用于航空器的推进系统及其操作方法技术方案

本申请公开的一种混合动力电动推进系统包括涡轮机和连接到所述涡轮机的电机。本申请还公开了一种用于操作所述混合动力电动推进系统的方法，其包括接收指示所述涡轮机的可操作性参数的信息；至少部分地基于接收到的指示所述涡轮机的所述可操作性参数的所述信息来确定所述涡轮机在预定可操作性范围内操作；以及响应于确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作而以发电模式操作所述混合动力电动推进系统以利用所述电机产生电力。

Propulsion System for Aircraft and Its Operating Method

A hybrid electric propulsion system disclosed herein includes a turbine and a motor connected to the turbine. The present application also discloses a method for operating the hybrid electric propulsion system, which includes receiving information indicating the operability parameters of the turbine; determining the operation of the turbine within a predetermined operability range based at least in part on the information received indicating the operability parameters of the turbine; and determining the turbine in response. The machine operates within the predetermined operability range and operates the hybrid electric propulsion system in a power generation mode to generate electricity using the motor.

【技术实现步骤摘要】
用于航空器的推进系统及其操作方法
本申请主题大体上涉及一种用于飞行器的混合动力电动航空器推进系统，且更具体来说，涉及一种用于为所述混合动力电动航空器推进系统的电能存储单元充电的方法。
技术介绍
典型的航空器推进系统包括一个或多个燃气涡轮发动机。对于某些推进系统，燃气涡轮发动机一般包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心一般包括呈串流次序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且接着被传送通过排气区段例如到大气。已提出混合动力电动型推进系统，在一些情况下除至少一个燃气涡轮发动机之外还包括电风扇。为了增大此类混合动力电动推进系统的效率，本申请的专利技术人已认识到，可包括电池组来存储电力且在整个飞行包线中最必要时提供此类电力到例如电风扇。然而，本申请的专利技术人进一步认识到，在未能以合适的方式将电力提供到电池组的情况下，电池组可能易受损坏和失效，且另外，对电池组充电可能取决于例如燃气涡轮发动机的一个或多个操作情况而对燃气涡轮发动机的性能有不利影响。因此，这样一种混合动力电动推进系统将是适用的：其具有用于对能量存储单元充电的同时使能量存储单元的损坏、能量存储失败和/或不利地影响燃气涡轮发动机单元性能的风险最小化的系统。
技术实现思路
本申请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，或可通过实施本公开而习得。在本申请的一个示范性方面中，提供一种用于操作航空器的混合动力电动推进系统的方法。所述混合动力电动推进系统包括涡轮机和连接到所述涡轮机的电机。所述方法包括：接收指示涡轮机的可操作性参数的信息；至少部分地基于接收到的指示涡轮机的可操作性参数的信息来确定涡轮机在预定可操作性范围内操作；以及响应于确定涡轮机在预定可操作性范围内操作而以发电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机产生电力。在某些示范性方面，接收指示涡轮机的可操作性参数的信息包括接收指示涡轮机的排出气体温度的信息，且其中确定涡轮机在预定可操作性范围内操作包括确定涡轮机的排出气体温度低于排出气体温度阈值。在某些示范性方面，接收指示涡轮机的可操作性参数的信息包括接收指示涡轮机的失速裕度的信息，且其中确定涡轮机在预定可操作性范围内操作包括确定涡轮机的失速裕度高于失速裕度阈值。在某些示范性方面，接收指示涡轮机的可操作性参数的信息包括接收指示涡轮机的加速需求的信息，且其中确定涡轮机在预定可操作性范围内操作包括确定涡轮机的加速需求低于预定阈值。在某些示范性方面，所述混合动力电动推进系统还包括电能存储单元，其中以发电模式操作混合动力电动推进系统以产生电力包括响应于确定涡轮机在预定可操作性范围内操作而以充电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机对电能存储单元充电。举例来说，在某些示范性方面，所述方法还包括确定电能存储单元处于充电接受模式，其中以充电模式操作混合动力电动推进系统包括响应于确定电能存储单元处于充电接受模式且响应于确定涡轮机在预定可操作性范围内操作而以充电模式操作混合动力电动推进系统。举例来说，在某些示范性方面，确定电能存储单元处于充电接受模式包括确定电能存储单元的荷电状态低于预定最大水平。举例来说，在某些示范性方面，确定电能存储单元处于充电接受模式包括接收指示电能存储单元的温度的信息并确定电能存储单元的温度在规定范围内。举例来说，在某些示范性方面，所述方法还包括确定涡轮机在稳态状态下操作，且其中以充电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机对电能存储单元充电还包括同样响应于确定涡轮机在稳态状态下操作而以充电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机为电能存储单元充电。举例来说，在某些示范性方面，以充电模式操作混合动力电动推进系统以对电能存储单元充电包括利用涡轮机使电机旋转且将电力从电机提供到电能存储单元以对电能存储单元充电。举例来说，在某些示范性方面，以充电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机对电能存储单元充电还包括调节提供到电能存储单元的电力的量。举例来说，在某些示范性方面，调节提供到电能存储单元的电力的量包括至少部分地基于电能存储单元的荷电状态来调节提供到电能存储单元的电力的量。举例来说，在某些示范性方面，调节提供到电能存储单元的电力的量包括至少部分地基于接收到的指示涡轮机的可操作性参数的信息来调节提供到电能存储单元的电力的量。举例来说，在某些示范性方面，以充电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机对电能存储单元充电包括向电能存储单元提供至少约五千瓦的电力。根据权利要求1的方法，其中所述电机是第一电机，其中所述混合动力电动推进系统还包括第二电机和连接到第二电机的第二推进器，其中以发电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机产生电力包括将电力从混合动力电动推进系统的第一电机提供到第二电机以驱动第二推进器且为航空器提供推进益处。在某些示范性方面，以充电模式操作混合动力电动推进系统包括修改涡轮机的操作以维持基本上恒定的输出功率。在某些示范性方面，以发电模式操作混合动力电动推进系统以产生电力包括使用电机来从涡轮机获取电力且将此类电力传输到航空器上的负载或混合动力电动推进系统的电动风扇中的至少一个。在本申请的示范性实施例中，提供一种混合动力电动推进系统。所述混合动力电动推进系统包括：涡轮机；电气系统，其包括连接到所述涡轮机的电机和可电连接到所述电机的电能存储单元；以及控制器。所述控制器配置成至少部分地基于接收到的指示涡轮机的可操作性参数的信息来确定涡轮机在预定可操作性范围内操作，且进一步配置成响应于确定涡轮机在预定可操作性范围内操作而以充电模式操作混合动力电动推进系统以利用电机对电能存储单元充电。在某些示范性实施例中，电能存储单元配置成存储至少约五十千瓦小时的电力。在某些示范性实施例中，可操作性参数是涡轮机的排出气体温度、涡轮机的失速裕度和涡轮机的加速需求中的一个或多个。本申请技术方案1公开了一种用于操作航空器的混合动力电动推进系统的方法，所述混合动力电动推进系统包括涡轮机和连接到所述涡轮机的电机，所述方法包括接收指示所述涡轮机的可操作性参数的信息；至少部分地基于接收到的指示所述涡轮机的所述可操作性参数的所述信息来确定所述涡轮机在预定可操作性范围内操作；以及响应于确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作而以发电模式操作所述混合动力电动推进系统以利用所述电机产生电力。本申请技术方案2根据技术方案1所述的方法，其中，接收指示所述涡轮机的所述可操作性参数的信息包括接收指示所述涡轮机的排出气体温度的信息，且其中确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作包括确定所述涡轮机的所述排出气体温度低于排出气体温度阈值。本申请技术方案3根据技术方案1所述的方法，其中，接收指示所述涡轮机的所述可操作性参数的信息包括接收指示所述涡轮机的失速裕度的信息，且其中确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作包括确定所述涡轮机的所述失速裕度高于失速裕度阈值。本申请技术方案4根据技术方案1所述的方法，其中，接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作航空器的混合动力电动推进系统的方法，所述混合动力电动推进系统包括涡轮机和连接到所述涡轮机的电机，所述方法包括：接收指示所述涡轮机的可操作性参数的信息；至少部分地基于接收到的指示所述涡轮机的所述可操作性参数的所述信息来确定所述涡轮机在预定可操作性范围内操作；以及响应于确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作而以发电模式操作所述混合动力电动推进系统以利用所述电机产生电力。

