【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及混合动力飞行器领域，其包括诸如涡轮轴发动机或涡轮螺旋桨发动机的至少两个发动机，以用于诸如直升机或双引擎飞行器的飞行机器。特别地，本专利技术涉及一种用于多引擎混合动力飞行器(特别是双引擎混合动力飞行器)的推进组件以及包括这种推进组件的混合动力飞行器。
技术介绍
1、以已知的方式，涡轮机(例如，涡轮轴发动机)(特别是用于直升机的涡轮机)包括燃气轮机和自由动力涡轮，燃气轮机具有燃气发生器，通过由该燃气发生器生成的气流旋转地驱动自由动力涡轮。
2、传统上，燃气发生器至少包括：旋转地耦合的压缩机和涡轮。其工作原理如下：进入燃气轮机的冷空气在被送入燃烧室(在那里，其与燃料混合)之前，由于压缩机的旋转而被压缩。然后，将由于燃烧而被燃烧掉的气体以高速排出。然后，在燃气发生器的涡轮中发生第一次膨胀，在此期间，该涡轮汲取驱动压缩机所需的能量。燃气发生器的涡轮不吸收被燃烧掉的气体的所有动能，并且多余的动能与由燃气发生器生成的气流相对应。因此，后者向自由动力涡轮供应动能，使得在自由动力涡轮中发生第二次膨胀，该膨胀将动能转化为机械能，以便驱动诸如直升机旋翼的接收部件。
3、某些飞行器包括两个或更多个涡轮机，其中，每个涡轮机包括如上所述的燃气轮机。双引擎或多引擎直升机尤其如此。这种飞行器允许在seo(单引擎运行)模式下运行。seo模式是双引擎结构的一种操作模式，其中，燃气轮机之一被故意停止，另一个燃气轮机则提供全部动力供应。这种模式使得可以优化燃料消耗率，该燃料消耗率随着由涡轮机供应的动力而降低。具体地，由于涡轮的燃料
4、seo模式的关键点之一在于，在涡轮运行中失去动力的情况下再次点燃停止的涡轮的能力。为了确保尽可能快地重新启动，可以将停止的涡轮保持在待机状态(或“超级空转”模式)下，即在不提供燃料的情况下，仅通过电机来继续运行其燃气发生器。然后，将发生器保持在其“点火窗口”(通常为10％-30％)，以允许燃料立即点火，或者通过经由电机的功率分配所辅助的超级空转燃烧而保持在“超级空转”模式下，以从热燃烧室中受益。
5、为了实现这些功能，现有的解决方案例如规定：通过在每个燃气发生器上的专用电机，使用由从主旋翼抽离的运行中的涡轮所供应的动力，以便在待机模式下向涡轮供电的电机供电。因此，这种配置总共需要四个电机。更一般地说，双引擎应用涉及许多功能，例如启动燃气发生器、在地面上发电、或向主旋翼供电。
6、用于实现这些功能的现有解决方案需要大量的电机，其中，该电机中的一些的功率比通常使用的发生器/起动器高得多，其通常从几十千瓦到几百千瓦，而不是几十千瓦，并且并不完全令人满意。因此，需要一种用于双引擎或多引擎飞行器的推进组件，其具有至少部分解决上述缺点的结构。
技术实现思路
1、本
技术实现思路
涉及一种用于混合动力飞行器、特别是多引擎直升机的推进组件，该推进组件包括：
2、-至少第一燃气轮机和第二燃气轮机，所述第一燃气轮机和所述第二燃气轮机各自具有燃气发生器和自由动力涡轮，该自由动力涡轮被由所述燃气发生器生成的气流旋转地驱动，
3、-主旋翼，所述主旋翼分别通过第一主耦合装置和第二主耦合装置耦合到所述第一燃气轮机的所述自由动力涡轮和所述第二燃气轮机的所述自由动力涡轮，
4、-第一可逆电机和第二可逆电机，所述第一可逆电机和所述第二可逆电机各自分别通过第一可停用耦合装置而耦合到所述第一燃气轮机的所述燃气发生器和所述第二燃气轮机的所述燃气发生器，并且各自通过第二可停用耦合装置而耦合到所述主旋翼，所述第一可停用耦合装置各自被配置成：当所述第一电机和所述第二电机沿第一旋转方向旋转时，被激活，并且所述第二可停用耦合装置被配置成：当所述第一电机和所述第二电机沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转时，被激活。
5、术语“可停用耦合装置”应被理成是指：所述耦合装置可以处于激活位置或者停用位置，在所述激活位置，连接到所述耦合装置的部件被耦合，在所述停用位置，所述部件被解耦，应当理解，术语“部件”应被理解成是指：电机、主旋翼和燃气发生器。
6、还应将理解，每个电机与第一可停用耦合装置和第二可停用耦合装置相关联。换言之，所述第一可逆电机通过第一可停用耦合装置而耦合到所述第一燃气轮机的所述燃气发生器，并且通过第二可停用耦合装置而耦合到所述主旋翼。同样地，所述第二可逆电机通过第一可停用耦合装置而耦合到所述第二燃气轮机的所述燃气发生器，并且通过第二可停用耦合装置耦合到所述主旋翼。
7、根据本
技术实现思路
