[发明专利]飞行器发动机

说明书

提出了一种用于飞行器的发动机，其包括转子、驱使转子旋转的电动机和控制电动机的ECU，其中转子的旋转提供引起发动机的推力的主气流，并且其中ECU位于由主气流限定的体积内。

技术领域

本发明涉及发动机领域。具体而言，本发明涉及飞行器发动机领域。更具体地，本发明涉及电驱动飞行器发动机领域。

背景技术

电驱动飞行器发动机现在用于飞行器的推进。例如，US 2020/0198792 A1、US2019/0203735 A1和WO 2019/243767 A1描述了包括电驱动推进器的飞行器。此外，这种电驱动发动机也用于竖直起飞和降落的(vtol)飞行器，其中电驱动发动机被构造为既推进飞行器又操作飞行器的竖直起飞和竖直降落。在US 2016/0023754 A1、US 10,597,133 B2和US 10,293,914 B2中公开了这种vtol飞行器的示例。

这种电驱动发动机设有发动机控制单元(ECU)，其最终控制由发动机产生的推力并保证最佳的发动机性能。ECU可以控制发动机的各种参数以控制电动机，以及可以控制发动机的其他系统和装置，诸如除冰系统。由ECU控制的参数的示例包括发动机旋转速度、叶片桨距角、直流电流到交流电流的转换等。ECU可以基于各种输入参数来控制这些参数。例如，ECU不仅可以接收作为关于飞行器的速度和取向的输入命令的输入信号，还可以接收来自位置传感器、温度传感器等的输入信号。

ECU需要安全地保持在适当的位置，以免受环境条件(诸如雨、冰、灰尘等)，并且在某些情况下被冷却。此外，ECU应当尽可能靠近其控制的电动机放置，以便最小化电磁干扰(EMI)。理想情况下，这些要求应当在质量、体积和空气动力学效率方面以最小的代价得到满足。

根据现有技术，ECU被容置在安装在发动机侧面的外壳中，例如在风扇外壳的外表面上，或者在附近的机翼或机身上。

该解决方案有几个缺点。首先，该解决方案需要从ECU到电动机的长布线，从而增加EMI。这需要更大的质量以减轻这些影响，诸如电缆屏蔽、EMI滤波器等。此外，对于包含多个部件和多个印刷电路板(PCB)的大型ECU，发动机侧面的可用体积可能导致复杂的形状(form)因数，从而导致更重的外壳和复杂的组装顺序。此外，发动机一侧可用的冷却能力可能会受到限制。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种克服或至少减轻现有技术的一个或多个问题的电驱动飞行器发动机。

本发明基于将电驱动飞行器发动机的ECU配置在由引起发动机的推力的主气流限定的体积内的想法。引起发动机的推力的主气流包括下述流，其穿过发动机进气侧冲击并进入发动机，流经发动机气流压缩区段并从发动机排气侧离开发动机，从而提供推力。主气流包围空气不流过的体积，并且其中容置了发动机的气流压缩区段的各种机械元件，诸如轴承、支撑件、轴等。根据本发明的实施例，ECU位于主气流不流过的该体积内。