[發明專利]飛行器原動機系統、操作方法以及用途

在審

• 申請號: 201980072598.6
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN112996995A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 西蒙·泰勒
• 申請（專利權）人: GKN航空服務有限公司
• 主分類號: F02C3/22
• 分類號: F02C3/22;B60L50/15;B64D27/20;F02K3/06;F02K5/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 沈同全;車文

本發明涉及一種多源飛行器推進裝置，該多源飛行器推進裝置包括低溫推進源和燃燒推進源，其中，該低溫推進源和該燃燒推進源能夠被選擇性地且獨立地操作以生成用于飛行器的推進力。

技術領域

本發明涉及飛行器推進系統，特別地涉及飛行器推進裝置，該飛行器推進裝置是大量有害氣態排放物的起因。

背景技術

根據大多數估計，航空運輸量被設定為每十五年翻一番，這將大大增加陸基推進系統和隨后的機載推進系統的操作，由此增加了相關排放物的產生。眾所周知，無論是在地面還是在高空產生，排放物都是有害的。

為了達到國際航空運輸協會設定的減排目標，已經將替代燃料的使用確定為一種可能的探索途徑。替代燃料包括生物燃料、合成煤油、壓縮天然氣。此外，2050年ACARE路線圖確定了需求并設定了大幅減少一系列排放物的目標。眾所周知，接近或實現這些目標的機會是有限的。

為了解決這些問題，已經在不同的飛行器中采用了多種推進系統。大多數系統出于經濟原因以及還由于化石燃料源的非常高的能量密度和比能而使用化石燃料源。燃氣渦輪的普及也導致化石燃料成為飛行器的期望推進機制。這已經導致了改善燃燒化石燃料的燃氣渦輪性能的發展。

當前的飛行器推進系統已經發展為使用兩個或更多個發動機，其中燃料從可能位于機翼內的燃料罐被供應到發動機。絕大多數飛行器系統都采用這種布置來進行操作，這表明這種布置已經成為業界生成推進的優選解決方案。結合航空發動機性能和燃料經濟性的進步，排放水平已經得以減少。

然而，這種推進系統的缺點是飛行器的幾何形狀受到限制，這種限制可能包括起落架位置和尺寸、發動機吊架空氣動力學以及鷗翼的使用中的任一種。

已經對替代的、可持續且更環境友好的燃料(包括天然氣和氫氣)的使用進行了調查。1957年，氫動力飛行器作為馬丁·堪培拉B57進行了飛行。1988年，俄羅斯制造商圖波列夫(Tupolev)將Tu154轉換為155，作為能夠使用液態氫(LH₂)和液態天然氣(LNG)的示范。之后氫氣的發展受到氫氣(H₂)的空間需求的阻礙，通常，容納H₂的罐需要在飛行器中占據過大體積，才能使其成為可行的解決方案。然而，LH₂相比H₂具有更有益的體積能量密度。

與化石燃料相比，由于需要大量的H₂或LH₂來產生相同的能量，因此需要更大的儲罐。已經采用了針對該存儲問題的解決方案，該解決方案涉及沿著飛行器機身的頂部定位大型液態氫罐。

然而，這種解決方案由于增加了潤濕面積和橫截面積而對機身的阻力產生了隨之而來的有害影響。由于潛在地需要沿著機身長度延伸的復雜的縱向壓力邊界，因此這種布置會引起進一步的復雜化。

當前的罐構造包括管道和機翼構造，其中，燃料罐被保持在機翼和機身中。這樣的管道和機翼構造在商用飛行器中廣泛流行。然而，這種設計與當前對更高的縱橫比和更低厚度的機翼的偏好不一致，該偏好是為了減少升力引起的阻力并實現更高水平的自然層流。顯然，燃料罐的體積越小，則這些偏好就越容易實現。因此，使用H₂或LH₂獲得這些偏好極具挑戰性。

因此，盡管實現了這些優點，但仍然存在許多影響飛行器減排的問題。然而，本文所述發明的發明人已經創造了一種替代性的推進裝置，該推進裝置具有本文中所描述的各種先前無法獲得的優點。

發明內容

在所附權利要求中闡述了本發明的各方面。

從第一方面看，提供一種飛行器推進裝置，該飛行器推進裝置包括低溫源，其中，該低溫源可以被選擇性地且獨立地操作，以通過燃燒來生成用于飛行器的推進力和/或通過發電來生成用于飛行器的推進力。