[发明专利]机械分布式推进传动系和架构

说明书

本申请公开机械分布式推进传动系和架构，涉及一种具有集成式边界层吸入推进装置的航空器，其具有机械分布式推进系统。该机械分布式推进系统可包括用于产生机械驱动动力的发动机、驱动轴、方向反转传动装置和推进器风扇。驱动轴可被可操作地耦接到发动机以接收机械驱动动力。方向反转传动装置可具有第一旋转轴和第二旋转轴，第一旋转轴可操作地耦接到驱动轴以接收机械驱动动力，该方向反转传动装置被配置成将在第一旋转轴处接收的机械驱动动力从第一方向转向成在第二旋转轴处面向第二方向。推进器风扇可耦接到第二旋转轴，以将机械驱动动力转换成推力。

本发明各方面在独立权利要求中限定，个方面的任选特征在从属权利要求中限定。

技术领域

本公开涉及增效航空器领域；更具体地说，涉及具有机械分布式推进传动系和架构的航空器。

背景技术

对改善商用航空器的燃料效率存在强烈的经济愿望。然而，自商用喷气机时代开始以来，基本的航空器平台并未发生变化。主要的商用航空器配置(管翼配置)是高度优化和成熟的平台，从中越来越难以进一步改善燃料效率。举例来说，虽然由于改善的空气动力学导致机翼扫掠略有减少，但从20世纪60年代到今天的管翼航空器的轮廓显示出相当大的相似性。几十年来，工程师们评估和优化了管翼配置的子系统和部件，以改善效率和安全性。例如，发动机配置已经从涡轮喷气发展到涡轮风扇，到旁通比约为8.0的高旁通比涡轮风扇，到提供高达12.0的更高旁通比的齿轮涡轮风扇。这个成熟平台的益处与改进平台的难度相抵消。也就是说，性能提高变得越来越难以实现。例如，发动机效率的改善是缓慢的并且正在达到涡轮风扇发动机的理论限制。通过将随着时间的推移而不断成熟的推进、空气动力学和结构效率改善的组合，航空器效率每年提高约1.5％(按每座位千克计算)。

为了以更快的速度为航空公司和消费者提供经济利益，可以使用新的配置。在整个商用喷气机时代，已经为航空器提出了各种重新配置，然而此类重新配置在现有的航空运输基础设施中不可行或对于开发而言过于激进。此外，该领域的人认为，单独推进系统的进步本身不能继续成为主要的促变因素。例如，当前设计实践的继续将导致机舱阻力增加、推进器重量增加以及由于大风扇而导致的机翼下安装挑战。

鉴于前述内容，需要一种与成熟的空气输送系统兼容的新型节能的航空器配置。推进系统和机体(airframe)之间的高度集成可能是未来配置所提供的大量节省的一个组成部分。然而，这种集成为发动机和机身制造商带来了新的挑战。

发明内容

本公开涉及一种先进的节省燃料的航空器，其具有能够吸入航空器边界层的集成式推进系统。例如，可提供这样的机身，其通过将推进系统集成到机身中，使得能够吸入航空器边界层以提供燃料效率益处，从而改善航空器燃料效率。在另一个示例中，可提供新的机械分布式推进传动系和架构以继续改善航空器燃料效率。

根据第一方面，用于在航空器中使用的机械分布式推进系统包括：发动机，以产生机械驱动动力；驱动轴，其可操作地耦接到发动机以接收机械驱动动力；方向反转传动装置，其具有第一旋转轴和第二旋转轴，第一旋转轴可操作地耦接到驱动轴以接收机械驱动动力，其中方向反转传动装置被配置成将在第一旋转轴处接收的机械驱动动力从第一方向转向为在第二旋转轴处面向第二方向；以及推进器风扇，其耦接到第二旋转轴，以将机械驱动动力转换成推力。

在某些方面，方向反转传动装置包括第一成角度驱动组件，用于将机械驱动动力的路径转变第一角度，以及第二成角度驱动组件，用于将机械驱动动力的路径转变第二角度。

在某些方面，第一角度和第二角度中的每个均相等。

在某些方面，第一角度和第二角度中的每个均为直角。

在某些方面，第一成角度驱动组件和第二成角度驱动组件经由直线驱动轴组件机械地彼此耦接。