一种双燃料飞行器组合动力系统与运行方法技术方案

本发明专利技术属于航空第二动力系统技术领域，提供了一种双燃料飞行器组合动力系统，包括空气压气机、回热器、主燃烧室、燃气涡轮、PEM燃料电池、和起/发电机，起/发电机、空气压气机和燃气涡轮为同轴结构，空气压气机压缩的空气分为两路，一路压缩空气通过回热器的冷端进入主燃烧室，主燃烧室后端连接燃气涡轮；另一路压缩空气进入PEM燃料电池，PEM燃料电池对电汇流条供电，PEM燃料电池的反应后端连接燃气涡轮；燃气涡轮受到主燃烧室和PEM燃料电池共同驱动，燃气涡轮的排气通道经过回热器的热端。本发明专利技术通过H2燃料罐、PEM燃料电池、次级燃烧室组成的燃料电池发电单元，接受来自压气机的高温压缩气，压气机的高温高压气可以对燃料电池冷启动进行热空气吹扫，帮助PEM燃料电池低温起动，同时压缩机出口的高温高压空气通过液态水的冷却而进行加湿的同时降温，简化了系统附件的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空第二动力系统，涉及一种双燃料飞行器的动力系统及其运行方法，具体涉及一种双燃料飞行器组合动力系统与运行方法。

技术介绍

1、飞行器二动力系统通常采用apu提供机载动力，apu在使用过程中随飞行高度的增加性能大幅下降，其最高工作高度一般不高于12000m，且机载apu整体热效率较低，一般不超过20％。目前提出了采用基于pem燃料电池和燃机的组合动力系统方案来替代传统的apu，由于pem燃料电池受高空影响较小，因此可以在超过12000m高度中使用，但是单一采用pem燃料电池的辅助部件多且复杂，低温起动效果差，并且氢气很难在飞机上大量储存，因此需要采用组合动力的设计思路，采用双燃料来驱动飞机的apu，或者作为小型飞行器的主动力。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，提供一种燃机和pem燃料电池组合的动力系统与运行方法，具有灵活的工作模式调节、高效率及低温工作特性等特点，本专利技术既可为低空经济飞行器提供多电长航时混合动力技术，也可作为飞行器机载第二动力能量生成方案。

2、本专利技术的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双燃料飞行器组合动力系统，其特征在于，包括空气压气机(1)、回热器(2)、主燃烧室(4)、燃气涡轮(5)、PEM燃料电池(7)、和起/发电机(13)，起/发电机(13)、空气压气机(1)和燃气涡轮(5)为同轴结构，空气压气机(1)压缩的空气分为两路，一路压缩空气通过回热器(2)的冷端进入主燃烧室(4)，主燃烧室(4)后端连接燃气涡轮(5)；另一路压缩空气进入PEM燃料电池(7)，PEM燃料电池(7)对电汇流条供电，PEM燃料电池(7)的反应后端连接燃气涡轮(5)；燃气涡轮(5)受到主燃烧室(4)和PEM燃料电池(7)共同驱动，燃气涡轮(5)的排气通道经过回热器(2)的热端。...

【技术特征摘要】

1.一种双燃料飞行器组合动力系统，其特征在于，包括空气压气机(1)、回热器(2)、主燃烧室(4)、燃气涡轮(5)、pem燃料电池(7)、和起/发电机(13)，起/发电机(13)、空气压气机(1)和燃气涡轮(5)为同轴结构，空气压气机(1)压缩的空气分为两路，一路压缩空气通过回热器(2)的冷端进入主燃烧室(4)，主燃烧室(4)后端连接燃气涡轮(5)；另一路压缩空气进入pem燃料电池(7)，pem燃料电池(7)对电汇流条供电，pem燃料电池(7)的反应后端连接燃气涡轮(5)；燃气涡轮(5)受到主燃烧室(4)和pem燃料电池(7)共同驱动，燃气涡轮(5)的排气通道经过回热器(2)的热端。

2.根据权利要求1所述的一种双燃料飞行器组合动力系统，其特征在于，还包括次级燃烧室(6)，次级燃烧室(6)设在pem燃料电池(7)和燃气涡轮(5)之间，pem燃料电池(7)未完全反应的燃料和空气在次级燃烧室(6)内燃烧，次级燃烧室(6)的燃气驱动燃气涡轮(5)。

3.根据权利要求1所述的一种双燃料飞行器组合动力系统，其特征在于，还包括h2燃料罐(8)和燃料罐(3)，燃料罐(3)连接主燃烧室(4)，h2燃料罐(8)连接pem燃料电池(7)。

4.根据权利要求1所述的一种双燃料飞行器组合动力系统，其特征在于，还包括系统控制器(11)和起动器(12)，起动器(12)由电汇流条供电，起动器(12)连接起/发电机(13)；系统控制器(11)连接并控制起动器(12)、起/发电机(13)和pem燃料电池(7)。

5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤冰，侯乐毅，付尧，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：