【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力航空，具体地，涉及一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机。
技术介绍
1、航空发电机，意为给电力航空发动机提供电力的航空燃气轮机。它和常规的燃气轮机的区别在于重量轻，因为它的目的不光是为了发电，也是为了航空。它有两个主要特点：第一是重量要轻，因为航空飞机是寸斤寸金；第二是发电量要足，因为电力航空发动机需要功率很大。以往飞机日常用电量不大，仅为空调和照明，用日常的柴油机发电就够用。
2、现有理念中，航空发电机能够发出几个兆瓦的电力，但将其存储和消耗，则需要增加工艺复杂性，同时也伴随不确定性及风险。所以一般飞机起飞之前用的都是柴油机发电或使用储能电池，航空发动机的启动则是使用小型的燃气轮机apu，apu在飞机启动之后就停用了。即航空发电机缺少实用需求，所以航空燃气轮机(即航空发电机)的研究领域较为空白。
3、航空燃气轮机通常采用轻型专用航空发电机作为其发电模式。这些发电机专为电力航空设计，例如燃气轮机辅助动力装置(apu)。在国际上享有盛誉的honeywell公司，作为燃气轮机辅助动力装置(apu)的主要生产商，其设计不仅为航空发动机提供启动压气，还兼具轻量化的涡轮喷气式航空发电机功能。尽管apu产生的电力有限，但它足以驱动电机，进而带动压气涡轮转动，为压气机增压，从而启动航空发动机的燃烧室压燃点火过程。当飞机发动机成功启动并开始运转后，飞机的动力需求便全部由航空发动机满足，此时apu完成了其历史使命。因此，可以认为apu是一个小功率但至关重要的航空发电机。
4、因应
5、honeywell公司宣称，这款发电机具备出色的性能参数，其最大输出功率达到1.1兆瓦，而发电机自身的重量仅为137公斤。据此计算，其推重比超过10，表现出惊人的能效比。这款航空发电机主要适用于混电型中小型电动飞机，为这些飞机提供稳定且高效的电力支持。
6、尽管该发电机的具体工作原理尚未公开，但可以明确的是，它并非顺变型航空发电机。作为一款专用航空发电机，它专注于为飞机提供电力，而不具备提供航空推力的功能。
技术实现思路
1、针对现有技术中的欠缺领域，本专利技术的目的是提供一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，航空发电机整体附加于燃气涡轮发动机的风扇后面，低压压气机的前面；
3、燃气涡轮发动机转动的同时顺便带动所述航空发电机发电；所述航空发电机发出的电力无需储存，实时为附加在航空发动机底部的电力航空发动机提供电力，产生效益。
4、优选地，所述航空发电机包括外环和内环，所述内环为转子，其套在所述燃气涡轮发动机的转动轴上，所述外环为定子，其固定在所述燃气涡轮发动机的外壳上。
5、优选地，利用电机逆向发电的原理，所述转子旋转，在所述定子中产生电流，实现发电。
6、优选地，所述发电机是线圈和环形永磁体的结构，具体为：
7、所述内环为一个柱状的钕铁硼永磁体，所述外环包括多根导线与联通导电环，两个联通导电环分别位于两端，多根导线轴向平行，沿着外环壁放置，形成线圈。
8、优选地，所述钕铁硼永磁体由所述燃气涡轮发动机的转动轴驱动旋转，产生的旋转的磁场切割竖排导线构成的线圈，基于伦兹定律，线圈中产生电流，形成感应电动势实现发电；
9、其中，所述感应电动势为
10、ε＝nblv＝nblωr
11、b为磁感应强度，l为导线长度，n为导线条幅个数，v是旋转速度电流方向用右手定则判断。
12、优选地，所述发电机是法拉第圆盘的结构，具体为：
13、所述转子是两个圆盘状的钕铁硼永磁体，其一面是n极，另一面是s极；
14、所述定子是夹在两个圆盘之间的多根输电导线，相邻导线之间的间隙小于1毫米；每根导线以转动轴为中心，向外辐射；
15、所述转子转动，在所述导线中产生电流，电流沿着导线流动；
16、所有导线的外端连在一块，所有导线的内端连在一起，分别形成发电机的正负极两端，输出形成发电电动势。
17、优选地，当圆盘轴向转动的时候，由内向外延伸的导线会与磁力线相切割产生电流；当圆盘逆时针旋转时，电流由外向内流动，导线外端用一根导电环并联形成负极，导线的内端也用一个导线环连接形成正极，等圆盘转动的时候，正极和负极之间输出电动势，所述电动势为：
18、ε＝nbr2ω/2
19、b为磁感应强度，r为导线半径的长度，n为导线条幅的个数，ω为转动的角速度，电流方向用右手定则判断，圆盘上的电流外向内流动，由于圆盘作匀速转动导线条辐不间断地切割磁力线,所以ε为常量，外电路获得稳恒电流。
20、优选地，导线作为定子，其通过支撑装置固定在发动机机壳上。
21、优选地，所述航空发电机的横截面小于前面的整流锥。
22、优选地，还包括整流调压电路，航空发电机输出的交流电流通过所述整流调压电路，将其转换为稳定的直流电源或调整为需要的交流电源。
23、与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有如下的一项有益效果：
24、本专利技术实施例中的燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，不同于现有技术中已被垄断的轻型专用航空发电机，是一种顺变型航空发电机，能够提供给电力航空发动机做垂直起降和飞行的垂直推力，以减轻飞机的重量；能够产生高功率电源，并杜绝使用锂电池带来的安全隐患；整体上有效提高飞行效率，增加电力可用性和降低运营成本。
