一种模块化动力设备(10)，具有主变速箱(20)、涡轮发动机(40)和热交换器(60)，主变速箱包括基本垂直的旋翼桅杆(21)且包括至少一个布置在扁平罩(22)内的旋转减速级和台架(23)。涡轮发动机具有发动机外壳(42)，输出轴(41)伸出该外壳并插入到扁平罩中且基本平行于旋翼桅杆(21)，发动机外壳在纵向上相对于台架(23)偏离且不与其接触。热交换器(60)在涡轮发动机的后方纵向延伸，相反地，旋翼桅杆纵向放置在其前方。本发明专利技术还涉及设有升力旋翼的飞行器，其包括上述模块化动力设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种模块化动力设备，还涉及一种设置有升力旋翼的飞行器，该飞行器由动力设备驱动旋转。这种飞行器的动力设备通常包括驱动主变速箱的涡轮发动机。涡轮发动机通常包括拥有气体发生器的燃气涡轮，气体发生器驱动工作涡轮旋转。工作涡轮可以是独立于气体发生器的所谓“自由”涡轮。该气体发生器通常具有至少一个为燃烧室供给压缩空气的压缩级。主变速箱包括旋翼桅杆，用于驱动升力旋翼旋转。此外，该主变速箱可以包括一个输出口以驱动旋翼，例如，驱动控制所述飞行器的偏航运动的旋翼。连接装置和角传动起飞装置随后可以有可能置于工作涡轮和主变速箱之间。例如，这种连接装置包括用于调节两个转动轴之间的角偏差的部件。一种涡轮发动机通常被水平地设置在支撑平台上。换句话说，涡轮发动机的输出轴处于水平位置上。相反，支撑平台所承载的主变速箱处在基本垂直的位置上，旋翼桅杆由基本垂直的主变速箱驱动转动。老一代涡轮发动机一般存在重量和体积相当大的问题，这使它们难以安装。更具体地说，这样的老一代涡轮发动机可能会出现相对较高的燃油消耗。不过，一些现代的涡轮发动机是相对紧凑的。该涡轮发动机已知包括单个压缩级和燃烧室，燃烧室据称为是“倒置式”且使涡轮发动机的整体尺寸可以大大降小。为了方便起见，并且为了能够容易地识别它，这样的涡轮发动机被称为“紧凑式涡轮发动机”。为了提高紧凑式涡轮发动机的性能，特别是它的燃料消耗，动力设备可包括热交换器。虽然涡轮发动机确实是紧凑式，但是热交换器反而被发现是笨重的。举例来说，通过使用从涡轮发动机的输出口取得的热气体，热交换器用于预热在涡轮发动机的压缩级的输出口与涡轮发动机的燃烧室之间的空气。然后，该热交换器被紧固到涡轮发动机上以加热新鲜空气，同时，新鲜空气在进入燃烧室之前被气体发生器压缩。因此，新鲜空气被吸入到涡轮发动机，然后经历每个压缩级而压缩。被压缩的新鲜空气被引导到热交换器中，以在到达燃烧室之前被加热。在这种情况下，被压缩的空气与燃料一起燃烧，从而产生热气体，其经过至少一个涡轮而膨胀。涡轮发动机因而可以包括被连接到所述压缩机多个级的涡轮和包括自由的工作涡轮，这些涡轮被所述热气体转动。然后，热气体被热交换器收集起来，以在将热气体释放到大气之前，加热吸入涡轮发动机的新鲜空气。与其表现为较低的燃油消耗相反的是，包括紧凑式涡轮发动机和热交换器的组件随后被发现与传统的发动机相比，体积是笨重的。然而，布置这样的组件并不是显而易见的。将热交换器放置到位可导致增加飞行器蒙皮的宽度和/或高度和/或长度。然后，飞行器总的表面积，特别是其前表面区域与常规设置相比增加了。这会导致飞行器的空气动力学拖曳增加。布置连接热交换器的紧凑式涡轮发动机也能导致在飞行器重心位置的显著改变，例如，这可能对飞行器的翼翅造成有害影响。特别是，为了保证飞行器的静态稳定性，垂直和水平稳定器则因此需要飞行器制定特定尺寸。
技术介绍
