本發(fā)明涉及一種搭載在航空機(jī)上用于產(chǎn)生推力的推力產(chǎn)生裝置及航空機(jī)。

背景技術(shù)：

眾所周知，搭載在航空機(jī)上的渦扇發(fā)動機(jī)一般涵道比越大燃料效率越好。此處，涵道比是指通過核心機(jī)部以外的空氣量相對于通過核心機(jī)部的空氣量的比率。但是，由于核心機(jī)部尺寸的縮小化存在極限，為了增大涵道比，需要增大發(fā)動機(jī)主體的直徑，使流通的空氣量增加。

然而，如圖7所示，在主翼51下方搭載發(fā)動機(jī)52的航空機(jī)50必須確保與地面的間隙，因此，發(fā)動機(jī)52的主體直徑也存在限制。從而，渦扇發(fā)動機(jī)的涵道比的上限為10左右。

下述專利文獻(xiàn)1中記載有以下內(nèi)容：產(chǎn)生推力的1臺渦扇發(fā)動機(jī)和產(chǎn)生推力的至少1臺電磁驅(qū)動風(fēng)扇配設(shè)在單翼上，通過渦扇發(fā)動機(jī)具有的發(fā)電部所產(chǎn)生的電力驅(qū)動電磁驅(qū)動風(fēng)扇。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2006-205755號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

航空機(jī)中具有渦扇發(fā)動機(jī)、通過渦扇發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)以及電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇，該電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇具有通過發(fā)電機(jī)提供的電力驅(qū)動風(fēng)扇的電機(jī)(電動機(jī))，目前對通過渦扇發(fā)動機(jī)和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇兩者產(chǎn)生推力的技術(shù)進(jìn)行了探討。但是，關(guān)于渦扇發(fā)動機(jī)和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇的配置位置，以往并未進(jìn)行過詳細(xì)探討。

例如，將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力供給至電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇，使電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇作為推力產(chǎn)生裝置進(jìn)行驅(qū)動時，供給電力為高電壓。因此，雖然希望電力供給管線的截面積較大，但在航空機(jī)中存在成為重物的問題。此外，根據(jù)電力供給管線的配置位置，還存在會對航空機(jī)的機(jī)器類產(chǎn)生電磁干擾的問題。因此，渦扇發(fā)動機(jī)和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇以及電力供給管線需要適當(dāng)配置。

此外，關(guān)于將渦扇發(fā)動機(jī)和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇配置于機(jī)翼時的支撐結(jié)構(gòu)，以往也并未進(jìn)行過詳細(xì)探討。而且，在電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇的驅(qū)動下，通過渦扇發(fā)動機(jī)的核心機(jī)部以外的空氣量增加，因此，可在渦扇發(fā)動機(jī)的涵道比保持原樣的同時，增大推力產(chǎn)生裝置整體的涵道比。但是，對于與航空機(jī)的飛行狀態(tài)相應(yīng)的涵道比的控制，以往并未進(jìn)行過探討。

本發(fā)明鑒于以上情況而研究得出，其目的在于提供一種推力產(chǎn)生裝置及航空機(jī)，該推力產(chǎn)生裝置具有通過燃料產(chǎn)生推力的推進(jìn)部以及通過電力產(chǎn)生推力的推進(jìn)部時，兩個推進(jìn)部適當(dāng)且有效配置。

技術(shù)方案

本發(fā)明的第一方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置具有：第1推進(jìn)部，其具有通過驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生電力的發(fā)電部，通過燃料燃燒所產(chǎn)生的氣體驅(qū)動設(shè)在所述驅(qū)動軸上的第1風(fēng)扇；第2推進(jìn)部，其具有通過所述發(fā)電部供給的電力進(jìn)行驅(qū)動的電動部并與所述第1推進(jìn)部并列設(shè)置，通過所述電動部驅(qū)動第2風(fēng)扇；導(dǎo)電部，其連結(jié)所述發(fā)電部和所述電動部，將所述發(fā)電部產(chǎn)生的電力供給至所述電動部，所述第1推進(jìn)部和所述第2推進(jìn)部呈一體化，所述導(dǎo)電部配置在所述第1推進(jìn)部和所述第2推進(jìn)部之間。

