于，所述架構(gòu)包括：?至少一個混合渦輪軸發(fā)動機(20)，所述至少一個混合渦輪軸發(fā)動機(20)能夠在直升機的穩(wěn)定慣性飛行期間在至少一個待命模式中工作；?用于控制每個混合渦輪軸發(fā)動機(20)的至少兩個系統(tǒng)(30；40)，每個系統(tǒng)(30；40)包括被連接至混合渦輪軸發(fā)動機(20)并且適合于使所述混合渦輪軸發(fā)動機的氣體發(fā)生器旋轉(zhuǎn)的電機(31；41)；和?用于給所述電機(31；41)供電的至少一個電源(33；43)。每個重新激活系統(tǒng)(30；40)被配置成能夠以多個預(yù)定模式之中的至少一個工作模式驅(qū)動所述混合渦輪軸發(fā)動機(20)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多發(fā)動機直升機尤其是雙發(fā)動機或者三發(fā)動機直升機的推進系統(tǒng)的架構(gòu)，并且涉及包括具有這種架構(gòu)的推進系統(tǒng)的直升機。

背景技術(shù)

眾所周知，雙發(fā)動機或三發(fā)動機直升機具有包括兩個或三個渦輪軸發(fā)動機的推進系統(tǒng)，每個渦輪軸發(fā)動機包括氣體發(fā)生器和由氣體發(fā)生器旋轉(zhuǎn)并且剛性連接至輸出軸的自由渦輪。每個自由渦輪的輸出軸適合于引起其自身驅(qū)動直升機的轉(zhuǎn)子的動力傳輸變速箱的運動。

眾所周知，當(dāng)直升機在巡航飛行情況下時(即，當(dāng)直升機在除了起飛、上升、著陸或懸停飛行的過渡階段之外的所有飛行階段期間在正常條件下前進時)，渦輪軸發(fā)動機產(chǎn)生低于渦輪軸發(fā)動機的最大連續(xù)輸出的低功率水平。這些低功率水平導(dǎo)致被定義為渦輪軸發(fā)動機的燃燒室的每小時燃料消耗與該渦輪軸發(fā)動機提供的機械功率之比的比耗量(下文簡稱為SC)比最大起飛功率的SC大大約30％，因而它們導(dǎo)致巡航飛行期間燃料過度消耗。

此外，直升機的渦輪軸發(fā)動機被設(shè)計成超大尺寸以便能夠在發(fā)動機之一出故障的情況下使直升機保持飛行。這種飛行情況在失去發(fā)動機之后出現(xiàn)并導(dǎo)致的事實是每個工作的發(fā)動機提供遠遠超過它的額定功率的功率水平，以便直升機可以應(yīng)對危險情況，然后繼續(xù)飛行。

渦輪軸發(fā)動機也是超大尺寸的以便能夠確保在由飛機制造商指定的整個飛行范圍內(nèi)飛行，尤其是確保在高海拔和在炎熱的天氣下飛行。尤其是當(dāng)直升機的重量接近其最大起飛重量時要求極高的這些飛行點只有在某些使用情況下才會遇到。

這些超大尺寸的渦輪軸發(fā)動機在重量和燃料消耗方面是不利的。為了減小巡航飛行期間的這種消耗，設(shè)想在飛行期間將至少一個渦輪軸發(fā)動機置于待命狀態(tài)。該有效的單個發(fā)動機或多個發(fā)動機然后以更高的功率水平運行以便提供所有必要的動力，并因此以更有利的SC水平運行。

在申請FR1151717和FR1359766中，申請人已經(jīng)提出了用于通過選擇使至少一個渦輪軸發(fā)動機置于已知為連續(xù)飛行模式的穩(wěn)定飛行模式和使至少一個渦輪軸發(fā)動機置于特定待命模式來優(yōu)化直升機的渦輪軸發(fā)動機的比耗量的方法，其中渦輪軸發(fā)動機可以根據(jù)需要以快速或正常的方式從所述特定待命模式退出。

當(dāng)飛行情況的變化要求激活處于待命狀態(tài)的渦輪軸發(fā)動機時，例如當(dāng)直升機將從巡航飛行情況過渡到著陸階段時，從待命模式退出被描述為“正常的”。從這種待命狀態(tài)正常退出在10秒和1分鐘之間的時間段內(nèi)發(fā)生。當(dāng)有效的發(fā)動機的功率缺乏或不足發(fā)生時或者當(dāng)飛行條件突然變得困難時，從待命模式退出被描述為“快速的”。從這種待命狀態(tài)緊急退出在小于10秒的時段內(nèi)發(fā)生。

申請人已經(jīng)提出了一種用于重新激活處于待命狀態(tài)的渦輪軸發(fā)動機的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許利用電機(以正常或快速的方式)從待命模式退出。這種電機通過直升機的機載網(wǎng)絡(luò)(下文簡稱為OBN)供電，OBN是DC電壓為28伏的網(wǎng)絡(luò)和/或由連接至飛行器的兼容的AC電壓的合適的電力電子單元提供電壓的網(wǎng)絡(luò)。也已經(jīng)提出了在特定待命模式期間利用電機機械地協(xié)助渦輪軸發(fā)動機。

發(fā)明人因此尋求改進包括適合于被置于待命模式的至少一個渦輪軸發(fā)動機和包括電機的用于重新激活渦輪軸發(fā)動機的推進系統(tǒng)的架構(gòu)的性能。