25、提高飞机飞行效率：顺便型航空发电机为电力航空发动机提供电力，从而能够产生垂直推力，降低了飞机的重量。对于飞机而言是寸斤寸金的，飞机重量对于飞行效能和效率都是至关重要的。由于发电机与发动机集成作用，减少了额外的重量和空气动力学阻力，飞机的整体性能得到了改善，这包括更高的燃油效率、更大的飞行范围和更高的速度。
26、增加电力可用性：顺便航空发电机的使用更有效地利用了航空燃油最高的能量密度和功率密度的特点，规避了对燃料电池和锂电池的技术依赖和安全性隐患，为飞机在整个飞行过程中可靠地供应电力，大幅提升了飞机上的电子设备、通信系统和娱乐设施的可用性。
27、降低运营成本：发电机实时地提供给电力航空发动机做垂直推进以减轻飞机的重量，提高升阻比，从而提升燃油率，节省燃油。电力航空发动机同时也增加可用电力。因此，更高的燃油效率和可用电力有助于节省费用，减少飞机的整体维护和运营成本。
28、本专利技术实施例中的燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，采用一种新型的切本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，航空发电机整体附加于燃气涡轮发动机的风扇后面，低压压气机的前面；
2.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述航空发电机包括外环和内环，所述内环为转子，其套在所述燃气涡轮发动机的转动轴上，所述外环为定子，其固定在所述燃气涡轮发动机的外壳上。
3.根据权利要求2所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，利用电机逆向发电的原理，所述转子旋转，在所述定子中产生电流，实现发电。
4.根据权利要求3所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述发电机是线圈和环形永磁体的结构，具体为：
5.根据权利要求4所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述钕铁硼永磁体由所述燃气涡轮发动机的转动轴驱动旋转，产生的旋转的磁场切割竖排导线构成的线圈，基于伦兹定律，线圈中产生电流，形成感应电动势实现发电；
6.根据权利要求3所述的一种燃气涡轮发动机原
7.根据权利要求6所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，当圆盘轴向转动的时候，由内向外延伸的导线会与磁力线相切割产生电流；当圆盘逆时针旋转时，电流由外向内流动，导线外端用一根导电环并联形成负极，导线的内端也用一个导线环连接形成正极，等圆盘转动的时候，正极和负极之间输出电动势，所述电动势为：
8.根据权利要求7所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，导线作为定子，其通过支撑装置固定在发动机机壳上。
9.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述航空发电机的横截面小于前面的整流锥。
10.根据权利要求3所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，还包括整流调压电路，航空发电机输出的交流电流通过所述整流调压电路，将其转换为稳定的直流电源或调整为需要的交流电源。
...【技术特征摘要】
1.一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，航空发电机整体附加于燃气涡轮发动机的风扇后面，低压压气机的前面；
2.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述航空发电机包括外环和内环，所述内环为转子，其套在所述燃气涡轮发动机的转动轴上，所述外环为定子，其固定在所述燃气涡轮发动机的外壳上。
3.根据权利要求2所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，利用电机逆向发电的原理，所述转子旋转，在所述定子中产生电流，实现发电。
4.根据权利要求3所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述发电机是线圈和环形永磁体的结构，具体为：
5.根据权利要求4所述的一种燃气涡轮发动机原位集成轮缘驱动型顺路航空发电机，其特征在于，所述钕铁硼永磁体由所述燃气涡轮发动机的转动轴驱动旋转，产生的旋转的磁场切割竖排导线构成的线圈，基于伦兹定律，线圈中产生电流，形成感应电动势实现发电；
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：段力，解峰，文振华，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：
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