[发明专利]气体涡轮引擎发电机

说明书

本发明提供了一种飞行器气体涡轮引擎(10)，所述飞行器气体涡轮引擎包括被布置成联接涡轮(17)和压缩机(13)的主引擎轴(22)，所述主引擎轴(22)限定轴向方向(9)。所述气体涡轮引擎(10)还包括联接到所述主引擎轴(22)的至少一个径向延伸的输出轴(27)以及联接到所述径向延伸的输出轴(22)的径向延伸的电机(25a,25b)。

技术领域

本公开涉及气体涡轮引擎的电机以及包括电机的气体涡轮。

背景技术

飞行器气体涡轮引擎为飞行器提供推进功率和电功率。因此，此类引擎包括用于提供电功率的电机，诸如发电机。还可提供被构造成驱动诸如油泵和燃料泵的流体泵的呈马达形式的另外的电机。

随着电功率需求的增加，以及电动马达越来越多地用于替代飞行器中的液压马达和气动马达，飞行器上的电机的尺寸相对于气体涡轮引擎的尺寸稳定地增加。因此，在有限的可用空间内封装此类机器变得越来越困难。

图1示出了用于气体涡轮引擎的电机的常规封装布置结构。气体涡轮引擎1包括主引擎压缩机轴2，该主引擎压缩机轴在引擎1操作时旋转。主引擎轴2经由第一组锥齿轮4联接到输出轴3。输出轴3继而通过第二组锥齿轮6联接到角驱动轴5。电机7联接到角驱动轴5。考虑到传动装置，这种布置结构是笨重、复杂且低效的。

还提出了另选的布置结构，包括诸如图2所示的所谓的“嵌入式发电机”。在嵌入式布置结构中，电机7A安装在气体涡轮引擎1A的压缩机8A的径向向内的环形空间内，并且由主引擎轴2A直接驱动。这种布置结构提供了有效的封装，但给维护带来了困难，并且要求电机在热环境中操作。

本发明寻求提供一种改进的封装布置结构。

发明内容

根据第一方面，提供了一种飞行器气体涡轮引擎，该飞行器气体涡轮引擎包括：

主引擎轴，所述主引擎轴被布置成联接涡轮和压缩机，所述主引擎轴限定轴向方向；

至少一个径向延伸的输出轴，所述至少一个径向延伸的输出轴联接到所述主引擎轴；和

径向延伸的电机，所述径向延伸的电机联接到所述径向延伸的输出轴。

发明人已经发现，通过将电机重新取向为径向取向并且将电机联接到输出轴，可提供一种布置结构，该布置结构是更轻、更紧凑和更有效中的至少一种。

电机可直接联接到径向延伸的输出轴。有利地，鉴于传动装置的减小，此类布置结构是紧凑且有效的。

另选地，电机可通过减速齿轮箱联接到径向延伸的输出轴。有利地，可使用高速输出轴，其可以相对低的扭矩传递高功率。另一方面，电机可相对缓慢地旋转，这可允许使用可具有高功率密度的大半径电机。

电机可包括被构造成提供原动力以在起动模式下起动气体涡轮引擎的电动马达，并且可包括被构造成当处于运行模式时生成电功率的发电机。

电机可包括轴向磁通电机，其中电机的定子相对于电机的转子轴向偏移。因此，电机对于给定功率可具有更小的轴向深度，这大大增加了该布置结构的封装效率。另选地，电机可包括径向磁通电机，其中电机的定子沿电机的转子径向向内或径向向外。

气体涡轮引擎可包括围绕主引擎轴周向排列的多个径向延伸的输出轴。每个径向延伸的输出轴可联接到相应的径向延伸的电机。因此，代替单个电机，提供了围绕引擎的圆周分布的若干电机。这提供了若干优点，包括进一步增加的封装以及增加的冗余，因为电机可在输出驱动轴或电机失效的情况下继续操作。

气体涡轮引擎可包括通过低压轴联接到低压涡轮的低压压缩机或风扇，并且输出轴可联接到低压轴。气体涡轮引擎可包括通过高压轴联接到高压涡轮的高压压缩机，并且输出轴可联接到高压轴。低压轴和高压轴可以是同轴的，并且低压轴可以设置成沿高压轴长度的至少一部分沿高压轴径向向内。