用于飞行器的推进系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力电动推进系统包括推进器、涡轮机和电气系统，电气系统包括连接到所述涡轮机的电机。本发明专利技术还公开了一种用于操作推进系统的方法，包括：通过一个或多个计算装置以稳态飞行操作状态操作涡轮机，涡轮机当以所述稳态飞行操作状态操作时旋转所述推进器；通过一个或多个计算装置在以稳态飞行操作状态操作涡轮机时接收加速所述涡轮机的命令；以及通过一个或多个计算装置响应于所述所接收的加速涡轮机的命令而向电机提供电功率以向涡轮机、推进器或这两者增加功率。

Propulsion System for Aircraft

The invention discloses a hybrid electric propulsion system comprising a thruster, a turbine and an electrical system, and an electrical system comprising a motor connected to the turbine. The invention also discloses a method for operating a propulsion system, including: operating a turbine in a steady flight operation state through one or more computing devices, rotating the turbine when operating in the steady flight operation state, and receiving an order to accelerate the turbine when operating a turbine in a steady flight operation state through one or more computing devices; And providing electrical power to the motor to increase power to the turbine, propeller or both by one or more computing devices in response to the received command for accelerating the turbine.

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的推进系统
本专利技术主要涉及一种混合动力电动推进系统，以及一种用于在飞行期间从稳态操作状态提高混合动力电动推进系统的涡轮机的加速度的方法。
技术介绍
常规商业飞行器通常包括机身，一对机翼和提供推力的推进系统。推进系统通常包括至少两个飞行器发动机，例如涡扇喷气发动机。每个涡扇喷气发动机通常安装到飞行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。当在飞行期间以稳态操作状态操作时，涡扇喷气发动机的主动间隙控制系统可以关闭或收紧例如涡扇喷气发动机的相应涡轮区段内的间隙。如将了解，收紧间隙可以提高涡扇喷气发动机的效率。然而，这些间隙不会像为了使涡扇喷气发动机能够在必要时相对快速地增加有效功率输出的其它情况所需的那样接近。更确切地，这些间隙不会像为了使涡扇喷气发动机内的部件响应于加速涡扇喷气发动机的命令而根据需要径向向外膨胀(例如由于转速提高和/或部件所暴露的温度升高而导致膨胀)的其它情况所需的那样接近。因此，将为有利的是能够在稳态飞行操作期间以相对小的间隙高效地操作涡轮机而不会损失加速度响应的用于飞行器的推进系统。
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践而得知。在本公开的示范性方面，提供一种用于操作飞行器的混合动力电动推进系统的涡轮机的方法。所述混合动力电动推进系统包括推进器，涡轮机和电气系统，所述电气系统包括连接到涡轮机的电机。所述方法包括：通过一个或多个计算装置以稳态飞行操作状态操作涡轮机，所述涡轮机当以稳态飞行操作状态操作时旋转推进器；通过一个或多个计算装置在以稳态飞行操作状态操作涡轮机时接收加速涡轮机的命令；以及通过一个或多个计算装置响应于所接收的加速涡轮机的命令而向电机提供电功率以向涡轮机，推进器或这两者增加功率。在某些示范性方面，所述方法进一步包括：通过一个或多个计算装置响应于所接收的加速涡轮机的命令而将流入涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定。例如，在某些示范性方面，通过一个或多个计算装置将流入涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定包括：将涡轮机的高压系统的转速在初始时间段维持基本恒定，将涡轮机内的温度在初始时间段维持基本恒定，或这两者。在某些示范性方面，所述方法进一步包括：通过一个或多个计算装置响应于所接收的加速涡轮机的命令而使用涡轮机的主动间隙控制系统增大涡轮机内的一个或多个间隙。例如，在某些示范性方面，所述方法进一步包括：通过一个或多个计算装置响应于所接收的加速涡轮机的命令而将流入涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定，并且其中通过一个或多个计算装置使用主动间隙控制系统增大涡轮机内的一个或多个间隙包括：与通过一个或多个计算装置将流入涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定基本上同时地通过一个或多个计算装置使用主动间隙控制系统增大涡轮机内的一个或多个间隙。例如，在某些示范性方面，通过一个或多个计算装置使用主动间隙控制系统增大涡轮机内的一个或多个间隙包括：与通过一个或多个计算装置向电机提供电功率基本上同时地通过一个或多个计算装置使用主动间隙控制系统增大涡轮机内的一个或多个间隙。在某些示范性方面，通过一个或多个计算装置在以稳态操作状态操作涡轮机时接收加速涡轮机的命令包括：通过一个或多个计算装置接收执行步进气候操作的命令。在某些示范性方面，混合动力电动推进系统进一步包括电能存储单元，并且其中通过一个或多个计算装置向电机提供电功率包括：通过一个或多个计算装置从电能存储单元向电机提供电功率。例如，在某些示范性方面，通过一个或多个计算装置从电能存储单元向电机提供电功率包括：通过一个或多个计算装置利用电机向涡轮机，推进器或这两者提供至少约十五马力的机械功率。在某些示范性方面，通过一个或多个计算装置以稳态飞行操作状态操作涡轮机包括：通过一个或多个计算装置从电机提取电功率。例如，在某些示范性方面，混合动力电动推进系统进一步包括电能存储单元，并且其中通过一个或多个计算装置从电机提取电功率包括：通过一个或多个计算装置从电机提取电功率到电能存储单元。例如，在某些示范性方面，混合动力电动推进系统进一步包括电能存储单元，并且其中所述推进器是第一推进器，其中所述电机是第一电机，其中混合动力电动推进系统进一步包括第二推进器，其中电气系统进一步包括连接到第二推进器的第二电机，并且其中通过一个或多个计算装置从电机提取电功率包括：通过一个或多个计算装置从第一电机提取电功率到电能存储单元，第二电机或这两者。在某些示范性方面，所述方法进一步包括通过一个或多个计算装置接收指示涡轮机操作参数的数据，并且其中通过一个或多个计算装置向电机提供电功率包括：通过一个或多个计算装置至少部分地基于所接收的指示涡轮机操作参数的数据来调整提供给电机的电功率量。例如，在某些示范性方面，涡轮机的操作参数是以下中的至少一个：涡轮机的一个或多个部件的转速参数，流入涡轮机的燃烧区段的燃料流量，涡轮机的内部压力或涡轮机的内部温度。在某些示范性方面，所述方法进一步包括通过一个或多个计算装置接收指示涡轮机操作参数的数据；以及通过一个或多个计算装置至少部分地基于所接收的指示涡轮机操作参数的数据而终止向电机提供电功率。在某些示范性方面，混合动力电动推进系统进一步包括电能存储单元，并且所述方法进一步包括通过一个或多个计算装置接收指示电能存储单元的充电状态的数据，并且其中通过一个或多个计算装置向电机提供电功率包括：通过一个或多个计算装置至少部分地基于所接收的指示电能存储单元的充电状态的数据来调整提供给电机的电功率量。在某些示范性方面，混合动力电动推进系统进一步包括电能存储单元，并且其中所述方法进一步包括通过一个或多个计算装置接收指示电能存储单元的充电状态的数据；以及通过一个或多个计算装置至少部分地基于所接收的指示电能存储单元的充电状态的数据而终止向电机提供电功率。在某些示范性实施例中，提供一种用于飞行器的混合动力电动推进系统。所述混合动力电动推进系统包括推进器；连接到推进器用于驱动推进器并产生推力的涡轮机；包括电机和可电连接到电机的电能存储单元的电气系统，所述电机连接到涡轮机；以及控制器。所述控制器被配置成在以稳态飞行操作状态操作涡轮机时接收加速涡轮机的命令，并且响应于所接收的加速涡轮机的命令而向电机提供电功率以向涡轮机，推进器或这两者增加功率。在某些示范性实施例中，涡轮机进一步包括燃烧区段，并且其中控制器进一步被配置成响应于所接收的加速涡轮机的命令而将流入涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定。在某些示范性实施例中，涡轮机进一步包括主动间隙控制系统，并且其中控制器进一步被配置成响应于所接收的加速涡轮机的命令而使用涡轮机的主动间隙控制系统增大涡轮机内的一个或多个间隙。参考以下描述和所附权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例，且连同所述描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明本说明书中针对所属领域的技术人员来阐述本专利技术的完整和启发性公开内容，包括其最佳模式，本说明书参考了附图，其中：图1是根据本公开的各种示范性实施例的飞行器的顶视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作飞行器的混合动力电动推进系统的涡轮机的方法，所述混合动力电动推进系统包括推进器、涡轮机和电气系统，所述电气系统包括连接到所述涡轮机的电机，所述方法包括：通过一个或多个计算装置以稳态飞行操作状态操作所述涡轮机，所述涡轮机当以所述稳态飞行操作状态操作时旋转所述推进器；通过所述一个或多个计算装置在以所述稳态飞行操作状态操作所述涡轮机时接收加速所述涡轮机的命令；以及通过所述一个或多个计算装置响应于所述所接收的加速所述涡轮机的命令而向所述电机提供电功率以向所述涡轮机、所述推进器或这两者增加功率。

