飞行器推进系统技术方案

本公开题为“飞行器推进系统”。本公开涉及电动飞行器推进系统。示例性实施方案包括飞行器推进系统（200），该飞行器推进系统包括：安装在中心轴（214）上的风扇（213）；第一电动马达（215），该第一电动马达安装在中心轴（214）上并被布置成经由该中心轴来驱动该风扇（213）的旋转；以及第二电动马达（216），该第二电动马达被布置成经由该中心轴（214）来驱动该风扇（213）的旋转，其中该第二电动马达（216）同轴安装在该第一电动马达（215）的下游，并且该第二电动马达（216）的外径（D2）小于该第一电动马达（215）的外径（D1）。

flight vehicle propulsion system

The present disclosure is entitled \aircraft propulsion system\. The present disclosure relates to an electric vehicle propulsion system. An exemplary embodiment includes an aircraft propulsion system (200), which includes: a fan (213) mounted on a central axis (214); a first electric motor (215), which is mounted on a central axis (214) and arranged to drive rotation of the fan (213) via the central axis; and a second electric motor (216), which is a second electric motor The motor is arranged to drive the rotation of the fan (213) via the central shaft (214), wherein the second electric motor (216) is coaxially installed downstream of the first electric motor (215), and the outer diameter (D2) of the second electric motor (216) is smaller than the outer diameter (D1) of the first electric motor (215).

