多线轴涡轮机操作和控制的电机辅助制造技术

提供了一种多线轴涡轮机，该多线轴涡轮机具有可被控制以向涡轮机的线轴之一输入动力的电机。一方面，多线轴涡轮机可以是用于飞行器的混合电动燃气涡轮发动机。混合电动燃气涡轮发动机可包括第一线轴，第二线轴以及与第一线轴可操作地联接的电机。响应于推力需求的增加，电动机从电源接收电力。进而，电机将扭矩施加到第一线轴，从而使第一线轴的转速增加。以此方式，电机可以电辅助涡轮机以满足推力需求的增加。的增加。的增加。

【技术实现步骤摘要】
多线轴涡轮机操作和控制的电机辅助


[0001]本公开总体上涉及具有可操作以帮助其操作和控制的至少一个电机的多线轴涡轮机。

技术介绍

[0002]对于用于飞行器的多线轴燃气涡轮发动机，发动机效率至少部分取决于旋转和固定部件之间的间隙，旋转和固定部件例如旋转涡轮叶片和固定护罩。通常，叶片的尖端与护罩之间的间隙越紧(即，间隙越闭合)，则燃气涡轮发动机的操作效率越高。因此，使叶片尖端间隙最小化有助于最佳的发动机性能和效率。
[0003]使叶片尖端间隙最小化的一个挑战是，当推力需求增大或减小时，涡轮叶片以与周向围绕它们的护罩和壳体不同的速率膨胀和收缩。因此，常规地，叶片尖端间隙被留得更敞开，以解决发动机的爆发和加速，特别是在飞行的巡航阶段。确实，巡航间隙的尺寸通常被确定为使得发动机可以执行阶段爬升而不会遭受涡轮叶片摩擦。摩擦事件可能会导致发动机性能和效率降低，可能会降低涡轮叶片和/或护罩的有效使用寿命，并可能会使发动机的排气温度裕度变差。因此，理想地，叶片尖端间隙被设定为使叶片尖端与护罩之间的间隙最小，而涡轮机械部件不会遭受摩擦事件。
[0004]在某些情况下，发动机被控制成使得发动机的推力增加速率受到限制，特别是在巡航操作期间。这允许间隙设置得比其他情况下更紧密，因此，在巡航操作期间可以实现更好的发动机效率。然而，限制发动机的推力增加速率降低了发动机的响应性，这对于飞行员和机组人员可能是不希望的。
[0005]因此，解决上述一个或多个挑战的多线轴涡轮机将是有用的。此外，具有解决上述一个或多个挑战的至少一个多线轴燃气涡轮发动机的飞行器将是有利的。此外，解决上述一个或多个挑战的多线轴涡轮机的操作方法将是有益的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从该描述中显而易见，或者可以通过实施本专利技术而获知。
[0007]在一方面，提供了一种运载器。该运载器包括燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括第一可旋转部件和第二可旋转部件。燃气涡轮发动机还包括与第一可旋转部件可操作地联接并且与电源连通的电机。电机可操作以从电源接收电力。此外，该运载器包括具有一个或多个处理器和一个或多个存储装置的计算系统，该一个或多个存储装置存储指令，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行操作，在执行操作时，一个或多个处理器被构造为：接收指示对燃气涡轮发动机的推力需求变化的输入；并且响应于接收到的指示对燃气涡轮发动机的推力需求变化的输入，使电机改变第一可旋转部件上的施加扭矩，从而改变第一可旋转部件的转速。
[0008]在另一方面，提供了一种用于运载器的涡轮机。该涡轮机包括第一可旋转部件，第
二可旋转部件以及与该第一可旋转部件可操作地联接的电机。涡轮机还包括具有一个或多个处理器和一个或多个存储装置的控制器，该一个或多个存储装置存储指令，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行操作，在执行操作时，一个或多个处理器被构造为：接收指示对涡轮机的推力需求增加的输入；并且响应于对涡轮机的推力需求增加，使电机向第一可旋转部件施加扭矩。
[0009]在另一方面，提供了一种方法。该方法包括通过一个或多个计算装置接收指示对具有第一线轴和第二线轴的多线轴涡轮机的推力需求增加的输入。响应于所接收的指示对多线轴涡轮机的推力需求增加的输入，该方法还包括通过一个或多个计算装置使与第一线轴可操作地联接的电机增加第一线轴的转速。
[0010]在另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，计算机可执行指令在由计算系统的一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器：接收指示对多线轴涡轮机的推力需求增加的输入，多线轴涡轮机具有第一可旋转部件和第二可旋转部件，例如分别为第一线轴和第二线轴；并且响应于接收到的指示对多线轴涡轮机的推力需求增加的输入，使与第一线轴可操作地联接的电机增加第一线轴的转速。
[0011]在一些实施例中，当计算机可执行指令由计算系统的一个或多个处理器执行时，一个或多个处理器使电机独立于第二线轴增加第一线轴的转速。
[0012]在一些实施例中，当计算机可执行指令由计算系统的一个或多个处理器执行时，一个或多个处理器使电机增加第一线轴的转速，从而基本上满足推力需求，并且其中随着在第一时间段内流向电机的电流减小，一个或多个处理器使得流向多线轴涡轮机的燃料流在第一时间段内增加。