【技术特征摘要】
2017.06.30 US 15/6391721.一种用于操作飞行器的混合动力电动推进系统的涡轮机的方法，所述混合动力电动推进系统包括推进器、涡轮机和电气系统，所述电气系统包括连接到所述涡轮机的电机，所述方法包括：通过一个或多个计算装置以稳态飞行操作状态操作所述涡轮机，所述涡轮机当以所述稳态飞行操作状态操作时旋转所述推进器；通过所述一个或多个计算装置在以所述稳态飞行操作状态操作所述涡轮机时接收加速所述涡轮机的命令；以及通过所述一个或多个计算装置响应于所述所接收的加速所述涡轮机的命令而向所述电机提供电功率以向所述涡轮机、所述推进器或这两者增加功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过所述一个或多个计算装置响应于所述所接收的加速所述涡轮机的命令而将流入所述涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述一个或多个计算装置将所述流入所述涡轮机的所述燃烧区段的燃料流量在所述初始时间段维持基本恒定包括：将所述涡轮机的高压系统的转速在所述初始时间段维持基本恒定，将所述涡轮机内的温度在所述初始时间段维持基本恒定，或这两者。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过所述一个或多个计算装置响应于所述所接收的加速所述涡轮机的命令而使用所述涡轮机的主动间隙控制系统增大所述涡轮机内的一个或多个间隙。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过所述一个或多个计算装置响应于所述所接收的加速所述涡轮机的命令而将流入所述涡轮机的燃烧区段的燃料流量在初始时间段维持基本恒定，并且其中通过所述一个或多个计算装置使用所述主动间隙控制系统增大所述涡轮机内的所述一个或多个间隙包括：...

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