[發明專利]用于飛行器的推進系統

有效

• 申請號: 201810658892.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109110135B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: R.C.洪;M.T.甘斯勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02;B64D27/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;李強

一種混合動力電動推進系統包括連接到渦輪機的旋轉系統的電機以及電能存儲單元，電機電連接到電源。一種用于操作混合動力電動推進系統的所述渦輪機的方法包括：在渦輪機的飛行操作模式期間將來自所述電機的電力提供給電能存儲單元，渦輪機在所述飛行操作模式期間使電機旋轉以產生電力；確定所述渦輪機處于飛行后操作模式還是處于飛行前操作模式；以及將來自電源的電力提供給所述電機，使得電機使渦輪機的旋轉系統旋轉以預防或校正彎曲轉子狀況。

技術領域

本發明主題主要涉及一種混合動力電動飛行器推進系統，更具體地，涉及一種用于預防或校正混合動力電動飛行器推進系統的渦輪機內的彎曲轉子狀況的方法。

背景技術

典型的飛行器推進系統包括一個或多個燃氣渦輪發動機。對于某些推進系統，燃氣渦輪發動機一般包括布置成彼此流動連通的風扇和芯部。另外，燃氣渦輪發動機的芯部一般包括呈串流順序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機區段的入口，在所述壓縮機區段中，一個或多個軸向壓縮機漸進地壓縮空氣，直到空氣到達燃燒區段為止。燃料與壓縮空氣混合且在燃燒區段內燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段被傳送到渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，且接著被傳送通過排氣區段，例如，到大氣。

通常，渦輪區段內的至少一個渦輪通過可旋轉軸或轉軸連接到壓縮機區段內的壓縮機。在燃氣渦輪發動機的以上操作期間，除了因內部工作氣體的壓縮所致的加熱以外，由于暴露或接近于燃燒氣體該轉軸的溫度也相對升高。在操作燃氣渦輪發動機之后，例如，在燃氣渦輪發動機的飛行操作之后，由于燃燒氣體不再流動通過渦輪區段以驅動渦輪，轉軸可不再旋轉。

然而，對于某一時間段，轉軸可保持在相對高溫下。由于發動機芯部內的氣體的對流，空閑轉軸在相對高溫下易受彎曲或其它變形(即，“轉子彎曲”或“彎曲轉子”狀況)影響。具體地說，當芯部不旋轉時，氣體易于上升，而冷卻器氣體易于下沉。因此，當發動機在操作之后關閉時，發動機頂部的溫度相對于發動機底部通常會升高。跨越靜止芯部的溫度梯度造成不均勻的熱生長或“熱轉子彎曲”。應注意，在芯部不斷地旋轉的情況下，不會發生熱彎曲。在無外部干預的情況下，熱轉子彎曲(thermal rotor bow)通常保持直到發動機大致冷卻經過幾個小時或大于幾個小時的時程為止。

嘗試重新啟動熱彎曲發動機可能會產生許多不期望的影響，包括過高振動和轉子與發動機外殼之間的潛在破壞性接觸。在自然消除熱轉子彎曲之前需要發動機重新啟動的狀況下，在點燃燃氣渦輪發動機的燃燒區段之前，轉軸可以在相對低速下旋轉預定時間量，從而校正彎曲轉子狀況。在發動機包括氣動起動機的狀況下，可以使用脈沖寬度調制來操作氣動起動機，試圖維持轉軸的所要旋轉速度小于氣動起動機的標稱操作范圍且在校正轉軸的彎曲轉子狀況所需的范圍內。然而，此會導致氣動起動機的相對高操作周期，這可能過早地磨損氣動起動機。另外，氣動起動機的脈沖寬度調制控制相對于氣動供應系統本身內的速度穩定性和氣動穩定性可能是有問題的。

因此，包括能夠最小化渦輪機內的彎曲或其它變形的風險的一個或多個特征的推進系統將為適用的。另外或替代地，具有用于校正彎曲轉子狀況而不需要對起動機產生高周期耗損的一個或多個特征的推進系統也將適用。

發明內容

本發明的各方面和優點將部分在以下描述中闡述，或可以從所述描述顯而易見，或可以通過本發明的實踐習得。