[发明专利]具有直接驱动的发电机的复合发动机组件

说明书

一种复合发动机组件，用作飞行器的辅助功率单元，具有：发动机核心，包括与发动机轴驱动接合的（多个）内燃发动机；发电机，具有直接接合到发动机轴的发电机轴，以致能够以相同的速度旋转；压缩机，具有与发动机核心的入口连通的出口；以及涡轮机区段，具有与发动机核心的出口连通的入口并被构造成与发动机核心复合功率。涡轮机区段可包括：具有与发动机核心的出口连通的入口的第一级涡轮机和具有与第一级涡轮机的出口连通的入口的第二级涡轮机。还公开了向飞行器提供电功率的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月25日提交的美国申请号14/750,207的优先权，其全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

本申请大体涉及复合发动机组件，并且更具体地涉及用作飞行器中的辅助功率单元的这种复合发动机组件。

背景技术

飞行器辅助功率单元（APU）通常向飞行器系统提供加压空气和受控速度的轴功率，以用作从主发动机压缩机流和附件齿轮箱提取这种能量的替代。APU经常被用于在主发动机被停机时给系统提供功率。

已知的基于地面的APU通常包括增加的重量和复杂性，这可能与在飞行器应用中的使用不兼容。

发明内容

在一个方面，提供一种复合发动机组件，用作飞行器的辅助功率单元，所述复合发动机组件包括：发动机核心，包括至少一个内燃发动机，每个内燃发动机与发动机轴驱动接合；发电机，具有与所述发动机轴驱动接合的发电机轴，以便向所述飞行器提供电功率，所述发电机和发动机轴彼此直接接合，以致能够以相同的速度旋转；压缩机，具有与所述发动机核心的入口流体连通的出口；以及涡轮机区段，具有与所述发动机核心的出口流体连通的入口，所述涡轮机区段被构造成与所述发动机核心复合功率。

在另一个方面，提供一种复合发动机组件，用作飞行器的辅助功率单元，所述复合发动机组件包括：发动机核心，包括至少一个内燃发动机，每个内燃发动机与发动机轴驱动接合；发电机，具有与所述发动机轴驱动接合的发电机轴，以便向所述飞行器提供电功率，所述发电机和发动机轴彼此直接接合，以致能够以相同的速度旋转；压缩机，具有与所述发动机核心的入口流体连通的出口；第一级涡轮机，具有与所述发动机核心的出口流体连通的入口；以及第二级涡轮机，具有与所述第一级涡轮机的出口流体连通的入口；其中，至少所述第一级涡轮机被构造成与所述发动机核心复合功率；并且其中，至少所述第二级涡轮机与所述压缩机驱动接合。

在另外的方面，提供一种向飞行器提供电功率的方法，所述方法包括：使得压缩空气从压缩机的出口流动至复合发动机组件的至少一个内燃发动机的入口；使用所述至少一个内燃发动机旋转发动机轴；通过所述发电机的轴与所述发动机轴之间的直接驱动接合来导致所述发电机的所述轴与所述发动机轴以相同的速度旋转，从而使用所述发动机轴驱动向所述飞行器提供电功率的发电机；使用来自所述至少一个内燃发动机的排气驱动所述复合发动机组件的涡轮机区段；以及将来自所述涡轮机区段的功率与来自所述至少一个内燃发动机的功率复合。

附图说明

现在参照附图，其中：

图1是根据具体实施例的复合发动机组件的示意性视图；

图2是根据具体实施例的能够被用在例如图1中所示的复合发动机组件中的汪克尔（Wankel）发动机的横截面视图；

图3-5是根据具体实施例的能够被用在例如图1中所示的复合发动机组件中的流动分配组件的示意性视图；

图6-7是根据具体实施例的能够被用在例如图1中所示的复合发动机组件中的冷却组件的示意性视图；

图8是根据具体实施例的复合发动机组件的示意性视图；

图9是根据另一具体实施例的复合发动机组件的示意性视图，其可以被用于图3-5的流动分配组件和/或图6-7的冷却组件；