[发明专利]涡轮轴发动机，配备有这种涡轮轴发动机的双引擎直升机，和用于优化这种双引擎直升机的零功率超级怠速的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮轴发动机，一种双引擎直升机意在配备有该涡轮轴发动机。本发明还涉及一种用于优化这种双引擎直升机的零功率超级怠速模式的方法。

背景技术

直升机通常设有至少两个涡轮轴发动机，该至少两个涡轮轴发动机以取决于直升机的飞行条件的速度运行。在下文自始至终地，当直升机在除了起飞、爬升、着陆或悬停飞行的过渡阶段之外的所有飞行阶段期间，以正常情况前进时，该直升机被称为处于巡航飞行状况。在下文自始至终地，当直升机必须使全部的安装功率(installed power)可用时，即，在起飞、爬升、着陆的过渡阶段期间以及在由缩写OEI(单发动机失效，one engine inoperative)指代的涡轮轴发动机中的一个发生故障的模式期间，该直升机被称为处于临界飞行状况。

已知的是，当直升机处于巡航飞行状况时，涡轮轴发动机以小于其最大连续功率(在后文中为MCT，maximum continuous power)的低功率水平运行。在某些配置中(前进速度小于最大速度，直升机未以最大质量飞行，等等)，在巡航飞行期间由涡轮轴发动机提供的功率可以小于最大起飞功率(在后文中为MTO，maximum take-off power)的50％。这些低功率水平造成了比耗量(在后文中为SC，specific consumption)，该比耗量被定义为涡轮轴发动机的燃烧室每小时的燃料消耗与由所述涡轮轴发动机提供的机械动力之间的关系，该比耗量比MTO的SC高出约30％，并且因此造成了在巡航飞行期间燃料的过度消耗。

最后，在地面上的待机阶段期间，飞行员通常更愿将各个涡轮轴发动机置于地面怠速，以确信能够重新启动该涡轮轴发动机。因此，尽管未提供任何动力，但是涡轮轴发动机继续消耗燃料。

同时，涡轮轴发动机还是超大尺寸的，以能够确保在由飞机制造商所指定的整个航程中飞行，尤其确保在高海拔和在炎热的天气中飞行。尤其当直升机具有接近于其最大起飞质量的质量时非常受限制的这些飞行点，仅在某些直升机的特定使用情况下才会遇到。结果，虽然尺寸被设置为能够提供这种动力，但是某些涡轮轴发动机从不在这种情况下飞行。

这些超大尺寸的涡轮轴发动机在质量与燃料消耗方面是不利的。为了降低在巡航飞行期间或者在地面上待机期间的这种消耗，可以使涡轮轴发动机中的一个停机并且将其置于被称为待命模式的模式。然后，活动的发动机以更高的功率水平运行以提供所有必需的功率，并且因此处于更有利的SC水平。然而，该实践违反了当前的认证规则，并且涡轮轴发动机不被设计为确保与安全性标准相容的重新启动可靠性的水平。同样地，当前飞行员不知晓或者不熟悉在飞行期间将涡轮轴发动机置于待命模式的理念。

如已知的，直升机的涡轮轴发动机包括气体发生器和自由涡轮，该自由涡轮由气体发生器供给动力，以提供动力。传统地，气体发生器由连接到用于在压缩空气中燃烧燃料的室的空气压缩机构成，该室给涡轮供应热的气体以用于使气体部分地膨胀，该涡轮通过驱动轴使压缩机旋转。气体则驱动自由动力传输涡轮。自由涡轮通过齿轮箱将动力传输到直升机的旋翼。

在FR1151717和FR1359766中，申请人提出了用于根据下述的可行性优化直升机的涡轮轴发动机的比耗量的方法：将至少一个涡轮轴发动机置于被称为连续飞行模式的稳定飞行模式，以及将至少一个涡轮轴发动机置于特定待命模式，该至少一个涡轮轴发动机可根据需求以紧急方式或者以常规方式脱离该待命模式。当飞行状况的变化需要启动处于待命的涡轮轴发动机时，例如，当直升机将从巡航飞行状况转换到着陆阶段时，退出待命模式所进行的转换被称为“常规”。退出待命模式所进行的这种常规转换发生在介于10秒钟和1分钟之间的时间段内。当活动的发动机发生失效或动力不足时，或者当飞行条件突然变得困难时，退出待命模式所进行的转换被称为“紧急”。退出待命模式所进行的这种紧急转换发生在小于10秒钟的时间段内。

申请人尤其提出了以下两种待命模式：

-被称为常规超级怠速的待命模式，在该待命模式下燃烧室点火，并且气体发生器的轴以介于额定速度的20％和60％之间的速度进行旋转，

-被称为辅助超级怠速的待命模式，在该待命模式下燃烧室点火并且气体发生器的轴通过机械辅助以介于额定速度的20％和60％之间的速度进行旋转。

常规超级怠速模式的缺点在于运行温度，该运行温度变得越来越高以至于要尝试达到越来越低的怠速。

辅助超级怠速模式使得能够改善运行温度的这种问题。然而，这需要使用电的或气动的驱动机器和对应的联接器。