本发明专利技术涉及辅助动力和推力单元系统。飞机辅助动力和推力单元包括安装至风扇轴的至少一个桨叶，至少一个桨叶和风扇轴安装至飞机的尾锥并且可相对于尾锥旋转。还包括进气口组件，进气口组件包括由尾锥限定的开口和与开口和至少一个桨叶流体连通的通道。第一驱动轴被定位为在横过风扇轴的方向上延伸并且可啮合以在风扇轴与第一驱动轴啮合的情况下旋转，并且第一驱动轴可与定位在与横过第一驱动轴的第二驱动轴啮合使得第二驱动轴在第一驱动轴与第二驱动轴啮合的情况下随着第一驱动轴旋转。第二驱动轴定位在进气口的通道的外部。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空和飞机动力设施，且更具体地，涉及动力的产生以操作飞机中的辅助设备并且向飞机提供推力。
技术介绍
辅助动力单元(APU)已在飞机上使用以提供动力来支持辅助设备诸如，通常在飞机位于地面上的情况下被供电的电气系统、液压系统、环境控制系统。由于这些APU是显著的重量和成本的来源，所以存在问题。如在美国专利N0.6，247，668中看到的，已提出利用辅助动力和推力单元(APTU)来替换这些APU。APTU不仅用来向辅助设备提供动力，而且还可以用来在飞机起飞和/或爬升时向飞机提供额外的推力动力。存在对APTU的需要，APTU通常在在登机和下机操作期间在飞机在地上时用来向飞机提供有效动力源以用于操作液压系统、电气系统和环境系统并且在起飞和爬升时用来向飞机提供额外的推力源。随着对这种多用途的动力系统源如APTU的需要，还需要改进其性能、可靠性和多功能性以在飞机上的有限空间内操作。
技术实现思路
本公开内容可以提供用于飞机的改进的飞机辅助动力和推力单元APTU，改进的飞机辅助动力和推力单元APTU包括安装至风扇轴的至少一个桨叶，其中，至少一个桨叶和风扇轴安装至飞机的尾锥，其中，至少一个桨叶和风扇轴相对于飞机是可旋转的。包括进气口组件，进气口组件包括由尾锥限定的开口和与开口和至少一个桨叶流体连通的通道，以及被定位为在与横过风扇轴的方向上延伸的第一驱动轴，驱动轴的第一端部与风扇轴可啮合使得风扇轴和第一驱动轴在第一驱动轴的第一端部与轴啮合的情况下一起旋转。另外，第二驱动轴被定位为在横过第一驱动轴的方向上延伸，第二驱动轴的第一端部与第一驱动轴的第二端部可啮合使得第一驱动轴的旋转在第二驱动轴的第一端部与第一驱动轴的第二端部啮合的情况下将旋转施加至第二驱动轴，并且其中，第二驱动轴被定为在进气口的通道的外部。本公开内容可以进一步提供操作飞机的辅助动力和推力单元的方法，所述方法包括启动辅助动力和推力单元源的操作的步骤，辅助动力和推力单元源包括安装至风扇轴的至少一个桨叶，其中，至少一个桨叶和风扇轴相对于飞机旋转。该方法进一步包括应用动力源以以两种模式中的一种来操作的步骤。第一模式是风扇轴与轴组件联接，轴组件包括在横过轴的第一方向上引导旋转机械力的第一驱动轴和与第一驱动轴联接的在横过第一方向的第二方向上引导从第一驱动轴接收的旋转机械力的第二驱动轴，其中，第二驱动轴被定位在进气口组件的外部，进气口组件包括飞机的尾锥中的开口和与开口和至少一个桨叶流体连通的通道，或者第二模式，其中，轴组件被定位为与风扇轴断开。【附图说明】已经论述的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立地实现，或者也可以与其他实施方式结合来实现，其更多细节可参考以下描述和附图来看出。图1是示出现有技术的安装的辅助动力和推力单元APTU的飞机的尾锥的部分断裂不意图；以及图2是示出本专利技术的安装的改进的辅助动力和推力单元APTU的实施方式的飞机的尾锥的部分断裂示意图。【具体实施方式】参考图1，这是2001年6月19日公布的并且由华盛顿西雅图的波音公司拥有的美国专利N0.6，247，668中提出的与辅助动力和推力单元APTU有关的现有技术专利技术的实施方式的示图。现有技术中的专利技术描绘作为常规飞机辅助动力单元APU系统的替代物的APTU10。该APTU 10提供动力以支持飞机上的传统的辅助设备，并提供起飞和飞行中的推力。APTU 10位于飞机尾锥12中。示出的动力源是祸扇引擎(turbo fan engine) 14。进一步示出从尾锥(tail cone) 12的开口 40向引擎14馈送空气流的进气道16。变速箱组件18是布置为从动力源或者引擎14至传统的辅助设备20连接并传输旋转机械力的组件。该辅助设备20包括例如，发电机54、液压供给单元52、压缩机48等。动力源将替代辅助动力单元APU并且对辅助设备提供动力，ATU 10以向这样的辅助设备20供电的模式操作，且在动力源或引擎14从辅助设备20断开的情况下，引擎14可以被用来以第二模式操作以提供用于飞机起飞和爬升到高处的另外的推力源。