滑行操作过程中用低压轴驱动风扇的飞行器发动机和方法技术

本发明专利技术涉及在滑行操作过程中用低压轴驱动风扇的飞行器发动机和方法。具体地，本发明专利技术提供了一种飞行器发动机、电动滑行系统和对应方法，以通过在滑行操作的过程中利用电动滑行系统驱动风扇组件来方便进行滑行，而无需操作核心燃气涡轮发动机。飞行器发动机包括核心燃气涡轮发动机，该核心燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和高压涡轮机。该飞行器发动机还包括联接至所述核心燃气涡轮发动机的风扇组件。该飞行器发动机进一步包括联接至所述风扇组件的电动滑行系统。该电动滑行系统包括能量存储装置和对由所述能量存储装置提供的能量作出响应的马达。所述马达联接至所述风扇组件并被构造成在滑行操作的过程中驱动所述风扇组件。

An aircraft engine and method for driving a fan with a low-pressure shaft during sliding operation

The invention relates to an aircraft engine and method for driving a fan with a low-pressure shaft during sliding operation. Specifically, the present invention provides a vehicle engine, electric slide system and corresponding method to drive the fan assembly by using the electric slide system in process of operation to facilitate the slide slide, without operation of the core gas turbine engine. The aircraft engine consists of a core gas turbine engine, which consists of a compressor, a burner, and a high-pressure turbine. The aircraft engine also includes a fan assembly coupled to the core gas turbine engine. The aircraft engine further includes an electric sliding system coupled to the fan assembly. The motorized sliding system includes an energy storage device and a motor responsive to the energy provided by the energy storage device. The motor is coupled to the fan assembly and is configured to drive the fan assembly during the gliding operation.