文献EP 1216190描述了一种集成式发动机和主变速箱。涡轮发动机安装在外壳中，主变速箱结合在外壳中且连接到该涡轮。主变速箱被安装在罩内，罩和外壳相互集成以构成单独单元。该涡轮发动机具有用于驱动主变速箱的水平输出轴。文献FR 2956700描述了一种具有在正常使用情况下基本垂直的输出轴的涡轮发动机，该输出轴由单个轴承保持。文献US 5226350描述了一种飞行器，具有围绕两个相反旋转的旋翼的环。一个发动机被布置在环内以驱动承载相反旋转的旋翼的桨毂旋转。该发动机通过一个长轴连接到桨毂，该长轴容许在桨毂和发动机之间的轴向、倾斜和/或平行错位。文献US 5108043描述了一种具有两个发动机的直升机动力设备。每个发动机通过传动轴驱动主变速箱，传动轴一端具有槽纹，另一端承载齿轮。文献EP 0760777描述了一种具有行星(周转)齿轮系的主变速箱。发动机
也可以通过锥齿轮装置连接到主变速箱。文献DE 20006526描述了一种通过皮带装置驱动旋翼的轴。因此，这些文献没有提供关于布置包括主变速箱的动力设备的教导，该主变速箱由与热交换器协作的紧凑式涡轮发动机驱动旋转。已知的还有下列文献：US 2005/115770 A1，US 5823470 A，US 5054716A，GB940024 A，US 2011/121127 A1和FR 2905983 A1。文献US 2005/115770 A1建议了一种具有倾斜变速箱的装置。文献US 5823470 A描述了一种具有两个倾斜旋翼的飞行器。文献US5054716 A也描述了一种具有涡轮发动机的推力换向式飞行器，涡轮发动机与具有桅杆的主变速箱配合。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一个这样的动力设备。根据本专利技术，动力设备设有主变速箱和涡轮发动机，主变速箱具有基本垂直的旋翼桅杆，所述桅杆适合于旋转旋翼的桨毂，涡轮发动机具有输出轴以驱动所述主变速箱，该动力设备具有固定于该涡轮发动机上的热交换器。该动力设备具有以下显著性：·主变速箱具有至少一个布置在扁平罩内的旋转减速级和直立在扁平罩的顶面上的台架，旋翼桅杆穿过所述台架；·所述涡轮发动机包括发动机外壳，输出轴伸出于发动机外壳，当发动机外壳布置在扁平罩的顶面上时输出轴插入扁平罩中，输出轴基本平行于旋翼桅杆，发动机外壳在纵向上相对于台架偏离且不与台架接触；以及·热交换器在涡轮发动机的后方纵向延伸，旋翼桅杆纵向放置在相反的方向上位于涡轮发动机的前方。此动力设备不是倾斜装置。由于台架相对于扁平罩保持静止，所以，涡轮发动机被防止相对于扁平罩运动，并且动力设备相对于支撑平台是静止的。换句话说，相对于动力设备和/或设有该动力设备的交通工具从前到后的纵向方向，涡轮发动机被布置在旋翼桅杆和热交换器之间。在侧面横向观察动力设备的观察者可以观察到这一特点。通过布置在动力设备和交通工具的对称的前后平面中，热交换器可以被精
确地定位在一个纵向位置上。在一个变型中，通过放置在一个倾斜平面内，热交换器可以被倾斜地布置，该倾斜平面在相对于前后平面延伸一定高度且纵向上成一角度。这个角度则可以由观察者沿着高度方向观察动力设备时看到。扁平罩之所以被说成是“扁平”的是因为其高度方向上的尺寸明显小于纵向和横向上的尺寸。例如，其高度方向上的尺寸大约为150毫米(mm)，而其横向尺寸大约为500mm的数量级，从而使大轮可以放入其中，其纵向尺寸大约为1米的数量级，从而使得可以放入齿轮系。台架呈现的尺寸为大约400mm的高度和大约300mm的直径。这些数值都是以示例的方式给出，尤其是为了说明扁平罩的扁平特点。该动力设备提出了具有两个模块的装置，在被紧固在一起之前它们是独立的，即主变速箱和涡轮发动机，发动机为紧凑式涡轮发动机是有利的。因此，这两个模块是不同的，并存在两个不同的壳内。因此，涡轮发动机和主变速箱都是独立的、自成一套的。例如，涡轮发动机和主变速箱都是被主管当局彼此独立认证的。使用垂直输出轴的机械连接使这两个模块机械地连接在一起。因此，该涡轮发动机可以在不影响主变速箱的情况下从交通工具上卸除，反之亦然。操作者可以没有难度地用另一个涡轮发动机替换有故障的涡轮发动机。