[发明专利]用于飞行器的混合电力推进系统及操作方法

说明书

本申请公开了一种用于飞行器的混合电力推进系统，其包括涡轮机，该涡轮机包括第一转轴和第二转轴。本申请还公开了一种用于操作混合电力推进系统的方法，其包括通过一个或多个计算装置操作涡轮机，使得第一转轴机械地驱动混合电力推进系统的主推进器；以及通过向机械地联接至第一转轴、第二转轴或两者的电机提供电力或者从所述电机提取电力，由一个或多个计算装置修改限定在第一转轴和第二转轴之间的速度关系参数。

技术领域

本主题大体涉及用于飞行器的混合电力推进系统和用于操作该系统的方法。

背景技术

传统的商业飞行器大体包括机身、一对机翼、和提供推力的推进系统。推进系统通常包括至少两个飞行器发动机，例如涡扇喷气发动机。每一个涡扇喷气发动机通常安装于飞行器机翼中相应的一个机翼，例如处于位于机翼下方、与机翼和机身分开的悬空位置。

根据双转轴涡扇喷气发动机，低压转轴将低压压缩机连接至低压涡轮机，高压转轴将高压压缩机连接至高压涡轮机。低压转轴可以进一步连接至风扇。在调小(turn-down)操作(例如，发动机减速或其他推力减小操作)期间，由于例如低压部件和/或附连至低压部件的比如为风扇的特征的更大的惯性，高压部件可以比低压部件更快地减速。因此，为了防止低压压缩机在高压部件更快速地减速时失速，通常设置排气阀门以允许空气在低压压缩机的下游排放。

但是，这些排气阀门和其他相关设备可能相对较重，尤其是考虑到其使用频率。因此，具有能够减小尺寸或消除排气阀门的燃气涡轮发动机的推进系统将是有用的。

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方面中，提供一种操作用于具有涡轮机的飞行器的混合电力推进系统的方法，涡轮机包括第一转轴和第二转轴。该方法包括通过一个或多个计算装置操作涡轮机，使得第一转轴机械地驱动混合电力推进系统的主推进器；以及通过向机械地联接至第一转轴、第二转轴或两者的电机提供电力或者从电机提取电力，由一个或多个计算装置修改限定在第一转轴和第二转轴之间的速度关系参数。

在一些示例性方面中，通过一个或多个计算装置修改限定在第一转轴和第二转轴之间的速度关系参数包括：由一个或多个计算装置接收表示第一转轴的旋转速度的数据；由一个或多个计算装置接收表示第二转轴的旋转速度的数据；由一个或多个计算装置确定速度关系参数在期望的速度关系参数范围之外；以及通过一个或多个计算装置向电机提供电力或者通过一个或多个计算装置从电机提取电力，以将速度关系参数带入期望的速度关系参数范围内。

在一些示例性方面中，该方法进一步包括通过一个或多个计算装置修改流向涡轮机的燃烧区段的燃料流。根据该示例性方面，通过一个或多个计算装置修改限定在第一转轴和第二转轴之间的速度关系参数包括通过一个或多个计算装置向电机提供电力或者通过一个或多个计算装置从电机提取电力，以将速度关系参数带入或保持在期望的速度关系参数范围内。

例如，在一些示例性方面中，通过一个或多个计算装置修改流向涡轮机的燃烧区段的燃料流包括通过一个或多个计算装置减少流向涡轮机的燃烧区段的燃料流，以便相对于第一转轴的速度促使减小第二转轴的速度。

例如，在一些示例性方面中，第一转轴是低压转轴，其中，第二转轴是高压转轴，其中，电机机械地联接到第一转轴，以及其中，通过一个或多个计算装置修改限定在第一转轴和第二转轴之间的速度关系参数包括通过一个或多个计算装置从电机提取电力，以将速度关系参数带入或保持在期望的速度关系参数范围内。

例如，在一些示例性方面中，通过一个或多个计算装置减少流向燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃料流包括通过一个或多个计算装置起动飞行器的涉及减小来自燃气涡轮发动机的动力需求的飞行阶段。