[发明专利]多发动机系统和方法

说明书

本发明涉及多发动机系统和方法。一种操作多发动机直升机的方法包括使用全权限数字发动机控制（FADEC），从而控制该多发动机直升机的第一发动机以主动模式操作，以满足多发动机直升机的功率或旋翼速度需求，以通过该多发动机直升机来执行巡航航段，并且控制该多发动机直升机的第二发动机以待机模式操作。控制该第二发动机的燃料流率，以将第一发动机和第二发动机之间的燃料流率差维持在70%和100%之间。

技术领域

本申请涉及用于飞机的多发动机系统和控制这样的系统的方法。

背景技术

直升机通常配备有至少两个涡轮轴发动机。在这种现有技术的直升机中，直升机的发动机可通过共同的减速齿轮箱连接到主旋翼，并且发动机中的每一个可尺寸设定成使得每个发动机的功率大于巡航所需的功率。在巡航状态下，以相对高的状况（regime）操作单个发动机同时以较低的状况操作另一个发动机，而不是以中等水平的状况操作两个发动机，可允许整体更好的燃料效率。较低的操作状况有时被称为“待机”模式。虽然这种现有技术的操作状况可能适合于操作这种现有技术的直升机，但是期望改进。例如，期望减少发动机从待机模式加电所需的时间。作为另一个示例，还期望改进现有技术的主动-待机操作方法以便提高燃料效率。

发明内容

在一个方面，提供了一种多发动机系统，其包括：驱动共同的减速齿轮箱的第一涡轮轴发动机和第二涡轮轴发动机，该共同的减速齿轮箱被构造成驱动共同的负载，所述第二涡轮轴发动机构造成以待机模式操作，至少所述第二涡轮轴发动机包括：可相对于彼此独立旋转的至少两个管轴，所述至少两个管轴中的低压管轴包括将低压压缩机部段互连到低压涡轮部段的低压轴，并且所述至少两个管轴中的高压管轴包括将高压压缩机部段互连到高压涡轮部段的高压轴；设置在所述低压压缩机部段的入口处的第一组可变导向叶片，所述第一组可变导向叶片控制所述低压管轴的操作状态；以及设置在所述高压压缩机部段的入口处的第二组可变导向叶片，所述第二组可变导向叶片控制所述高压管轴的操作状态。

在另一个方面，提供了一种用于多发动机系统的涡轮轴发动机，所述涡轮轴发动机构造成驱动共同的负载，所述涡轮轴包括：可相对于彼此独立旋转的至少两个管轴，所述至少两个管轴中的低压管轴包括将低压压缩机部段互连到低压涡轮部段的低压轴，并且所述至少两个管轴中的高压管轴包括将高压压缩机部段互连到高压涡轮部段的高压轴；设置在所述至少两个管轴中的每一个的入口处的一组可变导向叶片，所述一组可变导向叶片构造成控制所述至少两个管轴中相应的管轴的操作状态；以及输出轴，其传动地接合到所述低压轴并且构造成传动地接合共同的输出轴，所述共同的输出轴驱动所述共同的负载并且由另一个涡轮轴发动机传动地接合。

在另一方面，提供了一种操作传动地耦接到负载的多发动机系统的方法，所述方法包括：操作所述多发动机系统的第一涡轮轴发动机以驱动所述负载，同时所述多发动机系统的第二涡轮轴发动机以降低功率模式操作；增加第二涡轮轴发动机的输出功率水平以通过如下方式来驱动负载：引导气流通过第二涡轮轴发动机的第一组可变导向叶片；通过低压压缩机部段来压缩所述气流；引导所述气流通过第二组可变导向叶片；以及通过高压压缩机部段来压缩所述气流，所述低压压缩机部段和所述高压压缩机部段相对于彼此独立地旋转。

在另一个方面，提供了一种操作多发动机直升机的方法，其包括：使用全权限数字控制（FADEC），从而控制多发动机直升机的第一发动机以主动模式操作，该主动模式包括满足多发动机直升机的动力或旋翼速度需求以通过多发动机直升机执行巡航航段；以及使用所述FADEC，从而控制所述多发动机直升机的第二发动机，以将所述第一发动机和所述第二发动机之间的燃料流率差维持在70%至100%的范围内，不包括100%。

在一些实施例中，所述控制所述第二发动机被执行成将所述燃料流率差维持在70%至90%的范围。

在一些实施例中，所述控制所述第二发动机被执行成将所述燃料流率差维持在80%至90%的范围。