藉由从发动机外壳内垂直伸出的输出轴，涡轮发动机机械地连接到主变速箱。这个特性赋予输出轴一定的使用灵活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动力设备(10)，具有一个主变速箱(20)和涡轮发动机(40)，所述主变速箱(20)具有基本垂直的旋翼桅杆(21)以用于转动旋翼(2)的桨毂(3)，所述涡轮发动机(40)具有输出轴(41)以用于驱动所述主变速箱(20)，所述动力设备(10)具有热交换器(60)，所述热交换器固定在所述涡轮发动机(40)上，其中：·所述主变速箱(20)具有至少一个布置在扁平罩(22)内的旋转减速级(25)和直立在所述扁平罩(22)的顶面(24′)上的台架(23)，所述旋翼桅杆(21)穿过所述台架(23)；·所述涡轮发动机(40)包括发动机外壳(42)，所述输出轴(41)伸出所述发动机外壳(42)，当所述发动机外壳(42)布置在所述顶面(24′)上时，所述输出轴(41)插入所述扁平罩(22)中，所述输出轴(41)基本平行于所述旋翼桅杆(21)，所述发动机外壳(42)在纵向上偏离所述台架(23)且不与所述台架(23)接触；以及·所述热交换器(60)在所述涡轮发动机(40)的后方纵向延伸，所述旋翼桅杆(21)纵向放置在相反方向上而位于所述涡轮发动机(40)的前方。
【技术特征摘要】
1.一种动力设备(10)，具有一个主变速箱(20)和涡轮发动机(40)，所述主变速箱(20)具有基本垂直的旋翼桅杆(21)以用于转动旋翼(2)的桨毂(3)，所述涡轮发动机(40)具有输出轴(41)以用于驱动所述主变速箱(20)，所述动力设备(10)具有热交换器(60)，所述热交换器固定在所述涡轮发动机(40)上，其中：·所述主变速箱(20)具有至少一个布置在扁平罩(22)内的旋转减速级(25)和直立在所述扁平罩(22)的顶面(24′)上的台架(23)，所述旋翼桅杆(21)穿过所述台架(23)；·所述涡轮发动机(40)包括发动机外壳(42)，所述输出轴(41)伸出所述发动机外壳(42)，当所述发动机外壳(42)布置在所述顶面(24′)上时，所述输出轴(41)插入所述扁平罩(22)中，所述输出轴(41)基本平行于所述旋翼桅杆(21)，所述发动机外壳(42)在纵向上偏离所述台架(23)且不与所述台架(23)接触；以及·所述热交换器(60)在所述涡轮发动机(40)的后方纵向延伸，所述旋翼桅杆(21)纵向放置在相反方向上而位于所述涡轮发动机(40)的前方。2.根据权利要求1所述的动力设备，其中，所述动力设备(10)包括隔热板(80)，所述隔热板布置在所述发动机外壳(42)和所述台架(23)之间。3.根据权利要求1所述的动力设备，其中，所述扁平罩(22)由承载所述台架(23)的前部段(22′)向承载所述涡轮发动机(40)的后段部(22″)纵向延伸。4.根据权利要求1所述的动力设备，其中，所述涡轮发动机(40)包括具有气体发生器(51、52)的燃气涡轮(50)和固定到工作轴(55)的工作涡轮(54)，所述工作轴(55)基本平行于所述旋翼桅杆(21)。5.根据权利要求1所述的动力设备，其中，所述涡轮发动机(40)包括一个减速器齿轮(45)，所述减速器齿轮(45)置于所述发动机外壳(42)中且位于所述工作轴(55)和所述输出轴(41)之间。6.根据权利要求1所述的动力设备，其中，所述涡轮发动...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·豪诺拉特，
申请(专利权)人：空客直升机，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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