根據(jù)該構(gòu)成，由于第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部呈一體化，因此，在機(jī)翼上安裝推力產(chǎn)生裝置時，第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部無需分別單獨(dú)進(jìn)行搬運(yùn)和設(shè)置，而是作為一個整體同時處理。此外，第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部靠近配置，配置在第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部之間的導(dǎo)電部例如幾乎以直線狀且短距離配置。其結(jié)果為，與第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部的間隔較長的情況相比，可以減小導(dǎo)電部的重量并減小電力損耗。再者，導(dǎo)電部流通電氣時產(chǎn)生的電磁波減小，可抑制對設(shè)置在航空機(jī)上的機(jī)器所造成的電磁干擾。

上述發(fā)明的第一方式中，所述第1推進(jìn)部和所述第2推進(jìn)部也可以收納至一個機(jī)箱中。

根據(jù)該構(gòu)成，可易于將第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部作為一個整體進(jìn)行處理，此外，通過機(jī)箱的屏蔽效果，可減小電磁波對外部造成的影響。

上述發(fā)明的第一方式中，也可進(jìn)一步具有調(diào)節(jié)所述第1推進(jìn)部和所述第2推進(jìn)部的推力的控制部。

根據(jù)該構(gòu)成，分別調(diào)節(jié)第1推進(jìn)部所產(chǎn)生的推力和第2推進(jìn)部所產(chǎn)生的推力，從而可使第1推進(jìn)部中未用于燃料燃燒的空氣量所占的比例增大或減小。其結(jié)果為，例如可根據(jù)飛行狀態(tài)，增大或減小涵道比，提高燃料效率或降低噪音。

上述發(fā)明的第一方式中，所述導(dǎo)電部也可以具有匯流條以及連接至所述匯流條并吸收所述匯流條的位置變化的柔軟部。

根據(jù)該構(gòu)成，由于使用匯流條，因此可在導(dǎo)電部流通高電壓的電氣。此外，柔軟部例如為彈簧構(gòu)件或軸承，通過吸收匯流條的位置變化，在外部的力作用于第1推進(jìn)部、第2推進(jìn)部或?qū)щ姴繒r，也可避免導(dǎo)電部的破損。

本發(fā)明的第二方式所涉及的航空機(jī)具有上述推力產(chǎn)生裝置以及懸掛并支撐所述推力產(chǎn)生裝置的一個第1支撐部。

根據(jù)該構(gòu)成，航空機(jī)中搭載有推力產(chǎn)生裝置，該推力產(chǎn)生裝置通過一個第1支撐部進(jìn)行懸掛支撐，并且第1推進(jìn)部和第2推進(jìn)部呈一體化。

上述發(fā)明的第二方式中，也可以進(jìn)一步具有第2支撐部，該第2支撐部與所述第1推進(jìn)部和主翼結(jié)合，承擔(dān)拉伸負(fù)荷。

根據(jù)該構(gòu)成，第1推進(jìn)部所產(chǎn)生的推力大于第2推進(jìn)部時，如果對上述第1支撐部施加盤旋方向的力矩，則通過第2支撐部承擔(dān)拉伸負(fù)荷，從而可抑制第1支撐部的變形。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明，推力產(chǎn)生裝置具有通過燃料產(chǎn)生推力的推進(jìn)部以及通過電力產(chǎn)生推力的推進(jìn)部時，兩個推進(jìn)部適當(dāng)且有效配置。

附圖說明

圖1是表示搭載有本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置的航空機(jī)的正面圖。

圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置的橫剖面圖。

圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置的后視圖。

圖4是通過圖2的a-a'線切斷后的縱剖面圖。

圖5是通過圖2的b-b'線切斷后的縱剖面圖。

圖6是通過圖2的c-c'線切斷后的縱剖面圖。

圖7是表示搭載有以往的渦扇發(fā)動機(jī)的航空機(jī)的正面圖。

具體實(shí)施方式

以下，對本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的搭載在航空機(jī)上的推力產(chǎn)生裝置進(jìn)行說明。

