用于飞机发动机的动力回收的系统和操作引气系统的方法技术方案

公开了用于飞机发动机的动力回收的系统和操作引气系统的方法。用于飞机发动机(110)的示例性动力回收系统(202)包括耦接到轴驱动装置(204)的动力回收涡轮机(250)。引气阀(534、536、538)耦接在动力回收涡轮机(250)与引气源(242、244)之间。控制器(500)被配置为当飞机发动机(110)以预定的操作模式操作时操作引气阀(534、536、538)以允许引气流向动力回收涡轮机(250)。涡轮机(250)。涡轮机(250)。

【技术实现步骤摘要】
用于飞机发动机的动力回收的系统和操作引气系统的方法


[0001]本公开总体上涉及飞机，并且更具体地，涉及发动机引气动力回收系统和相关方法。

技术介绍

[0002]商用飞机通常从飞机发动机的压缩机中提取引气(bleed air)，以便为各种飞机系统提供加压空气。例如，商用飞机通常采用引气来为环境控制系统提供空气供应以对飞机的客舱加压，和/或采用热防冰系统来为防冰应用提供加热的空气。

技术实现思路

[0003]用于飞机发动机的示例性动力回收系统包括耦接到轴驱动装置的动力回收涡轮机。引气阀耦接在动力回收涡轮机与引气源之间。控制器被配置为在飞机发动机以预定的操作模式操作时操作引气阀以允许引气流向动力回收涡轮机。
[0004]另一示例性动力回收系统包括动力回收系统，该动力回收系统包括动力回收涡轮机，该动力回收涡轮机具有：用于接收来自引气源的引气的引气入口；用于向下游系统提供引气的引气出口；以及输出轴，该输出轴能操作地耦接到轴驱动装置的输入轴。动力回收涡轮机响应于在引气从引气入口到引气出口流动时对引气进行处理而生成动力，动力回收涡轮机将生成的动力经由输出轴传递到输入轴。
[0005]示例性飞机包括具有用于生成压缩空气的核心压缩机和用于驱动核心压缩机的核心涡轮机的飞机发动机。动力回收涡轮机能操作地耦接到飞机发动机。动力回收涡轮机具有与由核心压缩机提供的引气供应源流体连通的涡轮机入口和与飞机的下游系统流体连通的涡轮机出口。动力回收涡轮机在处理从涡轮机入口到涡轮机出口的引气时生成动力，并将生成的动力传递到飞机发动机的核心压缩机。
[0006]已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现或者可以在其它实施例中组合，其进一步的细节可以参考下面的描述和附图看到。
附图说明
[0007]图1是示例性飞机的图示，该示例性飞机包括示例性引气系统，该示例性引气系统具有根据本公开的教导构造的示例性动力回收系统。
[0008]图2是具有本文公开的示例性动力回收系统的示例性飞机发动机的示意图。
[0009]图3是图2所示的示例性动力回收系统的示例性变速器的示意图。
[0010]图4是图3所示的示例性变速器的示例性离合器的示意图。
[0011]图5是图1至图4所示的示例性引气系统的示意图。
[0012]图6至图11是在不同的操作模式下显示的图1至图5所示的示例性引气系统的示意图。
[0013]图12是采用图1至图11所示的示例性动力回收系统作为启动器的示例性飞机发动
机的示意图。
[0014]图13是具有本文公开的另一示例性动力回收系统的示例性飞机发动机的示意图。
[0015]图14是表示可由图1至图13所示的示例性引气系统执行的示例性方法的流程图。
[0016]图15是示例性处理平台的框图，该示例性处理平台被构造为执行图14所示的指令以实现图1至图13所示的示例性引气系统的示例性引气系统控制器。
[0017]在可能的情况下，在整个附图和随附的书面描述中使用相同的附图编号以指代相同或类似的部件。如在本专利中所使用的，声明任何部件(例如，层、膜、区域或板)以任何方式被定位在(例如，被定位在、被放置在、被布置在或被形成在等)另一个部件上，意味着参考的部件或者与另一个部件接触，或者参考的部件位于另一个部件之上，并且一个或多个中间部件位于它们之间。声明任何部件与另一个部件接触，意味着两个部件之间不存在中间部件。
具体实施方式
[0018]引气压力随飞机的操作条件而变化很大，例如发动机速度、操作高度等。为了满足各种飞机系统的压力和/或温度需求，通常从压缩机的级中提取引气，该压缩机的级提供具有高于利用引气的各种系统所需求的压力和/或温度的引气。因此，在向飞机的系统(例如，环境控制系统)提供引气之前，加压的引气通常经由热交换器或预冷却器被冷却，并经由压力调节阀被降低压力。因此，现有的飞机引气系统利用压力调节阀和热交换器来将引气降低到与所提供的系统兼容的允许压力和温度。调节阀可以有效地限制引气压力但不会从引气中回收能量。因此，当冷却引气和/或降低用于各种系统的引气的压力时，浪费了发动机为产生引气所花费的大部分能量，并且因此，以这种方式提取引气会降低发动机的效率。这种浪费的能量导致更大的燃料消耗。
