用于飞机发动机的增压系统技术方案

本文描述了用于飞机发动机(402)的增压系统(1400)。示例增压系统(1400)包括设置在燃气涡轮发动机(402)的核心进气口(424)中的喷射器(1404)。核心进气口(424)用于将空气引入燃气涡轮发动机(402)的压缩机(428)中。增压系统(1400)还包括含有加压空气的压缩空气罐(1402)。压缩空气罐(1402)流体地联接到喷射器(1404)。喷射器(1404)用于将加压空气提供到核心进气口(424)中以增加燃气涡轮发动机(402)的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
用于飞机发动机的增压系统
本公开总体涉及飞机，并且更具体地涉及用于飞机发动机的增压系统。
技术介绍
飞机通常包括一个或多个发动机以产生推力。存在许多不同类型或布置的发动机，诸如涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机等。这些发动机包括用于产生推力的推进器(诸如风扇或螺旋桨)，以及驱动推进器的发动机核心(诸如燃气涡轮发动机)。虽然对于某些飞行状况有效，但这些发动机通常受限于它们可以操作的海拔高度。特别是，由于更高海拔高度的气压降低，发动机只能爬到一定海拔高度。
技术实现思路
本文公开了一种用于飞机的燃气涡轮发动机的增压系统。增压系统包括设置在燃气涡轮发动机的核心进气口中的喷射器。核心进气口用于将空气引导到燃气涡轮发动机的压缩机中。增压系统还包括含有加压空气的压缩空气罐。压缩空气罐流体地联接到喷射器。喷射器用于将加压空气提供到核心进气口中以增加燃气涡轮发动机的输出功率。本文公开了一种增加飞机发动机的输出功率的方法。该方法包括在控制器处接收请求经由增压系统增加飞机的燃气涡轮发动机的输出功率的输入信号。增压系统包括具有加压空气的压缩空气罐、设置在燃气涡轮发动机的核心进气口中的喷射器以及位于压缩空气罐和喷射器之间的阀。该方法还包括经由控制器确定是否满足一个或多个参数，并且基于满足一个或多个参数的确定，经由控制器发送命令信号以打开阀。阀在打开时能够使加压空气从压缩空气罐流过喷射器并进入燃气涡轮发动机中。本文公开的飞机包括混合动力推进发动机，该混合动力推进发动机具有燃气涡轮发动机、电动马达和推进器。燃气涡轮发动机在第一操作模式期间驱动推进器，并且电动马达在第二操作模式期间驱动推进器。该飞机还包括增压系统，该增压系统用于在混合动力推进发动机在第一操作模式下操作时将加压空气喷射到燃气涡轮发动机中，以用于产生增加的输出功率。附图说明图1示出了可以实施本文公开的示例的飞机。图2为根据本公开的教导构造的示例混合动力推进发动机的示意图。图3为两个示例混合动力推进发动机的示意图。图4为结合包括燃气涡轮发动机和电动马达的涡轮风扇发动机实施的示例混合动力推进发动机的局部剖视图。图5为结合包括燃气涡轮发动机和电动马达的涡轮螺旋桨发动机实施的示例混合动力推进发动机的局部剖视图。图6为图4的混合动力推进发动机的电动马达的放大视图。图7A和7B为来自图6的超控(overrunning)离合器的横截面视图。图8A为表示将混合动力推进发动机从第一操作模式改变为第二操作模式的示例方法的流程图。图8B为表示将混合动力推进发动机从第二操作模式改变为第一操作模式的示例方法的流程图。图9示出了根据本公开的教导构造的示例核心阻尼器。在图9中，示例核心阻尼器结合图4的示例混合动力推进发动机实施。图10示出了结合图5的示例混合动力推进发动机实施的图9的示例核心阻尼器。图11A和11B分别为处于打开状态和关闭状态的图9的示例核心阻尼器的透视图。图12A为表示将核心阻尼器从打开状态操作到关闭状态并且可以通过图9和图10的混合动力推进发动机实施的示例方法的流程图。