[发明专利]用于飞行器的混合电力推进系统及其操作方法

说明书

本发明涉及一种用于飞行器的混合电力推进系统及其操作方法，所述推进系统包括燃气涡轮发动机和电机，所述电机联接到所述燃气涡轮发动机。一种操作所述推进系统的方法，包括：由一个或多个计算装置确定所述燃气涡轮发动机的基准功率输出；由所述一个或多个计算装置操作所述燃气涡轮发动机以提供所述基准功率输出；由所述一个或多个计算装置确定大于或小于所述基准功率输出的期望功率输出；以及使用所述电机，由所述一个或多个计算装置将功率提供至所述燃气涡轮发动机、或者由所述一个或多个计算装置从所述燃气涡轮发动机提取功率，使得所述燃气涡轮发动机的有效功率输出匹配所述确定的期望功率输出。

技术领域

本发明的主题一般涉及飞行器的混合电力推进系统，以及操作示例性混合电力推进系统的燃气涡轮发动机以最小化小周期损坏的方法。

背景技术

常规的直升机大致包括主旋翼组件和尾旋翼组件。燃气涡轮发动机包括有输出轴，所述输出轴配置成驱动所述主旋翼组件和所述尾旋翼组件。与例如固定翼飞行器相比，直升机被更频繁地操作，使得其飞行包线限定许多小周期，以致在直升机的飞行包线中，对燃气涡轮发动机的功率输出需求相对频繁地提高和降低。

如果功率输出需求至少有一些提高，则燃气涡轮发动机速度上升以提供附加功率输出。而且，如果功率输出需求至少有一些降低，则燃气涡轮发动机减速以提供功率输出的降低。然而，燃气涡轮发动机的转速的这些附加提高和降低可能在燃气涡轮发动机的寿命上对燃气涡轮发动机产生小周期损坏。因此，以降低直升机的飞行包线中的小周期数目的方式操作推进系统的燃气涡轮发动机的方法将会是有用的。

发明内容

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实施而得知。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种操作飞行器的混合电力推进系统的方法。所述混合电力推进系统包括燃气涡轮发动机和电机，所述电机联接到所述燃气涡轮发动机。所述方法包括：由一个或多个计算装置确定所述燃气涡轮发动机的基准功率输出；由所述一个或多个计算装置操作所述燃气涡轮发动机以提供所述基准功率输出；由所述一个或多个计算装置确定大于或小于所述基准功率输出的期望功率输出；以及使用所述电机，由所述一个或多个计算装置将功率提供至所述燃气涡轮发动机、或者由所述一个或多个计算装置从所述燃气涡轮发动机提取功率，使得所述燃气涡轮发动机的有效功率输出匹配所述确定的期望功率输出。

在某些示例性方面，所述混合电力推进系统还包括电能储存单元，所述电能储存单元电连接至所述电机。

例如，在某些示例性方面，使用所述电机，由所述一个或多个计算装置将功率提供至所述燃气涡轮发动机、或者由所述一个或多个计算装置从所述燃气涡轮发动机提取功率，使得所述燃气涡轮发动机的有效功率输出匹配所述确定的期望功率输出包括：由所述一个或多个计算装置将电功率从所述电能储存单元提供至所述电机，或者由所述一个或多个计算装置从所述电机将电功率提取到所述电能储存单元。

例如，在某些示例性方面，使用所述电机，由所述一个或多个计算装置将功率提供至所述燃气涡轮发动机、或者由所述一个或多个计算装置从所述燃气涡轮发动机提取功率，使得所述燃气涡轮发动机的有效功率输出匹配所述确定的期望功率输出包括：使用所述电机，由所述一个或多个计算装置将差量功率提供至所述燃气涡轮发动机、或者由所述一个或多个计算装置从所述燃气涡轮发动机提取差量功率，其中，所述差量功率在所述基准功率输出的大约百分之一到大约百分之二十之间。

例如，在某些示例性方面，所述方法还包括由所述一个或多个计算装置确定期望功率输出的平均值是大于或小于所述燃气涡轮发动机的基准功率输出，并且其中，由所述一个或多个计算装置确定燃气涡轮发动机的基准功率输出包括，响应于确定所述期望功率输出的平均值是大于或小于所述燃气涡轮发动机的基准功率输出，由所述一个或多个计算装置修改所述基准功率输出。