[发明专利]装备有电机的飞行器涡轮发动机

说明书

公开了一种飞行器涡轮发动机(10)，包括气体发生器(12)和风扇(14)，风扇布置在气体发生器(12)上游并配置成产生气体进入流(F)，气体进入流的一部分流动到所述气体发生器中以形成主流(36)，涡轮发动机(10)包括同轴地安装在风扇(14)的下游的电机，并且电机包括转子(62a)，转子被由环形护罩(64)承载的定子(62b)围绕，护罩(64)被气体发生器的壳体(40)围绕，壳体与护罩(64)一起限定出用于主流(36)的一段流动管道，用于对主流(36)进行矫直的固定叶片(42，68)在该路径中延伸。

技术领域

本发明涉及一种装备有电机的飞行器涡轮发动机。

背景技术

现有技术尤其包括文献FR-A1-2842565，该文献描述了装备有电机的涡轮发动机。现有技术还包括EP-A2-2270315，US-B2-9，109，452，US-A-3，264，482，FR-A1-2922265，WO-A1-2006/0600144和WO-A1-2015/077755。

航空界现在对关于商业航空使用混合动力发动机的实用性提出了许多问题。现在，电能的使用被认为不仅是为了满足飞行器的功能，而且是为了使涡轮发动机的功能电气化。

这一言论促使对混合发动机架构解决方案进行研究，将燃料的化石能源和电能结合以确保对推进部分(涡轮发动机的风扇)的驱动和对特定的发动机和/或飞行器功能的供给。

特别地，这些架构可以基于高涵道比和减速器类型的架构，但也可以基于多体架构(2或3)。在这些架构中，涡轮发动机包括低压主体和高压主体，每个主体包括将压缩机的转子连接到涡轮的转子的轴。

已知在涡轮发动机的高压和/或低压部分上为飞行器涡轮发动机装备一个或多个电机，功率范围从几kW到几MW。可以回想的是，电机是一种基于电磁学的机电设备，例如，能够将电能转换为功或机械能。这个过程是可逆的，并且可以用来发电。

因此，根据电机的最终用途，我们使用以下术语：

-发电机是指由机械能产生电能的电机，

-马达是指由电能产生机械能的电机。

电机也可以在马达模式和发电机模式下运行。

电机的冷却方法是复杂的，并且对保证电机的正常功能非常重要。特别地，这必须与电机必须耗散的热损失一致。

特别地，目前的解决方案预见到通过涡轮发动机的空气流量对电机的电定子进行冷却，并与使用油的附加的复杂冷却相关联，以保证电机的充分冷却。

本发明提出了一种解决上述问题中的至少一些问题的方案，特别是提出了一种用于改进电机的冷却而不使用通过油的附加冷却的方案。

发明内容

本发明涉及一种飞行器涡轮发动机，包括气体发生器和风扇，所述风扇布置在气体发生器上游并配置成产生气体进入流，所述气体进入流的一部分在所述气体发生器的管道中流动以形成主流，所述气体进入流的另一部分在围绕所述气体发生器的管道中流动以形成次级流，所述涡轮发动机还包括电机，所述电机同轴地安装在风扇的下游，并且所述电机包括转子，所述转子被由环形护罩承载的定子围绕，所述护罩被所述气体发生器的壳体围绕，所述壳体与所述护罩一起限定出用于主流的一段流动管道，用于对所述主流进行矫直的固定叶片在该管道中延伸。

根据本发明，所述护罩和/或所述叶片包括配置成在所述主流中产生扰动的元件。

在主流中产生扰动的元件增加了主流与护罩和/或叶片之间的交换系数，因此增加了主流与电机之间的热交换能力，而不会引起与一致形状的护罩和/或叶片相同的负载损失。因此，以等效的主流流率改善了护罩和/或叶片的冷却以及电机的冷却。