[0013]参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本主题的这些和其他特征，方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了主题的实施例，并且与描述一起解释了主题的原理。
附图说明
[0014]在说明书中阐述了针对本领域的普通技术人员的，包括本专利技术的最佳模式的本主题的完整且可行的公开，其中参考了附图，其中：
[0015]图1提供了根据本公开的示例性方面的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；
[0016]图2提供了图1的燃气涡轮发动机的示意图，并且描绘了与燃气涡轮发动机连通的电气系统；
[0017]图3提供了用于控制图1和图2的燃气涡轮发动机的控制系统的框图；
[0018]图4提供了根据本公开的示例性方面的示例推力需求计划的框图；
[0019]图5提供了根据本公开的示例性方面的描绘在第一时间段内的推力需求的图；
[0020]图6提供了描绘在第一时间段内电机施加的扭矩的图；
[0021]图7提供了描绘在第一时间段内流向燃气涡轮发动机的燃料流的图；
[0022]图8提供了根据本公开的示例性方面的描绘在第一时间段内的推力需求的图；
[0023]图9提供了描绘在第一时间段内电机施加的扭矩的图；
[0024]图10提供了描绘在第一时间段内流向燃气涡轮发动机的燃料流的图；
[0025]图11提供了根据本公开的示例实施例的另一燃气涡轮发动机的核心涡轮发动机的示意图；
[0026]图12提供了根据本公开的示例性实施例的具有控制系统的另一燃气涡轮发动机的核心涡轮发动机的示意图；
[0027]图13提供了根据本公开的示例性实施例的操作混合电动多线轴涡轮机的示例性方法(400)的流程图；
[0028]图14提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统；和
[0029]图15提供了根据本公开的示例实施例的示例运载器。
具体实施方式
[0030]现在将详细参考本专利技术的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。在附图和描述中相同或相似的标记已经用于指代本专利技术的相同或相似的部分。如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对流动方向。例如，“上游”是指流体从其流动的流动方向，而“下游”是指流体向其流动的流动方向。此外，如本文所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运载器，其特征在于，包括：燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：第一可旋转部件；第二可旋转部件；电机，所述电机与所述第一可旋转部件可操作地联接并且与电源连通，所述电机能够操作为从所述电源接收电力；计算系统，所述计算系统具有一个或多个处理器和一个或多个存储装置，所述一个或多个存储装置存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行操作，在执行所述操作时，所述一个或多个处理器被构造为：接收指示对所述燃气涡轮发动机的推力需求变化的输入；并且响应于接收到的指示对所述燃气涡轮发动机的所述推力需求变化的输入，使所述电机改变所述第一可旋转部件上的施加扭矩，从而改变所述第一可旋转部件的转速。2.根据权利要求1所述的运载器，其特征在于，其中，所述第一可旋转部件是低压线轴，并且所述第二可旋转部件是高压线轴。3.根据权利要求1所述的运载器，其特征在于，其中，所述第一可旋转部件是高压线轴，并且所述第二可旋转部件是低压线轴。4.根据权利要求1所述的运载器，其特征在于，其中，对所述燃气涡轮发动机的所述推力需求变化是对所述燃气涡轮发动机的所述推力需求的减小，并且其中，当所述一个或多个处理器使所述电机改变所述第一可旋转部件上的所述施加扭矩时，所述电机减小所述第一可旋转部件上的所述施加扭矩，或者使所述电机在所述第一可旋转部件上施加阻力扭矩，从而降低所述第一可旋转部件的所述转速。5.根据权利要求1所述的运载器，其特征在于，其中，对所述燃气涡轮发动机的所述推力需求变化是对所述燃气涡轮发动机的所述推力需求的增加，并且其中，当所述一个或多个处理器使所述电机改变所述第一可旋转部件上的所述施加扭矩时，所述电机增加所述第一可旋转部件上的所述施加扭矩，从而增加所述第一可旋转部件的所述转速。6.根据权利要求5所述的运载器，其特征在于，其中，响应于所接收的指示对所述燃气涡轮发动机的所述推力需求变化的输入，所述一个或多个处理器被构造为：以不超过预限定速率的速率使流向所述燃气涡轮发动机的燃料流增加，从而增加所述第二可旋转部件的所述转速。7.根据权利要求1所述的运载器，其特征在于，其中，所述一个或多个处理器被构造为：至少部分地基于所接收的指示对所述燃气涡轮发动机的所述推力...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：