[0019]本文公开的示例性发动机引气动力回收系统和相关方法向飞机的各种系统提供压缩或加压空气，飞机的各种系统例如环境控制系统(ECS)、热防冰系统(例如机翼和/或发动机防冰系统)、气动供应系统(以供应气动装置)和/或飞机的任何其他需要使用压缩空气的系统。
[0020]具体地，本文公开的示例性引气回收系统和相关方法从提取的发动机引气中收集能量。本文公开的示例性引气回收系统和相关方法将在引气中收集的能量转换为轴马力，轴马力被反馈到飞机发动机(例如，喷气发动机高滑阀轴)中。当激活时，本文公开的示例性引气回收系统和相关方法可用于补充由飞机的核心燃气涡轮发动机(例如，飞机发动机)生成的动力。回收的能量提高了飞机发动机的燃料效率，同时也增加了可用推力。
[0021]为了从引气中收集能量，本文公开的引气回收系统和相关方法采用涡轮机，该涡轮机在将引气提供给下游系统(例如，预冷却器、ECS等)之前从飞机发动机接收引气。例如，本文公开的示例性引气回收系统和相关方法可以在飞机发动机的操作期间提取用于驱动涡轮机(例如，动力回收涡轮机)的引气。本文公开的示例性涡轮机在将引气提供给下游系统之前降低引气的一个或多个参数(例如，压力、温度等)。
[0022]在一些示例中，在飞机的预定的操作模式(例如，滑行、起飞、爬升、巡航、着陆等)期间，可以采用本文公开的示例性引气回收系统和相关方法。在一些示例中，为了激活和/或停用示例性涡轮机，本文公开的示例性引气回收系统和相关方法可以包括示例性控制系
统，以控制引气到涡轮机的流动。在此公开的示例性控制系统包括耦接在引气源和涡轮机之间的引气阀和耦接到引气阀的控制器(例如，可通信地和/或能操作地)。控制系统，例如经由控制器，可以被配置为在预定的操作模式(例如，起飞、爬升、下降、着陆、巡航等)期间操作引气阀，以将引气从引气供应源引导或指向涡轮机。
[0023]在一些示例中，本文公开的示例性引气回收系统和相关方法可用于启动飞机发动机。因此，在一些情况下，飞机发动机的启动器可以由本文公开的示例性引气回收系统和相关方法代替。具体地，示例性涡轮机可用于启动(例如，旋转)飞机发动机。例如，涡轮机(例如，气动启动器涡轮机)可以被配置为产生足以启动飞机发动机的启动扭矩。
[0024]图1示出了体现本公开的教导的方面的示例性飞机100。飞机100包括机身102、耦接到机身102的第一机翼104和耦接到机身102的第二机翼106。机身102限定了承载乘客和/或货物的机舱108。在所示的示例中，飞机100包括由机翼104承载的飞机发动机110和由第二机翼106承载的飞机发动机112。在其他示例中，飞机100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于飞机发动机(110)的动力回收的系统(202)，包括：动力回收涡轮机(250)，所述动力回收涡轮机(250)耦接到轴驱动装置(204)；引气阀(534、536、538)，所述引气阀(534、536、538)耦接在所述动力回收涡轮机(250)与引气源(242、244)之间；以及控制器(500)，所述控制器(500)被配置为当所述飞机发动机(110)以预定的操作模式(800、900、1000、1100)操作时操作所述引气阀(534、536、538)以允许引气流向所述动力回收涡轮机(250)。2.根据权利要求1所述的系统(202)，其中，所述轴驱动装置(204)是所述飞机的核心发动机，所述核心发动机包括所述飞机发动机(110)的核心压缩机(216)、核心涡轮机(226)和芯轴(222、224)，所述动力回收涡轮机(250)能操作地耦接到所述核心发动机(110)的所述芯轴(222、224)。3.根据权利要求2所述的系统(202)，其中，所述动力回收涡轮机(250)的输出轴(304)经由变速器(260)能操作地耦接到所述芯轴(222、224)。4.根据权利要求3所述的系统(202)，其中，所述变速器(260)包括离合器(318)，所述离合器(318)耦接在所述动力回收涡轮机(250)与所述核心发动机之间，所述离合器(318)被配置为当所述飞机发动机(110)以所述预定的操作模式操作时能操作地耦接所述输出轴(304)和所述芯轴(222、224)，并且当所述飞机发动机(110)不以所述预定的操作模式操作时能操作地分离耦接所述输出轴(304)和所述芯轴(222、224)。5.根据权利要求1所述的系统(202)，其中，所述轴驱动装置(204)是具有输入轴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：