【技术实现步骤摘要】
滑行操作过程中用低压轴驱动风扇的飞行器发动机和方法
示例实施方式一般来说涉及用于在滑行操作的过程中驱动风扇的技术，更具体地说，涉及一种用于在滑行操作的过程中利用低压轴驱动风扇的技术。
技术介绍
为了进行滑行，飞行器使其发动机怠速操作，偶尔增加发动机速度来开始运动或加速滑行。几乎所有发动机推力都由发动机风扇产生，发动机风扇由通过涡轮机运转的发动机核心排气驱动，涡轮机经由轴联接至风扇。然而，一些现代飞行器发动机的怠速导致风扇以非常高的速度旋转以致于飞行器至少对于一些滑行操作来说行进过快。因而，在发动机以怠速操作的同时，飞行员可能被迫以常规的方式应用制动器，以便在滑行操作的过程中适当地控制飞行器的速度。在滑行操作的过程中必须经常利用制动器来控制飞行器的速度，这增加了制动器磨损，并且导致在滑行操作的过程中消耗的燃料形成的生产性使用较差。另选地，飞行器可以包括与飞行器发动机分开的驱动系统，以便在滑行操作的过程中给飞行器提供原动力。在这方面，起落架可以包括单独的驱动系统，在滑行操作的过程中可以给该单独的驱动系统提供动力以便在滑行操作的过程中给飞行器提供原动力。然而，在滑行操作的过程中提供原动力的单独的驱动系统可能会增加飞行器的成本以及飞行器的重量和相应的燃料消耗。而且，专门用来在滑行操作的过程中给飞行器提供原动力的附加驱动系统包括飞行员必须操作以在滑行操作的过程中驱动飞行器的一组附加的控制件，由此增加了座舱的复杂性和飞行员的训练要求。
技术实现思路
根据一个示例实施方式，提供了一种飞行器发动机、电动滑行系统和对应的方法，以便在滑行操作的过程中为飞行器提供原动力。通过利用该电动滑行系统，飞行员可以利用与飞行过程中采用的相同控制件来在滑行操作的过程中操作飞行器。另外，飞行器无需包括用于在滑行操作的过程中提供原动力的附加系统，由此避免了飞行器成本的任何增加，同时相应地避免了飞行器重量和燃料消耗的任何增加。本公开的示例实施方式的飞行器发动机、电动滑行系统和对应的方法被构造成利用由电动滑行系统的能量存储装置提供的能量来驱动飞行器发动机的风扇组件，从而使得飞行器的速度适合于进行滑行操作，由此允许在滑行操作的过程中将飞行器发动机的核心燃气涡轮发动机关闭，并且避免一定程度的制动器磨损和燃料消耗。在一个示例方式中，提供了一种飞行器发动机，该飞行器发动机包括核心燃气涡轮发动机，该核心燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和高压涡轮机。该飞行器发动机还包括联接至所述核心燃气涡轮发动机的风扇组件。该飞行器发动机进一步包括联接至所述风扇组件的电动滑行系统。该电动滑行系统包括能量存储装置诸如飞轮能量存储装置和对由所述能量存储装置提供的能量作出响应的马达。所述马达联接至所述风扇组件并被构造成在滑行操作的过程中驱动所述风扇组。一个示例实施方式的所述马达包括由所述能量存储装置供应动力并被构造成在所述滑行操作的过程中驱动所述风扇组件的可变频率起动器发电机。另选地，所述马达可以包括被构造成在所述滑行操作的过程中驱动所述风扇组件的气动马达。一个示例实施方式的所述能量存储装置被构造成从机载辅助动力单元接收能量，并且/或者在位于地面上时从远程能量源接收能量。在所述风扇组件包括风扇和联接至该风扇的低压轴的示例实施方式中，所述马达被构造成在所述滑行操作的过程中驱动所述低压轴，该低压轴进而驱动所述风扇组件。在另一个示例实施方式中，提供了一种电动滑行系统，该电动滑行系统包括被构造成存储能量的能量存储装置诸如飞轮能量存储装置以及对由该能量存储装置提供的能量作出响应的马达。该电动滑行系统还包括马达驱动轴，该马达驱动轴被构造成将所述马达联接至飞行器发动机的风扇组件，从而在滑行操作的过程中由所述电动滑行系统驱动所述风扇组件。示例实施方式的电动滑行系统还包括控制器，该控制器被构造成使所述马达驱动所述马达驱动轴并进而驱动所述风扇组件。在所述风扇组件包括风扇和联接至该风扇的低压轴的实施方式中，该电动滑行系统还包括被构造成将所述马达驱动轴联接至所述风扇组件的低压轴的一个或多个齿轮。示例实施方式的马达包括由所述能量存储装置供应动力并被构造成在所述滑行操作的过程中驱动所述风扇组件的可变频率起动器发电机。另选地，所述马达可以包括被构造在所述滑行操作的过程中驱动所述风扇组件的气动马达。所述能量存储装置可以被构造成从机载辅助动力单元接收能量并且/或者在位于地面上时从远程能量源接收能量。在进一步的实施方式中，提供了一种支持飞行器的滑行操作的方法，所述飞行器包括飞行器发动机，该飞行器发动机包括核心燃气涡轮发动机和风扇组件。该示例实施方式的方法包括：在电动滑行系统的能量存储装置中存储能量。在所述核心燃气涡轮发动机关闭时的所述滑行操作的过程中，所述方法还包括：通过从所述能量存储装置向所述电动滑行系统的马达提供能量并且利用所述马达驱动所述风扇组件而在所述滑行操作的过程中利用所述电动滑行系统来驱动所述风扇组件。示例实施方式的方法通过使所述马达驱动所述电动滑行系统的马达驱动轴并进而驱动所述风扇组件来利用所述马达驱动所述风扇组件。在所述风扇组件包括风扇和联接至该风扇的低压轴的示例实施方式中，该方法通过利用一个或多个齿轮将马达驱动轴联接至所述风扇组件的低压轴而利用所述马达来驱动所述风扇组件。示例实施方式的方法通过利用用来在飞行的过程中驱动所述飞行器发动机的一个或多个推力控制杆来在所述滑行操作的过程中控制所述风扇组件而利用所述电动滑行系统来驱动所述风扇组件。对于将能量存储在所述能量存储装置中，示例实施方式的方法利用在着陆的过程中从所述风扇组件的旋转得到的能量给所述能量存储装置充电。附图说明已经概括地描述了本公开的实施方式，现在将对附图进行参照，这些附图并不一定是按照比例绘制的，其中：图1是根据本公开的一个示例实施方式的飞行器发动机的示意图；图2是根据本公开的一个示例实施方式的电动滑行系统的示意图；图3是飞行器的平面图，图示了根据本公开的一个示例实施方式的电动滑行系统的部件放置；以及图4是图示了根据本公开的一个示例实施方式执行的操作的流程图。具体实施方式现在，将在下文中参照附图更充分地描述本公开的实施方式，在附图中示出了一些但并非全部实施方式。实际上，这些实施方式可以以许多不同形式实施，并且不应该理解为限于这里阐述的实施方式，相反，提供这些实施方式是为了使该公开满足适用的法律要求。在所有附图中相同的附图标记表示相同元件。提供了一种飞行器发动机、电动滑行系统和相关方法，以便利用电动滑行系统可控地驱动飞行器发动机的风扇组件，从而提供在滑行操作的过程中飞行器所需的原动力。如图1所示，飞行器发动机10诸如涡轮机风扇包括核心燃气涡轮发动机11和风扇组件13。核心燃气涡轮发动机11可以称为高压转子(spool)并且包括压缩机12、燃烧器14和高压涡轮机16。压缩机12通过第一轴即高压轴18联接至高压涡轮机16。风扇组件13可以称为低压转子并包括风扇20和通过第二轴即低压轴24联接至另一个涡轮机22即低压涡轮机的增压压缩机21。高压轴18和低压轴24成同心关系布置，并且示例实施方式的高压轴18围绕低压轴24同心布置。高压转子和低压转子能够以不同压力操作，其中高压转子以比低压转子高的压力操作。在操作时，燃料被喷射到燃烧室1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器发动机(10)，该飞行器发动机包括：核心燃气涡轮发动机(11)，该核心燃气涡轮发动机包括压缩机(12)、燃烧器(14)和高压涡轮机(16)；联接至所述核心燃气涡轮发动机(11)的风扇组件(13)；以及联接至所述风扇组件(13)的电动滑行系统(50)，该电动滑行系统(50)包括能量存储装置(52)和对由所述能量存储装置(52)提供的能量作出响应的马达(54)，其中所述马达(54)联接至所述风扇组件(13)并且被构造成在滑行操作的过程中驱动所述风扇组件(13)。