推力產(chǎn)生裝置1如圖1所示，例如設(shè)置在航空機(jī)10的主翼12的下方，產(chǎn)生使航空機(jī)10推進(jìn)的推力。推力產(chǎn)生裝置1在單個主翼12上例如設(shè)置有1臺，在兩個主翼12上成對設(shè)置。推力產(chǎn)生裝置1具有渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3。渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3并列設(shè)置。

圖1和圖2中，渦扇發(fā)動機(jī)部2設(shè)在航空機(jī)10的機(jī)體11側(cè)，電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3比渦扇發(fā)動機(jī)部2更靠外側(cè)設(shè)置。推力產(chǎn)生裝置1設(shè)在兩個主翼12上，渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3左右對稱。另外，渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的配置位置也可以與圖1和圖2所示的例子相反，電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3設(shè)在機(jī)體11側(cè)。

推力產(chǎn)生裝置1所產(chǎn)生的最大推力例如為1t～100t。推力產(chǎn)生裝置1如圖3和圖4等所示，例如通過1個吊架(第1支撐部)4懸掛在主翼12上。吊架4例如具有桁架結(jié)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)體。吊架4在一端側(cè)連接推力產(chǎn)生裝置1的大致的中央部分，在另一端側(cè)連接主翼12的結(jié)構(gòu)體(翼肋(未圖示)、前梁13、后梁14等)。吊架4可承受施加至吊架4的上下方向、前后方向、左右方向的力。

渦扇發(fā)動機(jī)部2具有風(fēng)扇5、核心機(jī)部6以及發(fā)電機(jī)7等。渦扇發(fā)動機(jī)部2分為設(shè)在驅(qū)動軸的軸線上的核心機(jī)部6、位于核心機(jī)部6的周圍并流經(jīng)僅通過風(fēng)扇5的空氣的涵道部。核心機(jī)部6由壓縮機(jī)、渦輪機(jī)以及燃燒器等構(gòu)成。風(fēng)扇5、壓縮機(jī)、渦輪機(jī)以及發(fā)電機(jī)7設(shè)在同一個驅(qū)動軸上。

核心機(jī)部6的燃燒器燃燒燃料，通過燃燒產(chǎn)生高溫高壓的廢氣。高溫高壓的廢氣從噴嘴噴出，該廢氣的噴流成為推進(jìn)力的一部分。此外，通過燃燒而產(chǎn)生的廢氣使渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。通過渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)力，風(fēng)扇5和壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。壓縮機(jī)將從渦扇發(fā)動機(jī)部2的進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣進(jìn)行壓縮，并將壓縮后的空氣輸送至燃燒器。

風(fēng)扇5為涵道風(fēng)扇，通過風(fēng)扇5的空氣從風(fēng)扇噴嘴中噴出，產(chǎn)生推進(jìn)力。

發(fā)電機(jī)7通過渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電力。發(fā)電機(jī)7中產(chǎn)生的電力供給至電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3等。

電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3具有風(fēng)扇8和電機(jī)9等。風(fēng)扇8和電機(jī)9設(shè)在同一個軸上。

電機(jī)9通過渦扇發(fā)動機(jī)部2的發(fā)電機(jī)7所供給的電力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在電機(jī)9的旋轉(zhuǎn)力的作用下，風(fēng)扇8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。風(fēng)扇8為涵道風(fēng)扇，通過風(fēng)扇8的空氣從風(fēng)扇噴嘴中噴出，產(chǎn)生推進(jìn)力。

渦扇發(fā)動機(jī)部2的發(fā)電機(jī)7和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的電機(jī)9通過流通電氣的導(dǎo)電部20連接，從發(fā)電機(jī)7向電機(jī)9供給電力。導(dǎo)電部20具有能夠承受電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3發(fā)揮最大推力時所流通的電流(例如從數(shù)千a到數(shù)萬a)的結(jié)構(gòu)和尺寸。