图12B为表示将核心阻尼器从关闭状态操作到打开状态并且可以通过图9和图10的混合动力推进发动机实施的示例方法的流程图。图13示出了根据本公开的教导构造的示例增压系统。在图13中，示例增压系统结合图9的混合动力推进发动机实施。图14示出了结合图10的混合动力推进发动机实施的图13的示例增压系统。图15示出了图13的增压系统的示例压缩空气罐，其用作图1的飞机的机身中的后部压力隔框(bulkhead)。图16为图13的示例增压系统的示例喷射器的透视图。图17A为表示激活增压系统以增加飞机发动机的输出功率的可以由图13和图14的增压系统实施的示例方法的流程图。图17B为表示停用增压系统的可以由图13和图14的增压系统实施的示例方法的流程图。附图不是按比例绘制。通常，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。如在本专利中所使用的，陈述任何部件(例如，层、膜、区、区域或板)以任何方式位于另一部件上(例如，定位在其上、位于其上、设置在其上或形成在其上等)表示所引用的部件与另一部件接触，或者所引用的部件在另一部件之上，其中一个或多个中间部件位于其间。陈述任何部件与另一部件接触意味着两个部件之间没有中间部件。具体实施方式本文公开了用于飞机的示例混合动力推进发动机。混合动力推进发动机包括内燃发动机(诸如燃气涡轮发动机)和电动马达，其联接到诸如风扇或螺旋桨的推进器并且以并行方式操作以驱动推进器。本文描述的混合动力推进发动机可以在不同的操作模式之间操作，其中燃气涡轮发动机和/或电动马达用于驱动推进器以产生向前推力。例如，在第一操作模式下，当期望增加的推力水平时，燃气涡轮发动机驱动推进器以产生向前推力。在第一操作模式下，电动马达可以关闭和/或以其他方式不为推进器提供动力。在第二操作模式下，电动马达驱动推进器以产生向前推力(而燃气涡轮发动机关闭和/或以其他方式不为推进器提供动力)，因为电动马达在某些飞行条件期间对于驱动推进器更有效。例如，在起飞和着陆期间，当需要增加推力水平时，可以使用燃气涡轮发动机。而电动马达可以在巡航期间使用，在巡航期间，飞机处于较高的海拔高度并且受到更小的阻力。因此，燃气涡轮发动机在飞行期间使用的时间较短。结果，飞机上需要更少的燃料，从而进一步降低了飞机的总重量。此外，在某些情况下，电动马达可以用于在起飞和/或爬升期间辅助燃气涡轮发动机，并且因此，可以使用更小、更轻的燃气涡轮发动机。本文描述的示例混合动力推进发动机包括设置在燃气涡轮发动机和电动马达之间的离合器，该离合器使得电动马达能够独立于燃气涡轮发动机操作并且不驱动或旋转燃气涡轮发动机的输出轴。例如，燃气涡轮发动机包括第一驱动轴(例如，输出轴)，并且电动马达包括第二驱动轴。推进器联接到第二驱动轴，并且第一驱动轴经由离合器(诸如超控离合器)联接到第二驱动轴。这样，当燃气涡轮发动机正在第一操作模式期间运行时，第一驱动轴使第二驱动轴旋转，并且因此将动力传递到推进器。在第一操作模式期间，电动马达关闭并且不受旋转的第二驱动轴的影响。在第二操作模式下，电动马达打开并用于旋转第二驱动轴，第二驱动轴驱动推进器并产生向前推力。在第二操作模式期间，可以关闭燃气涡轮发动机。超控离合器使得第二驱动轴能够独立于第一驱动轴旋转，并且因此不驱动或旋转第一驱动轴。换句话说，超控离合器使得燃气涡轮发动机和电动马达能够以并联方式而不是串联方式操作，使得一者的操作不需要另一者的操作。在其他示例中，可以实施其他类型的离合器以连接或断开第一驱动轴和第二驱动轴。在一些示例中，当燃气涡轮发动机正在第一操作模式下驱动推进器时，电动马达可以被激励并用于超速(overspeed)或过驱动(overdrive)燃气涡轮发动机。例如，该操作可以用于向推进器提供临时动力迸发(例如，在发动机故障(engine-out)情况的事件中)。