所述的推进组件的优势尤其在于：每个燃气轮机均与单个电机相关联，所述电机能够交替地实现特定功能并且能够实现补充功能，同时，在关键功能上提供必要的冗余度，以提高飞行安全性。
8、更确切地，所述第一电机和所述第二电机可以沿一个旋转方向使用，以机械地耦合到所述第一燃气轮机的所述燃气发生器和所述第二燃气轮机的所述燃气发生器，并且沿另一个旋转方向使用，以机械耦合到所述主旋翼。特别地，沿所述第一旋转方向旋转的所述第一(和/或所述第二)电机允许用于与所述第一(和/或所述第二)燃气轮机的所述燃气发生器耦合，以便在地面上启动后者，但是也允许与所述燃气发生器耦合以便在某些飞行阶段补充热动力，例如在瞬态阶段或修改发动机工作点时提供帮助。
9、此外，例如，在其中发生故障之后，沿所述第一旋转方向旋转的所述第一(和/或所述第二)电机可以用于在飞行中重新启动所述第一(或/和所述第二)燃气轮机的所述燃气发生器，而无需激活另一个机械部件(例如，离合器)。此外，即使当所述第一(或所述第二)电机沿所述第一旋转方向用于在飞行中重新启动所述燃气发生器时，所述第二(或所述第一)电机也可以与其一起使用，以通过向所述主旋翼补充动力来辅助所述第二燃气轮机。
10、此外，在所述第一燃气轮机和/或所述第二燃气轮机发生故障的情况下，沿所述第二旋转方向旋转的所述第一和/或所述第二电机可以用于驱动所述主旋翼作为所述第一燃气轮机和/或所述第二燃气轮机的替换件，或者在需要附加功率分配的某些飞行阶段对其进行补充。
11、此外，在seo模式下的运行期间，当所述第一(或所述第二)燃气轮机是驱动所述主旋翼的唯一一个燃气轮机时，所述第二(或所述第一)电机可以用于将所述第二(或者所述第一)燃气轮机的所述燃气发生器保持在待机模式下，或者当所述待机模式由下文所述的诸如离合器或挡件的耦合装置提供时，将电能输入到所述第一(或者所述第二)电机。
12、同时，所述第一(或所述第二)电机可以用于向所述第一(或所述第二)燃气轮机的所述燃气发生器提供附加功率。换言之，这种结构使得：在seo模式下，可以将所述燃气发生器中的一个保持在待机模式，从而允许快速重新启动，同时允许内部混合动力，即所述电机与所述燃气发生器之间的功率交换，从而限制保持点火的所述燃气轮机的老化。
【技术保护点】
1.一种用于混合动力飞行器的推进组件(100)，所述混合动力飞行器特别是多引擎直升机，所述推进组件包括：
2.根据权利要求1所述的推进组件(100)，其中，所述第一电机(30)和所述第二电机(40)被配置成在电机模式下或在发电机模式下运行，在所述电机模式下，所述第一电机(30)和所述第二电机(40)能够根据它们的旋转方向分别向所述主旋翼(62)输入功率或者向所述第一燃气轮机(10)和所述第二燃气轮机(20)的所述燃气发生器(12、22)输入功率，在所述发电机模式下，所述第一电机(30)和所述第二电机(40)能够通过锁定所述第一可停用耦合装置或所述第二可停用耦合装置中的一个或另一个而由所述主旋翼(62)或所述燃气发生器(12、22)来旋转地驱动，从而生成电能。
3.根据权利要求1或2所述的推进组件(100)，所述推进组件包括：第一耦合装置(81)，所述第一耦合装置耦合到所述主旋翼(62)，并且耦合到所述第一燃气轮机(10)的所述燃气发生器(12)；以及第二耦合装置(82)，所述第二耦合装置耦合到所述主旋翼(62)，并且耦合到所述第二燃气轮机(20)的所述燃气
4.根据权利要求3所述的推进组件(100)，其中，当所述第一燃气轮机(10)和所述第二燃气轮机(20)中的一个是驱动所述主旋翼(62)的唯一一个燃气轮机时，所述第一燃气轮机(10)和所述第二燃气轮机(20)中的另一个的所述燃气发生器(12、22)通过处于所述耦合位置的所述第一耦合装置(81)或所述第二耦合装置(82)以小于5kW的功率保持在待机模式下。
5.根据权利要求2和权利要求3或4中任一项所述的推进组件(100)，其中，当所述第一燃气轮机(10)是驱动所述主旋翼(62)的唯一一个燃气轮机时，所述第一电机(30)在电机模式下运行，从而向所述第一燃气轮机(10)的所述燃气发生器(12)输入功率，并且所述第二电机(40)在发电机模式下运行，从而向所述第一电机(30)输入电能。
6.根据权利要求2和权利要求3或4中任一项所述的推进组件(100)，所述推进组件被配置成使得：当作为驱动所述主旋翼(62)的唯一一个燃气轮机的所述第一燃气轮机(10)停止时，所述第二电机(40)在电机模式下运行，从而向所述第二燃气轮机(20)的所述燃气发生器(22)输入大于或等于50kW的功率。