導(dǎo)電部20例如由金屬制的匯流條21以及柔軟部22等構(gòu)成，匯流條21和柔軟部22互相連接。導(dǎo)電部20的一端側(cè)連接至發(fā)電機(jī)7，另一端側(cè)連接至電機(jī)9。匯流條21例如為金屬制的板構(gòu)件或桿構(gòu)件，柔軟部22例如為金屬制的線構(gòu)件織成網(wǎng)后形成的網(wǎng)狀構(gòu)件或具有彈性的彈簧構(gòu)件等。

柔軟部22如圖2和圖3所示，設(shè)在導(dǎo)電部20的中間部分也就是2個匯流條21之間。另外，柔軟部22也可以設(shè)在導(dǎo)電部20的端部也就是發(fā)電機(jī)7和匯流條21之間，或者設(shè)在電機(jī)9和匯流條21之間。通過設(shè)置柔軟部22，即使施加外力時渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的相對位置發(fā)生變化，柔軟部22也會發(fā)生彈性變形，因此導(dǎo)電部20不會被切斷，可避免導(dǎo)電部20等的破損。

另外，也可以使用軸承作為柔軟部22。軸承以如下方式配置，即：即使渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的相對位置發(fā)生變化，也可保持匯流條21的電氣連接。

導(dǎo)電部20設(shè)置在機(jī)箱30內(nèi)。由此，導(dǎo)電部20不會露出至外部，可確保相對于導(dǎo)電部20的絕緣性。此外，通過對機(jī)箱30或與機(jī)箱30分開覆蓋導(dǎo)電部20的構(gòu)件(未圖示)使用屏蔽材料(例如金屬制的板構(gòu)件或網(wǎng)狀構(gòu)件)，可抑制對航空機(jī)10上設(shè)置的機(jī)器造成電磁干擾。

再者，渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3靠近配置，因此，導(dǎo)電部20不用迂回設(shè)置至主翼12等，而是以幾乎直線狀短距離配置在渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3之間。從而，由于導(dǎo)電部20的長度短，可減輕導(dǎo)電部20的重量，進(jìn)而有助于航空機(jī)10整體重量的減輕，并且可減小電力損耗。再者，導(dǎo)電部20流通電氣時產(chǎn)生的電磁波減少，可抑制對設(shè)置在航空機(jī)10上的機(jī)器所造成的電磁干擾。

渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3呈一體化，在主翼12上安裝推力產(chǎn)生裝置1時，渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3無需分別單獨(dú)搬運(yùn)和設(shè)置，而是作為一個整體同時處理。渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3例如收納至包圍兩者的一個機(jī)箱30內(nèi)。此時，導(dǎo)電部20設(shè)置在收納渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的同一個機(jī)箱30內(nèi)。由此，可易于將渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3作為一個整體進(jìn)行處理，此外，通過機(jī)箱30的屏蔽效果，可減小電磁波對外部造成的影響。

另外，在機(jī)箱30內(nèi)，也可以在渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3之間設(shè)置隔板。由此，可防止從渦扇發(fā)動機(jī)部2延伸燒至電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3，并可提高推力產(chǎn)生裝置1的強(qiáng)度。機(jī)箱30例如為金屬或碳纖維增強(qiáng)塑料制的板。

在推力產(chǎn)生裝置1的渦扇發(fā)動機(jī)部2和主翼12之間，如圖2、圖3和圖5所示，設(shè)有支柱(第2支撐部)24。支柱24相對于渦扇發(fā)動機(jī)部2的軸線平行，一端側(cè)連接至渦扇發(fā)動機(jī)部2，另一端側(cè)通過安裝金屬件25連接至主翼12的結(jié)構(gòu)體(翼肋、前梁13等)。支柱24為能夠承受拉伸負(fù)荷的結(jié)構(gòu)體，例如為線構(gòu)件。

電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3停止且僅渦扇發(fā)動機(jī)部2驅(qū)動時，以及渦扇發(fā)動機(jī)部2比電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的推力大時，渦扇發(fā)動機(jī)部2比電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3靠前，因此，對吊架4施加盤旋方向的力矩。通過設(shè)置支柱24來承擔(dān)拉伸負(fù)荷，可抑制吊架4的變形。

推力控制裝置26如圖2和圖6所示，設(shè)在機(jī)箱30內(nèi)，調(diào)節(jié)渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3各自的推進(jìn)力。推力控制裝置26通過控制線27連接至發(fā)電機(jī)7和電機(jī)9，在與發(fā)電機(jī)7或電機(jī)9之間收發(fā)控制信號。

推力控制裝置26在航空機(jī)10起飛時，使渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的總推進(jìn)力最大。另一方面，巡航時，推力控制裝置26優(yōu)先減小渦扇發(fā)動機(jī)部2的推力。由此，在巡航時，與通過渦扇發(fā)動機(jī)部2的空氣量相比，通過電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3的空氣量相對較多，巡航時的涵道比大于起飛時的涵道比。

根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置1，推力產(chǎn)生裝置1驅(qū)動時，從電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3噴出空氣，因此，與以往僅搭載渦扇發(fā)動機(jī)的情況相比，不通過渦扇發(fā)動機(jī)部2的核心機(jī)部6的空氣量增加。其結(jié)果為，如圖1所示，可在確保與地面的間隙的情況下，使涵道比大于以往的涵道比。增大涵道比時，可提高燃料效率，并可降低噪音。此外，涵道比與以往的僅渦扇發(fā)動機(jī)時的涵道比相同即可時，不通過渦扇發(fā)動機(jī)部2的核心機(jī)部6的空氣量可通過電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3進(jìn)行補(bǔ)充，因此，可抑制推力產(chǎn)生裝置1整體的高度。

此外，可適當(dāng)調(diào)節(jié)渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3各自的推進(jìn)力的比例，因此，可使涵道比可變。從而，可根據(jù)起飛時、巡航時、著陸時等飛行狀態(tài)以最佳的涵道比進(jìn)行飛行。

本實(shí)施方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置1通過使渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3一體化，與分別單獨(dú)設(shè)置的情況相比，可簡化相對于航空機(jī)10設(shè)置推力產(chǎn)生裝置1的作業(yè)并簡化航空機(jī)10的結(jié)構(gòu)。也就是說，將1臺推力產(chǎn)生裝置1設(shè)置至一側(cè)的主翼12上時，安裝至主翼12的吊架僅1個即可，設(shè)置作業(yè)也是每個單翼在1個位置進(jìn)行作業(yè)。

此外，對于設(shè)置有渦扇發(fā)動機(jī)的現(xiàn)有航空機(jī)，也可拆下渦扇發(fā)動機(jī)，換上本實(shí)施方式所涉及的推力產(chǎn)生裝置1。此時，還需要更換吊架，但不需要進(jìn)行主翼的加固結(jié)構(gòu)的大幅度變更。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式，在渦扇發(fā)動機(jī)部2和主翼12之間設(shè)有支柱24，因此，可減輕施加至吊架4的盤旋方向的負(fù)荷。

根據(jù)電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3發(fā)揮最大推力時所流通的電流，考慮到導(dǎo)電部20的尺寸和結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)電部配置至主翼12時，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，產(chǎn)生的電磁波可能會對航空機(jī)10上設(shè)置的機(jī)器產(chǎn)生電磁干擾。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，渦扇發(fā)動機(jī)部2和電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部3靠近配置，導(dǎo)電部20以直線狀短距離配置，因此，可設(shè)為簡單的結(jié)構(gòu)，并可減小重量和電力損耗，減小電磁干擾的影響。此外，作為導(dǎo)電部20，不僅設(shè)置匯流條21還設(shè)置柔軟部22，從而可避免導(dǎo)電部20等的破損。

符號說明

1推力產(chǎn)生裝置

2渦扇發(fā)動機(jī)部

3電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇部

4吊架(第1支撐部)

5風(fēng)扇(第1風(fēng)扇)

6核心機(jī)部

7發(fā)電機(jī)(發(fā)電部)

8風(fēng)扇(第2風(fēng)扇)

9電機(jī)(電動部)

10航空機(jī)

11機(jī)體

12主翼

13前梁

14后梁

20導(dǎo)電部

21匯流條

22柔軟部

24支柱(第2支撐部)

26推力控制裝置(控制裝置)

27控制線

30機(jī)箱