在图1的该现有技术实施方式中，涡扇引擎14包括入口端24和排出端26。如示出的，引擎14位于尾锥12的内部使得排出端26被定位为将废气排出到尾锥12后部的外部。可以采用任意数量的各种涡扇引擎等用于引擎14，引擎14将具有满足飞机的任务要求的需要的操作范围。涡扇引擎14利用支架32安装至尾锥12并且通过提供至飞机的尾锥12区域的通路的门可接近。尾锥12限定了用于空气的进气道的开口 40，开口 40具有通过致动器43固定至飞机的位置可变的门。门的定位可以根据需要进行引导使从开口 40进入通道或者进气道16的外界空气的量发生变化。如可以理解的，空气被引导到涡扇引擎14的入口端24内。在飞机在地上时利用APTU 10运行辅助设备20的情况下，引擎14将通常利用敞开的门42吸取充足的空气，而无需要求另一风扇的额外帮助。进气道16由耐热防火材料形成。开口 40可以具有任意数量的配置。进气道16还可以具有各种截面配置，只要进气道16的后端具有圆断面以与引擎14的引擎入口端24相配。在图1中，变速箱组件18被设置为将旋转动力从引擎14主涡轮轴传输至各个辅助设备20，如本文中提到的。组件18包括安装至引擎14主涡轮轴(未示出)的驱动轴44。轴44轴向地固定至引擎14的主涡轮轴并且延伸穿过进气道16。为了容纳轴44穿过进气道16的配置，进气道16包括驱动轴穿过其中的开口。在现有技术的这个实施方式中，辅助设备箱20被附接至齿轮箱46。在另一个实施方式中，变速箱装置包括垂直于引擎主涡轮轴安装至位于引擎14的下侧的齿轮箱，诸如在引擎附件单元47内的驱动轴。如前所提到，辅助设备20可包括各个传统的部件，诸如，发电机、液压供给单元、压缩机等。这些辅助设备20部件被安装在附接至防火壁22处的结构构件的齿轮箱46上。驱动轴44轴向地连接至齿轮箱46。齿轮箱46连接至压缩机48，压缩机48从连接在压缩机48与进气道16之间的供气道50接收输入空气。通过轴44向齿轮箱46施加的旋转机械力被传输以提供动力驱动液压供给单元52和发电机54。当不需要辅助服务以及当期望重新啮合时，驱动轴44的前端可以通过齿轮箱46内的动力离合设备与齿轮箱组件脱离。如可以理解的，APTU 10能够用作提供旋转的动力以运行辅助设备20的目的。在飞机位于地面上且辅助设备20需要被提供动力的情况下，涡扇引擎14将以低动力设置操作。进气门42通常处于打开位置，向涡扇引擎14提供外界空气以用于向引擎提供动力。在起飞和爬升时，涡扇引擎14将断开向飞机的辅助设备20提供动力。进气门42将以适当的位置打开以向引擎提供动力用于推力。引擎将被设置为以向飞机提供起飞和爬升需要的推力的更高的动力设置操作。在巡航操作期间，APTU 10—般不用于提供推力。在那时，一般关闭进气门42以减小阻力。如果在巡航期间需要辅助动力，可以打开进气门42并且涡扇引擎14可以适当的较低设置操作以向某些辅助设备20和附件提供动力。另外，如果引擎故障当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于飞机的改进的飞机辅助动力和推力单元(10')，包括：至少一个桨叶(56，59，61)，安装至风扇轴(58)，其中，所述至少一个桨叶和所述风扇轴安装至所述飞机的尾锥(12)，其中，所述至少一个桨叶和所述风扇轴相对于所述飞机是可旋转的；进气口组件(38)，包括由所述尾锥限定的开口(40)和与所述开口和所述至少一个桨叶流体连通的通道(16)；第一驱动轴(60)，被定位为在横过所述风扇轴的方向上延伸，所述第一驱动轴的第一端部(62)与所述风扇轴是可啮合的，使得所述风扇轴和所述第一驱动轴在所述第一驱动轴的所述第一端部和所述风扇轴啮合的情况下一起旋转；以及第二驱动轴(64)，被定位为在横过所述第一驱动轴的方向上延伸，所述第二驱动轴的第一端部(66)与所述第一驱动轴的第二端部(68)是可啮合的，使得所述第一驱动轴的旋转在所述第二驱动轴的所述第一端部和所述第一驱动轴的所述第二端部啮合的情况下将旋转施加至所述第二驱动轴，并且其中，所述第二驱动轴被定位在所述进气口组件的所述通道的外部。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：帕尔韦兹·N·艾哈迈德，大卫·埃利斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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