【技术特征摘要】
2016.01.05 US 14/988,2671.一种飞行器发动机(10)，该飞行器发动机包括：核心燃气涡轮发动机(11)，该核心燃气涡轮发动机包括压缩机(12)、燃烧器(14)和高压涡轮机(16)；联接至所述核心燃气涡轮发动机(11)的风扇组件(13)；以及联接至所述风扇组件(13)的电动滑行系统(50)，该电动滑行系统(50)包括能量存储装置(52)和对由所述能量存储装置(52)提供的能量作出响应的马达(54)，其中所述马达(54)联接至所述风扇组件(13)并且被构造成在滑行操作的过程中驱动所述风扇组件(13)。2.根据权利要求1所述的飞行器发动机(10)，其中所述马达(54)包括由所述能量存储装置(52)供应动力并被构造成在所述滑行操作的过程中驱动所述风扇组件(13)的可变频率起动器发电机。3.根据权利要求1所述的飞行器发动机(10)，其中所述马达(54)包括被构造成在所述滑行操作的过程中驱动所述风扇组件(13)的气动马达。4.根据权利要求1所述的飞行器发动机(10)，其中所述能量存储装置(52)被构造成从机载辅助动力单元(63)接收能量并且在位于地面上时从远程能量源接收能量。5.根据权利要求1所述的飞行器发动机(10)，其中所述能量存储装置(52)包括飞轮能量存储装置(52)。6.根据权利要求1所述的飞行器发动机(10)，其中所述风扇组件(13)包括风扇(20)和联接至所述风扇(20)的低压轴(22)，并且其中所述马达(...

【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