[發明專利]用于飛行器的推進系統及用于操作其的方法

有效

• 申請號: 201810757913.6
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109229395B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: N.A.瓦納;D.E.伯格斯騰;D.A.古茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02;B64C27/12;F02C9/46;F02C6/20;F02C9/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

本申請公開一種混合電力推進系統，其包括渦輪機械，聯接到所述渦輪機械的電機，以及聯接到所述渦輪機械的推進器。本申請還公開一種用于操作混合電力推進系統的方法，其包括：操作渦輪機械以驅動推進器；接收指示所述混合電力推進系統的故障狀況的數據；響應于接收到指示故障狀況的數據，減少到所述渦輪機械的燃燒部段的燃料流；以及響應于接收到指示故障狀況的數據，使用所述電機從所述渦輪機械提取動力以減慢所述渦輪機械的一個或多個旋轉部件。

技術領域

本主題大體上涉及用于飛行器的混合電力推進系統，以及用于操作混合電力推進系統以減小故障狀況期間的損壞風險的方法。

背景技術

常規的直升機大致包括主旋翼組件和尾旋翼組件。渦輪機械包括有輸出軸，所述輸出軸配置成驅動主旋翼組件和尾旋翼組件。除了低壓系統之外，典型的渦輪機械包括高壓系統或核心。低壓系統的低壓軸通過齒輪箱機械地聯接到輸出軸以用于驅動輸出軸，并且轉而驅動主旋翼組件和尾旋翼組件。

由于來自主旋翼組件和尾旋翼組件的低壓系統上的阻力，低壓系統相對于核心的轉速可能減小。然而，在諸如輸出軸故障或旋翼損失的負載損失故障的情況下，低壓系統上的阻力可能會大大減小。盡管到核心的燃料流減少，但是核心內相對較高的能量(即，攜帶能量)可能在損失這樣的阻力之后驅動低壓系統以相對危險的轉速旋轉。為了確保低壓系統在這樣的故障狀況下不出故障，低壓系統設計成在負載損失狀況下接收來自核心的攜帶能量，并且更特別地，低壓系統的渦輪機設計成能夠以比其它方式所需的更高的轉速進行旋轉。然而，這可能導致相對較重，較大和較昂貴的低壓系統，或更特別地，導致低壓系統的渦輪機內的相對較大的腔孔。

因此，能夠減小低壓系統的一個或多個部件的尺寸而不損害低壓系統在負載損失狀況之后起作用的能力的推進系統將是有用的。

發明內容

本發明的各方面和優勢將部分地在以下描述中闡述，或可從所述描述顯而易見，或可通過實踐本發明而習得。

在本發明的一個示范性方面中，提供一種用于操作飛行器的混合電力推進系統的方法。所述混合電力推進系統包括渦輪機械，聯接到所述渦輪機械的電機，以及聯接到所述渦輪機械的推進器。所述方法包括：操作所述渦輪機械以驅動所述推進器；接收指示所述混合電力推進系統的故障狀況的數據；響應于接收到指示故障狀況的數據，減少到所述渦輪機械的燃燒部段的燃料流；以及響應于接收到指示故障狀況的數據，使用所述電機從所述渦輪機械提取動力以減慢所述渦輪機械的一個或多個旋轉部件。

在某些示范性方面中，使用所述電機從所述渦輪機械提取動力包括與減少到所述渦輪機械的燃燒部段的燃料流基本同時使用所述電機從所述渦輪機械提取動力。

在某些示范性方面中，所述渦輪機械包括高壓渦輪機和低壓渦輪機，其中所述電機聯接到所述高壓渦輪機，并且其中所述推進器聯接到所述低壓渦輪機。例如，在某些示范性方面中，所述指示故障狀況的數據是指示所述低壓渦輪機的轉速超過上轉速閾值的數據。例如，在某些示范性方面中，使用所述電機從所述渦輪機械提取動力以減慢所述渦輪機械的一個或多個旋轉部件包括減小所述高壓渦輪機的轉速。

在某些示范性方面中，所述故障狀況是負載損失狀況。

在某些示范性方面中，所述渦輪機械是渦輪軸發動機，所述渦輪軸發動機包括低壓渦輪機和聯接到所述低壓渦輪機的輸出軸。例如，在某些示范性方面中，所述飛行器是直升機，其中所述推進器是旋翼組件，并且其中所述輸出軸驅動所述旋翼組件。

在某些示范性方面中，使用所述電機從所述渦輪機械提取動力包括用所述電機提取至少約二十千瓦的電力。

在某些示范性方面中，所述混合電力推進系統還包括電能儲存單元，并且其中使用所述電機從所述渦輪機械提取動力包括從所述電機向所述電能儲存單元提供電力。例如，在某些示范性方面中，所述電能儲存單元配置成儲存至少約二十千瓦時的電力。

在某些示范性方面中，使用所述電機從所述渦輪機械提取動力包括從所述電機向電阻組提供電力。