在其他示例中，电动马达可以以与燃气涡轮发动机大致相同的转速操作，以向推进器提供扭矩而不超控燃气涡轮发动机。例如，该操作可以减少燃气涡轮发动机上的负载。本文还公开了可以与飞机发动机一起使用的核心阻尼器。本文公开的示例核心阻尼器可与混合动力推进发动机一起使用，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞机(100)的燃气涡轮发动机(402)的增压系统(1400)，所述增压系统(1400)包括：喷射器(1404)，其设置在所述燃气涡轮发动机(402)的核心进气口(424)中，所述核心进气口(424)将空气引入所述燃气涡轮发动机(402)的压缩机(428)中；以及含有加压空气的压缩空气罐(1402)，所述压缩空气罐(1402)流体地联接到所述喷射器(1404)，所述喷射器(1404)将所述加压空气提供到所述核心进气口(424)中以增加所述燃气涡轮发动机(402)的输出功率。

【技术特征摘要】
2018.04.19 US 15/957,5731.一种用于飞机(100)的燃气涡轮发动机(402)的增压系统(1400)，所述增压系统(1400)包括：喷射器(1404)，其设置在所述燃气涡轮发动机(402)的核心进气口(424)中，所述核心进气口(424)将空气引入所述燃气涡轮发动机(402)的压缩机(428)中；以及含有加压空气的压缩空气罐(1402)，所述压缩空气罐(1402)流体地联接到所述喷射器(1404)，所述喷射器(1404)将所述加压空气提供到所述核心进气口(424)中以增加所述燃气涡轮发动机(402)的输出功率。2.根据权利要求1所述的增压系统(1400)，其中所述核心进气口(424)由外径向壁(1100)和内径向壁(1102)限定，并且其中所述喷射器(1404)包括在所述外径向壁(1100)和所述内径向壁(1102)之间延伸的多个支柱(1600)，所述支柱(1600)具有面向下游的开口(1602)，以将所述加压空气喷射到所述燃气涡轮发动机(402)中。3.根据权利要求1所述的增压系统(1400)，进一步包括：供应管路(1406)，其联接在所述压缩空气罐(1402)和所述喷射器(1404)之间；以及阀(1310)，其联接到所述供应管路(1406)以控制所述加压空气从所述压缩空气罐(1402)到所述喷射器(1404)的流动。4.根据权利要求3所述的增压系统(1400)，进一步包括控制器(1412)，所述控制器(1412)被配置为：基于请求增加所述燃气涡轮发动机(402)的所述输出功率的输入信号(1318)，发送命令信号(1322)以打开所述阀(1310)以使得所述加压空气从所述压缩空气罐(1402)流到所述喷射器(1404)并进入所述燃气涡轮发动机(402)的所述压缩机(428)中。5.根据权利要求4所述的增压系统(1400)，其中所述阀(1310)为减压截止阀，并且其中所述控制器(1412)被配置为基于所述燃气涡轮发动机(402)的期望输出功率电平操作所述阀(1310)以将所述加压空气的压力降低到目标压力值。6.根据权利要求5所述的增压系统(1400)，进一步包括联接到所述供应管路(1406)的压力传感器(1316)，并且其中所述控制器(1412)被配置为基于由所述压力传感器(1316)获得的压力测量值来操作所述阀(1310)。7.根据权利要求4所述的增压系统(1400)，其中所述命令信号(1322)为第一命令信号，并且其中所述控制器(1412)被配置为在发送所述第一命令信号以打开所述阀(1310)之后，发送第二命令信号(908)以关闭设置在所述喷射...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·G·麦金，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US