7.根据权利要求1或2所述的推进组件(100)，所述推进组件包括第三可逆电机(50)，所述第三可逆电机能够通过所述第一主耦合装置(51)和所述第二主耦合装置(52)而耦合到所述主旋翼(62)，并且分别耦合到所述第一燃气轮机(10)的所述自由动力涡轮(11)和所述第二燃气轮机(20)的所述自由动力涡轮(21)。
8.根据权利要求7所述的推进组件(100)，其中，所述第三电机(50)被配置成在发电机模式下或在电机模式下运行，在所述发电机模式下，所述第三电机(50)能够被所述主旋翼(62)旋转地驱动，其本身通过所述第一主耦合装置(51)和/或者所述第二主耦合装置(52)由所述第一燃气轮机(10)的所述自由动力涡轮(11)和/或所述第二燃气轮机(20)的所述自由动力涡轮(21)来驱动，以生成电能，在所述电机模式下，所述第三电机(50)能够向所述主旋翼(62)输入功率。
9.根据权利要求8所述的推进组件(100)，其中，当所述第一燃气轮机(10)是驱动所述主旋翼(62)的唯一一个燃气轮机时，所述第二燃气轮机(22)的所述燃气发生器(22)通过在电机模式下运行的所述第二电机(40)以小于5kW的功率保持在待机模式下，所述第一电机(30)在电机模式下运行，从而向所述第一燃气轮机(10)的所述燃气发生器(12)输入功率，并且所述第三电机(50)在发电机模式下运行，从而向所述第一电机(30)和所述第二电机(40)输入电能。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的推进组件(100)，其中，与所述第一电机(30)和所述第二电机(40)中的每一个相关联的所述第一可停用耦合装置(31、41)和所述第二可停用耦合装置(32、42)以及所述第一主耦合装置(51)和所述第二主耦合装置(52)包括自由轮。
11.一种混合动力飞行器，所述混合动力飞行器包括如前述权利要求中任一项所述的推进组件(100)，所述混合动力飞行器为多引擎直升机，特别是双引擎直升机。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于混合动力飞行器的推进组件(100)，所述混合动力飞行器特别是多引擎直升机，所述推进组件包括：
2.根据权利要求1所述的推进组件(100)，其中，所述第一电机(30)和所述第二电机(40)被配置成在电机模式下或在发电机模式下运行，在所述电机模式下，所述第一电机(30)和所述第二电机(40)能够根据它们的旋转方向分别向所述主旋翼(62)输入功率或者向所述第一燃气轮机(10)和所述第二燃气轮机(20)的所述燃气发生器(12、22)输入功率，在所述发电机模式下，所述第一电机(30)和所述第二电机(40)能够通过锁定所述第一可停用耦合装置或所述第二可停用耦合装置中的一个或另一个而由所述主旋翼(62)或所述燃气发生器(12、22)来旋转地驱动，从而生成电能。
3.根据权利要求1或2所述的推进组件(100)，所述推进组件包括：第一耦合装置(81)，所述第一耦合装置耦合到所述主旋翼(62)，并且耦合到所述第一燃气轮机(10)的所述燃气发生器(12)；以及第二耦合装置(82)，所述第二耦合装置耦合到所述主旋翼(62)，并且耦合到所述第二燃气轮机(20)的所述燃气发生器(22)，所述第一耦合装置(81)和所述第二耦合装置(82)能在解耦位置与耦合位置之间移动，在所述耦合位置，所述主旋翼(62)分别与所述第一燃气轮机的所述燃气发生器(12)和所述第二燃气轮机的所述燃气发生器(22)耦合。
4.根据权利要求3所述的推进组件(100)，其中，当所述第一燃气轮机(10)和所述第二燃气轮机(20)中的一个是驱动所述主旋翼(62)的唯一一个燃气轮机时，所述第一燃气轮机(10)和所述第二燃气轮机(20)中的另一个的所述燃气发生器(12、22)通过处于所述耦合位置的所述第一耦合装置(81)或所述第二耦合装置(82)以小于5kw的功率保持在待机模式下。
5.根据权利要求2和权利要求3或4中任一项所述的推进组件(100)，其中，当所述第一燃气轮机(10)是驱动所述主旋翼(62)的唯一一个燃气轮机时，所述第一电机(30)在电机模式下运行，从而向所述第一燃气轮机(10)的所述燃气发生器(12)输入功率，并且所述第二电机(40)在发电机模式下运行，从而向所述第一电机(30)输入电能。
6.根据权利要求2和权利要求3或...
【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·尼古拉斯·富勒林格，安托万·帕斯卡尔·莫托，罗曼·吉恩·吉尔伯特·蒂里耶，
申请(专利权)人：赛峰直升机发动机公司，
类型：发明
国别省市：
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