[发明专利]飞机混合式推进系统

说明书

飞机混合式推进系统（5）包括：内燃发动机（10），其包括主驱动轴（24）；电机（28），其包括电机转子（78）；推进器（12），其安装到推进器轴（62）；和离合器装置，其配置成将燃气涡轮发动机主驱动轴（24）和电机转子（78）中的每一个选择性地联接到推进器驱动轴（62）。电机转子（78）与主驱动轴（24）同轴地安装，以及离合器装置包括配置成将主驱动轴（24）联接到推进器驱动轴（62）的第一过速离合器（52），以及配置成将电机转子（78）联接到推进器驱动轴（62）的第二过速离合器（54）。

技术领域

本公开涉及一种用于飞机的并联混合式推进系统以及包括该推进系统的飞机。

背景技术

已经提出了并联混合式飞机，其中内燃发动机与一个或多个电动机组合以驱动一个或多个推进器。并联混合式系统可以与所谓的“串联混合式”系统区分开，因为在并联混合式系统中，在内燃发动机和至少一个推进器之间提供机械连接，其中至少一个电动机驱动与由内燃发动机驱动的推进器相同的推进器或其他推进器。

发明内容

根据第一方面，提供了一种飞机混合式推进系统，包括：

内燃发动机，其包括主驱动轴；

电机，其包括电机转子；

推进器，其安装到推进器轴；和

离合器装置，其配置成将燃气涡轮发动机主驱动轴和电机转子中的每一个选择性地联接到推进器驱动轴；其中

电机转子与主驱动轴同轴地安装；以及

离合器装置包括配置成将主驱动轴联接到推进器驱动轴的第一过速离合器，以及配置成将电机转子联接到推进器驱动轴的第二过速离合器。

有利地，单个推进器可以由内燃发动机和电动机中的一个或两个驱动。此外，在电动机或内燃发动机发生故障的情况下，由于离合器装置，推进器可继续由另一输入驱动。

主轴、推进器轴和机转子轴中的每一个可以彼此同轴。

主轴可以设在电机转子的径向内侧。可替代地，主轴可以设在电机转子的径向外侧。螺旋桨驱动轴可以位于电机转子和主轴之间。

推进器轴可以联接到第一过速离合器的径向外圈，并且可以联接到第二过速离合器的径向内圈。可替代地，推进器轴可以联接到第一过速离合器的径向内圈，并且可以联接到第二过速离合器的径向外圈。

电动机可以包括永磁电动机和感应电动机中的一个。发明人已经发现，本发明适合于广泛种类的电动机类型，但是其特别适合于永磁电动机。在永磁电动机发生故障的情况下，重要的是电动机不继续转动。通过提供过速离合器，推进器可以继续转动，同时防止电动机转动。

第一过速离合器可以配置成当由主发动机轴在相对于推进器驱动轴的第一方向上将扭矩施加到推进器驱动轴时，将主发动机轴联接到推进器驱动轴，并且当在第二方向上施加扭矩时，使主发动机轴与推进器驱动轴断开联接。第二过速离合器可以配置成当由电机在相对于推进器驱动轴的第一方向上将扭矩施加到推进器驱动轴时，将电机转子联接到推进器驱动轴，并且当在第二方向上施加扭矩时，使电机与推进器驱动轴断开联接。

推进器驱动轴可以经由减速齿轮箱联接到推进器。有利地，可以将相对快速转动的内燃发动机和/或电动机与相对缓慢转动的推进器组合使用。这种布置提供了相对有效率、紧凑的电动机和内燃发动机以及有效率的推进器。

减速齿轮箱可包括行星式齿轮箱。

飞机混合式推进系统可包括电能存储设备和发电机中的一个或多个，其被配置成向电动机提供电力。发电机可以联接到内燃发动机。

内燃发动机可以包括燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括联接到第一涡轮的压缩机，并且可包括第二涡轮。第二涡轮可与发动机压缩机断开联接。第一和/或第二涡轮可以联接到发电机和组合齿轮箱中的一个或两个。

根据第二方面，提供了一种飞机，其包括第一方面的推进系统。