【技术实现步骤摘要】
飞行器推进系统
本公开涉及电动飞行器推进系统。
技术介绍
常规的飞行器推进系统，诸如那些基于气体涡轮引擎的系统，完全依靠燃料的燃烧来驱动飞行器的所有推进部件。进一步开发此类引擎的总体目标是提高其总体燃料效率。电动马达是用于飞行器推进的气体涡轮的可能另选方案，并且越来越多地用于较小的飞行器，诸如无人驾驶飞机和一些原型规模的载人飞行器。然而，在电动马达可用于大型飞行器诸如传统上由气体涡轮引擎提供动力的那些飞行器之前，还需要进一步的开发。
技术实现思路
本专利技术涉及飞行器推进系统以及组装了该系统的飞行器。在一个方面，提供了一种飞行器推进系统，该系统包括：风扇，该风扇安装在中心轴上；第一电动马达，该第一电动马达安装在中心轴上并被布置成经由中心轴驱动风扇的旋转；和第二电动马达，该第二电动马达被布置成经由中心轴驱动该风扇的旋转，其中该第二电动马达同轴安装在第一电动马达的下游，并且该第二电动马达的外径可小于该第一电动马达的外径。轴向交错的第一电动马达和第二电动马达来驱动风扇的优点在于，能够以允许马达占据较小的总直径的方式将电力输送到风扇。使第二马达更小允许其至少部分地装配在引擎的尾锥部分或直径减小的内部整流罩内，从而进一步使外部短舱能够制造得更小。总之，这允许引擎的总直径，特别是短舱出口更小，允许引擎保持在更靠近翼部的位置，减少了被驱动时翼部上的力矩。较小直径的马达可另选地对于相同的离地净高允许较大直径的风扇，并且附加地或另选地对于相同直径的风扇允许增加的离地净高。另一个优点是，通过使用一个以上的电动马达来分开用于驱动风扇的电源实现改善的冷却，因为与具有单个马达的系统相比，这种配置允许更大的通路并且可降低温度升高。第二电动马达的外径可例如介于第一电动马达外径的0.4和0.8之间。第二电动马达的额定功率可以等于或小于第一电动马达的额定功率。第二电动马达的额定功率可以例如介于第一电动马达的额定功率的0.25和0.5倍之间，其中例如两个马达被布置成以相同的速度驱动中心轴。在第一电动马达和第二电动马达都运转以驱动风扇的情况下，第二电动马达可以贡献的功率占供应给风扇的总功率的0.2至0.33。第二电动马达可安装到中心轴，并且被布置成以与第一电动马达相同的旋转速度驱动中心轴。另选地，该系统可包括连接在中心轴和第二电动马达之间的齿轮箱，使得第二电动马达以比中心轴更高的旋转速度驱动。对应于齿轮箱的传动比，第二电动马达的较高旋转速度可以是中心轴旋转速度的至少两倍，并且可以高达中心轴旋转速度的五倍。齿轮箱可例如具有行星式或星形齿轮布置结构。在一些示例中，离合器可被布置成使第一电动马达和/或第二电动马达与中心轴接合或脱离。使用离合器的优点首先是当第二马达不运转时通过加热齿轮箱来降低功率损耗，其次是允许马达中的一个马达在发生故障时脱离，从而防止过热。在另一方面，提供了一种包括一个或多个引擎的飞行器，每个引擎均根据第一方面。每个引擎均可安装到飞行器的翼部上，或者另选地可安装到飞行器的机身或横尾翼上。本领域的技术人员将理解，除非相互排斥，否则关于任何一个上述方面描述的特征如作适当变动，可以应用于任何其他方面。此外，除非相互排斥，否则本文中描述的任何特征可以应用于任何方面以及/或者与本文中描述的任何其他特征组合。附图说明现在将仅通过示例的方式参考附图来描述实施方案，附图仅为示意图并且未按比例绘制，并且在附图中：图1是现有的涡轮风扇引擎的示意性截面侧视图；图2是电动飞行器推进系统的示意性截面侧视图；图3是另选的示例飞行器推进系统的示意性截面侧视图；并且图4是附接到飞行器翼部的推进系统的示意性截面侧视图。具体实施方式参考图1，现有的涡轮风扇引擎通常用10表示，具有主要旋转轴线11。引擎10以轴流式串联方式包括进气口12、推进式风扇13、中压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮17、中压涡轮18、低压涡轮19和排气喷嘴20。短舱21通常围绕引擎10并限定进气口12和排气喷嘴20。气体涡轮引擎10以常规方式运转，使得进入进气口12的空气被风扇13加速以产生两股气流：进入中压压缩机14的第一气流和通过旁路管道22以提供推进推力的第二气流。中压压缩机14在将空气输送到高压压缩机15（其中发生进一步的压缩）之前，压缩被引导至其中的气流。从高压压缩机15排出的压缩空气被引导至燃烧设备16中，在该燃烧设备中该压缩空气与燃料混合，并且混合物被燃烧。然后，所得的热燃烧产物在通过喷嘴20排出之前通过高压涡轮17、中压涡轮18和低压涡轮19膨胀，从而驱动高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮以提供额外推进推力。高压涡轮17、中压涡轮18和低压涡轮19各自通过合适的互连轴分别驱动高压压缩机15、中压压缩机14和风扇13。图2示出了根据本公开的飞行器推进系统或引擎200的示例的示意图。与图1的气体涡轮引擎10一样，系统200包括短舱221，该短舱限定进气口212和出口喷嘴220。推进式风扇213被安装成绕中心轴线211旋转，该风扇213被安装在中心轴214上。推进系统200的风扇213不是由气体涡轮引擎提供动力，而是由第一电动马达215驱动，该第一电动马达也与风扇213同轴安装在中心轴214上。第一电动马达215经由与通道222交叉的结构支撑件217居中地安装在短舱221内，由风扇213驱动的空气穿过该通道到达围绕尾锥219的出口220。第二电动马达216也同轴安装到中心轴214，并提供额外的动力来驱动风扇213。在例示的示例中，第二电动马达216被布置成以与第一电动马达215相同的旋转速度同时驱动中心轴214。第一电动马达215的外径D1大于第二电动马达216的外径D2。这允许第二电动马达装配在第一电动马达215的下游的较小空间内。在一个实施方案中，第二电动马达可以至少部分地位于尾锥219的内部空间内。在一个实施方案中，第二电动马达216的外径可例如介于第一电动马达215的外径的0.4和0.8之间。第一电动马达215和第二电动马达216的额定功率可以不同，其中第二电动马达216任选地具有比第一电动马达215低的额定功率。第二电动马达216的额定功率可例如介于第一电动马达215的额定功率的0.25和0.5之间。在两个电动马达215、216同时运转的情况下，作为系统200的总功率的一部分，第二电动马达216可贡献总功率的五分之一至三分之一，而第一电动马达215贡献总功率的五分之四至三分之二。例如，对于约70兆瓦的总功率，第一马达的额定功率可为约53兆瓦，第二马达的额定功率可为约17兆瓦。在这种情况下，最大电动马达直径可为约1.4米。对于较小的引擎，例如输送约350千瓦的功率，电动马达的最大直径可为约0.5米。第二电动马达216的较小尺寸使短舱221的出口端部能够被制成直径比原本可能的直径小。这在图2中示意性地示出，其中虚线223指示短舱出口形状的可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器推进系统（200），所述飞行器推进系统包括：/n风扇（213），所述风扇安装在中心轴（214）上；/n第一电动马达（215），所述第一电动马达安装在所述中心轴（214）上并被布置成经由所述中心轴来驱动所述风扇（213）的旋转；和/n第二电动马达（216），所述第二电动马达被布置成经由所述中心轴（214）来驱动所述风扇（213）的旋转，/n其中所述第二电动马达（216）同轴安装在所述第一电动马达（215）的下游，并且所述第二电动马达（216）的外径（D2）小于所述第一电动马达（215）的外径（D1）。/n

【技术特征摘要】
20180514 GB 1807773.51.一种飞行器推进系统（200），所述飞行器推进系统包括：
风扇（213），所述风扇安装在中心轴（214）上；
第一电动马达（215），所述第一电动马达安装在所述中心轴（214）上并被布置成经由所述中心轴来驱动所述风扇（213）的旋转；和
第二电动马达（216），所述第二电动马达被布置成经由所述中心轴（214）来驱动所述风扇（213）的旋转，
其中所述第二电动马达（216）同轴安装在所述第一电动马达（215）的下游，并且所述第二电动马达（216）的外径（D2）小于所述第一电动马达（215）的外径（D1）。


2.根据权利要求2所述的飞行器推进系统（200），其中所述第二电动马达（216）的所述外径（D2）介于所述第一电动马达（215）的所述外径（D1）的0.4和0.8之间。


3.根据权利要求1所述的飞行器推进系统（200），其中所述第二电动马达（216）的额定功率小于所述第一电动马达（215）的额定功率。


4.根据权利要求3所述的飞行器推进系统（200），其中所述第二电动马达（216）的所述额定功率介于所述第一电动马达（215）的所述额定功率的0.25和0.5倍之间。


5.根据权利要求3所述的飞行器推进系统（200），其中在所述第一电动马...

【专利技术属性】
技术研发人员：GE哈维，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB