用于航空器的混合电动推进系统及其操作方法技术方案

技术编号:19705165 阅读:36 留言:0更新日期:2018-12-08 15:06
本申请公开了一种用于航空器的混合电动推进系统及其操作方法。该方法包括确定所述航空器的飞行阶段参数等于第一值;以及响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第一值而以充电模式操作所述混合电动推进系统。所述方法还包括确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于与所述第一值不同的第二值;以及响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而以放电模式操作所述混合电动推进系统。

【技术实现步骤摘要】
用于航空器的混合电动推进系统及其操作方法
本专利技术主题大体上涉及用于航空器的具有能量存储单元的混合电动推进系统,且更具体地说,涉及用于为混合电动推进系统的能量存储单元充电的方法。
技术介绍
常规商用飞机大体上包括机身、一对机翼和提供推力的推进系统。所述推进系统通常包括至少两个航空发动机,例如涡扇喷气发动机。每个涡扇喷气发动机通常安装到航空器的机翼中的相应一个,例如安装在机翼下方的悬挂位置,与机翼和机身分开。近来,已提出具有混合电动设计的推进系统。通过这些混合电动推进系统,由涡轮机驱动的电机可将电力提供到电风扇以向电风扇供电。也已提出用于直升机等其它航空器的类似混合电动推进系统。此类混合电动推进系统可以包括或可能不包括例如电风扇组合件。然而,利用这些混合电动推进系统中的每个,本公开的专利技术人已发现,在某些操作期间,可能不大需要从涡轮机汲取动力以产生电力。因此,设计成协调从涡轮机汲取动力以产生电力的混合电动推进系统将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述,或可从所述描述显而易见,或可通过本专利技术的实施而习得。在本公开的一个示范性方面中,提供一种操作用于航空器的混合电动推进系统的方法。所述方法包括:确定航空器的飞行阶段参数等于第一值;以及响应于确定航空器的飞行阶段参数等于第一值而以充电模式操作所述混合电动推进系统。以充电模式操作所述混合电动推进系统包括:利用燃烧发动机驱动所述电机以产生电力;利用所述燃烧发动机驱动主要推进器以产生推力;以及利用产生的电力的至少一部分来为能量存储单元充电。所述方法还包括:确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于与所述第一值不同的第二值;以及响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而以放电模式操作所述混合电动推进系统。以放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从所述能量存储单元提供到以下至少一个:提供到电动推进器组合件以驱动所述电动推进器组合件,或提供到所述电机以驱动所述燃烧发动机的一个或多个部件。在某些示范性方面,以放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从所述能量存储单元提供到所述电动推进器组合件的电动机,所述电动机传动连接到所述电动推进器组合件的推进器。在某些示范性方面,第一值对应于航空器处于起飞飞行阶段,且其中第二值对应于航空器处于爬升飞行阶段的最高处。在某些示范性方面,第一值对应于航空器处于第一巡航飞行阶段,且其中第二值对应于航空器处于第二巡航飞行阶段。在某些示范性方面,第一值对应于巡航飞行阶段,且其中第二值对应于下降飞行阶段。在某些示范性方面,所述方法还包括:确定航空器的飞行阶段参数等于第三值;响应于确定航空器的飞行阶段参数等于所述第三值而以充电模式操作所述混合电动推进系统;确定航空器的飞行阶段参数等于第四值;以及响应于确定航空器的飞行阶段参数等于所述第四值而以放电模式操作所述混合电动推进系统。举例来说,在某些示范性方面,第一值对应于航空器处于起飞飞行阶段,其中第二值对应于航空器处于爬升飞行阶段的最高处,其中第三值对应于航空器处于巡航飞行阶段,且其中第四值对应于航空器处于下降飞行阶段。在某些示范性方面,所述方法可还包括响应于确定航空器的飞行阶段参数等于所述第二值而改变燃烧发动机的操作。举例来说,在某些示范性方面,改变燃烧发动机的操作包括以空转或次空转模式操作燃烧发动机。举例来说,在某些示范性方面,所述燃烧发动机是第一燃烧发动机,其中所述主要推进器是第一主要推进器,其中所述电机是第一电机,且其中改变所述第一燃烧发动机的操作还包括以高功率模式操作所述混合电动推进系统的第二燃烧发动机,从而以机械方式驱动第二主要推进器且驱动第二电机以产生电力。在某些示范性方面,确定航空器的飞行阶段参数等于第一值包括基于用于航空器的性能图来确定飞行阶段参数的值。在某些示范性方面,确定航空器的飞行阶段参数等于第一值包括:确定航空器的一个或多个操作参数;以及至少部分地基于所确定的航空器操作参数来确定所述飞行阶段参数的值。举例来说,在某些示范性方面,航空器的所述一个或多个操作参数包括以下中的一个或多个:航空器的海拔高度,航空器的海拔高度改变,航空器的空速,航空器的空速改变,或航空器的当前飞行持续时间。在某些示范性方面,所述能量存储单元包括一个或多个电池。在某些示范性方面,所述航空器是直升机,其中所述燃烧发动机是涡轮轴发动机,且其中所述主要推进器是主旋翼组合件。举例来说,在某些示范性方面,以放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从能量存储单元提供到电机以增大涡轮轴发动机的输出轴的有效功率输出。举例来说,在某些示范性方面,第一值对应于航空器处于下降飞行阶段,其中第二值对应于航空器处于上升飞行阶段。举例来说,在某些示范性方面,涡轮轴发动机包括输出轴和以机械方式连接到所述输出轴的低压轴,且其中以充电模式操作所述混合电动推进系统包括:利用所述涡轮轴发动机驱动电机以产生电力,从而减小输出轴、低压轴或这两者的旋转速度。在本公开的示范性实施例中,提供一种用于航空器的混合电动推进系统。所述混合电动推进系统包括:电机;主要推进器;燃烧发动机,其以机械方式连接到所述主要推进器以驱动所述主要推进器且另外连接到所述电机;电能存储单元,其可电连接到所述电机;以及电动推进器组合件,其可电连接到所述电能存储单元、所述电机或这两者。所述混合电动推进系统还包括具有存储器和一个或多个处理器的控制器,所述存储器存储指令,所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述混合电动推进系统执行功能。所述功能包括:确定航空器的飞行阶段参数等于第一值;以及响应于确定航空器的飞行阶段参数等于第一值而以充电模式操作所述混合电动推进系统。以充电模式操作所述混合电动推进系统包括:利用所述燃烧发动机驱动所述电机以产生电力;利用所述燃烧发动机驱动主要推进器以产生推力;以及利用产生的电力的至少一部分来为能量存储单元充电。所述功能还包括:确定航空器的所述飞行阶段参数等于与所述第一值不同的第二值;以及响应于确定航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而以放电模式操作所述混合电动推进系统。以放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从所述能量存储单元提供到所述电动推进器组合件以驱动所述电动推进器组合件。在本公开的另一示范性实施例中,提供一种用于航空器的混合电动推进系统。所述混合电动推进系统包括电机;主旋翼组合件;涡轮机,其以机械方式连接到所述主旋翼组合件以驱动所述主旋翼组合件且还连接到所述电机;以及电能存储单元,其可电连接到所述电机。所述混合电动推进系统还包括控制器,所述控制器包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器存储指令,所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述混合电动推进系统执行功能。所述功能包括:确定航空器的飞行阶段参数等于第一值;以及响应于确定航空器的飞行阶段参数等于第一值而以充电模式操作所述混合电动推进系统。以充电模式操作所述混合电动推进系统包括:利用所述涡轮机驱动所述电机以产生电力;利用所述涡轮机驱动所述主旋翼组合件以产生推力;以及利用产生的电力的至少一部分来为能量存储单元充电。所述功能还包括:确定航空器的所述飞行阶段参数等于与所述第一值不同的第二值;以及响应于确定航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作用于航空器的混合电动推进系统的方法,所述方法包括:确定所述航空器的飞行阶段参数等于第一值;响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第一值而以充电模式操作所述混合电动推进系统,其中以所述充电模式操作所述混合电动推进系统包括利用燃烧发动机驱动电机以产生电力、利用所述燃烧发动机驱动主要推进器以产生推力以及利用所产生的所述电力的至少一部分来对能量存储单元充电;确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于不同于所述第一值的第二值;以及响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而以放电模式操作所述混合电动推进系统,其中以所述放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从所述能量存储单元提供到以下中的至少一个:提供到电动推进器组合件以驱动所述电动推进器组合件,或提供到所述电机以驱动所述燃烧发动机的一个或多个部件。

【技术特征摘要】
2017.05.17 US 15/5975971.一种操作用于航空器的混合电动推进系统的方法,所述方法包括:确定所述航空器的飞行阶段参数等于第一值;响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第一值而以充电模式操作所述混合电动推进系统,其中以所述充电模式操作所述混合电动推进系统包括利用燃烧发动机驱动电机以产生电力、利用所述燃烧发动机驱动主要推进器以产生推力以及利用所产生的所述电力的至少一部分来对能量存储单元充电;确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于不同于所述第一值的第二值;以及响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而以放电模式操作所述混合电动推进系统,其中以所述放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从所述能量存储单元提供到以下中的至少一个:提供到电动推进器组合件以驱动所述电动推进器组合件,或提供到所述电机以驱动所述燃烧发动机的一个或多个部件。2.根据权利要求1所述的方法,其中,以所述放电模式操作所述混合电动推进系统包括将电力从所述能量存储单元提供到所述电动推进器组合件的电动机,所述电动机传动连接到所述电动推进器组合件的推进器。3.根据权利要求1所述的方法,其中,进一步包括:确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于第三值;响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第三值而以所述充电模式操作所述混合电动推进系统;确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于第四值;以及响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第四值而以所述放电模式操作所述混合电动推进系统。4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述第一值对应于所述航空器处于起飞飞行阶段,所述第二值对应于所述航空器处于爬升飞行阶段的最高处,所述第三值对应于所述航空器处于巡航飞行阶段,且所述第四值对应于所述航空器处于下降飞行阶段。5.根据权利要求1所述的方法,其中,进一步包括:响应于确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第二值而改变所述燃烧发动机的操作。6.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第一值包括基于用于所述航空器的性能图来确定所述飞行阶段参数的值。7.根据权利要求1所述的方法,其中,确定所述航空器的所述飞行阶段参数等于所述第一值包括:确定所述航空器的一个或多个操作参数;以及至少部分地基于所确定的所述航空器的所述操作参数来确定所述飞行阶段参数的值。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:BW米勒MT甘斯勒S阿迪巴特拉DE伯格斯滕NA瓦纳DA古茨
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1