【技术特征摘要】
2017.06.26 US 15/6328141.一种用于操作航空器的混合动力电动推进系统的方法，所述混合动力电动推进系统包括涡轮机和连接到所述涡轮机的电机，所述方法包括：接收指示所述涡轮机的可操作性参数的信息；至少部分地基于接收到的指示所述涡轮机的所述可操作性参数的所述信息来确定所述涡轮机在预定可操作性范围内操作；以及响应于确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作而以发电模式操作所述混合动力电动推进系统以利用所述电机产生电力。2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收指示所述涡轮机的所述可操作性参数的信息包括接收指示所述涡轮机的排出气体温度的信息，且其中确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作包括确定所述涡轮机的所述排出气体温度低于排出气体温度阈值。3.根据权利要求1所述的方法，其中，接收指示所述涡轮机的所述可操作性参数的信息包括接收指示所述涡轮机的失速裕度的信息，且其中确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作包括确定所述涡轮机的所述失速裕度高于失速裕度阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其中，接收指示所述涡轮机的所述可操作性参数的信息包括接收指示所述涡轮机的加速需求的信息，且其中确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作包括确定所述涡轮机的所述加速需求低于预定阈值。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合动力电动推进系统还包括电能存储单元，其中以所述发电模式操作所述混合动力电动推进系统以产生电力包括响应于确定所述涡轮机在所述预定可操作性范围内操作而以充电模式操作所述混合动力电动推进系统以利用所述电机对所述电能存储单元充电。6.根据权利要求5所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：RC洪，MT甘斯勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US