[发明专利]用于飞行器中的集成的功率和热管理的系统及方法

权利要求书

1.一种用于涡轮供能的飞行器的集成的功率和热管理系统，所述系统包括：

动力涡轮，其可旋转地设置在主轴上；

压缩机，其可旋转地设置在所述主轴上以激励系统空气流，所述压缩机可操作地连结于所述动力涡轮；

第一冷却涡轮，其可旋转地设置在所述主轴上，与所述压缩机选择性流体连通；

第二冷却涡轮，其可旋转地设置在所述主轴上，与所述第一冷却涡轮选择性流体连通；电动机-发电机，其设置在所述主轴上以任选地供应至所述主轴的原动力输入和至所述飞行器的电功率输出；

焚烧器，其与所述动力涡轮流体连通并且定位在所述动力涡轮的入口上游，以在所述系统处于停放空气调节模式时点燃所述焚烧器，进而提供燃烧空气流以旋转地激励所述动力涡轮。

2.根据权利要求1所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述电动机-发电机在所述压缩机与所述第二冷却涡轮之间沿轴向定位在所述主轴上。

3.根据权利要求1所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述集成的功率和热管理系统还包括还包括旁通线，其在所述压缩机的出口与所述动力涡轮之间流体连通，以在所述系统处于停放辅助模式时将空气从所述压缩机引导至所述焚烧器和所述动力涡轮。

4.根据权利要求1所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述集成的功率和热管理系统还包括发动机放出线，其与所述压缩机流体连通，以将空气从燃气涡轮发动机的一部分引导并且引导到所述压缩机中。

5.根据权利要求1所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述集成的功率和热管理系统还包括在所述压缩机与所述第一冷却涡轮之间引导所述系统空气流的至少一部分的第一冷却回路，所述第一冷却回路包括再热器环，以在所述系统空气流的上游部分和所述系统空气流的下游部分之间同时地交换热。

6.根据权利要求5所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述再热器环包括再热器单元，其包括：

上游入口和分离的下游入口，以及

上游出口和分离的下游出口，其中所述上游入口在流体流中定位在所述下游入口之前以将空气引导至其。

7.根据权利要求6所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述再热器环包括冷凝器，其具有

定位成在所述再热器单元的所述上游出口与所述下游入口之间流体连通的第一经过入口和第一经过出口，以及

在所述第一冷却涡轮与所述第二冷却涡轮之间流体连通的第二经过入口和第二经过出口。

8.根据权利要求1所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述第二冷却涡轮包括出口导管以将所述系统空气流的至少一部分引导到座舱线中。

9.根据权利要求1所述的集成的功率和热管理系统，其特征在于，所述集成的功率和热管理系统还包括储能装置，所述储能装置电连接于所述电动机-发电机并且构造成选择性地接收电功率信号和传输电功率信号至其。

10.一种用于涡轮供能的飞行器的集成的功率和热管理系统，所述系统包括：

动力涡轮，其可旋转地设置在主轴上；

压缩机，其可旋转地设置在所述主轴上以激励系统空气流，所述压缩机可操作地连结于所述动力涡轮；

第一冷却涡轮，其可旋转地设置在所述主轴上，与所述压缩机选择性流体连通；

第二冷却涡轮，其可旋转地设置在所述主轴上，与所述第一冷却涡轮选择性流体连通；

电动机-发电机，其设置在所述主轴上以任选地供应至所述主轴的原动力输入和至所述飞行器的电功率输出；以及

控制器，其与所述电动机-发电机可操作通信并且构造成根据一个或更多个预定模式控制所述系统；

所述一个或多个预定模式包括停放空气调节模式，在该模式下，所述控制器容许：

电功率从储能装置经过至所述电动机-发电机，并且在所述电动机-发电机处感生旋转电流，点燃定位在所述动力涡轮上游的焚烧器以产生燃烧空气流，以及

将所述燃烧空气流的至少一部分引导穿过所述动力涡轮。