相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求序列號no.62/304,450的美國臨時專利申請的提交權(quán)益,其提交日為2016年3月7日,且其通過整體引用而結(jié)合在本文中。
本發(fā)明主題總體涉及用于飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng),以及包括該推進(jìn)系統(tǒng)的飛機(jī)。
背景技術(shù):
常規(guī)的飛機(jī)通常包括機(jī)身、一對機(jī)翼以及提供推力的推進(jìn)系統(tǒng)。推進(jìn)系統(tǒng)典型地包括至少兩個飛機(jī)發(fā)動機(jī),諸如渦扇噴氣發(fā)動機(jī)。每個渦扇噴氣發(fā)動機(jī)都安裝在飛機(jī)的相應(yīng)其中一個機(jī)翼上,諸如在機(jī)翼下面的懸浮位置上。
對于小的客機(jī),兩個飛機(jī)發(fā)動機(jī)可以是相對小、產(chǎn)生低推力的飛機(jī)發(fā)動機(jī)。然而,如通常會理解的,考慮到飛機(jī)發(fā)動機(jī)不是完全可伸縮的,相對小的飛機(jī)發(fā)動機(jī)不會和相對大的發(fā)動機(jī)一樣有效。因此,用于小型客機(jī)的能夠獲得接近相對大型客機(jī)發(fā)動機(jī)的效率的推進(jìn)系統(tǒng)將是有用的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的多個方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下說明中部分地闡述,或者可由該說明而顯而易見,或者可通過實(shí)踐本發(fā)明而獲悉。
在本發(fā)明公開的一個示例性方面,提供了一種用于飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)。飛機(jī)包括第一機(jī)翼和第二機(jī)翼。推進(jìn)系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)和構(gòu)造成安裝在飛機(jī)的第一機(jī)翼上的渦輪機(jī)械。該渦輪機(jī)械包括渦輪段和軸,軸能夠與渦輪段的至少一部分一起旋轉(zhuǎn),而渦輪機(jī)械可用發(fā)電機(jī)操作。推進(jìn)系統(tǒng)還包括機(jī)械地聯(lián)接到渦輪機(jī)械的軸上的第一推進(jìn)器,以及構(gòu)造成在遠(yuǎn)離渦輪機(jī)械和第一推進(jìn)器的位置安裝在第一機(jī)翼或第二機(jī)翼的其中之一上的第二推進(jìn)器組件。發(fā)電機(jī)與第二推進(jìn)器組件成電連通以便驅(qū)動該第二推進(jìn)器組件。
在本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施例中,提供了一種飛機(jī)。飛機(jī)包括機(jī)身、第一機(jī)翼和第二機(jī)翼。第一機(jī)翼和機(jī)身的一部分限定第一側(cè)面,而第二機(jī)翼和機(jī)身的另一部分限定第二側(cè)面。飛機(jī)還包括非對稱的推進(jìn)系統(tǒng)。非對稱的推進(jìn)系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)和安裝在飛機(jī)的第一側(cè)面上的渦輪機(jī)械。該渦輪機(jī)械包括渦輪段和軸,軸能夠與渦輪段的至少一部分一起旋轉(zhuǎn),而渦輪機(jī)械可用發(fā)電機(jī)操作。推進(jìn)系統(tǒng)還包括機(jī)械地聯(lián)接到渦輪機(jī)械的軸上的第一推進(jìn)器,以及安裝在第二側(cè)面上的第二推進(jìn)器組件。發(fā)電機(jī)與第二推進(jìn)器組件成電連通以便驅(qū)動該第二推進(jìn)器組件。
在本發(fā)明公開的一個示例性方面,提供了一種用于操作推進(jìn)系統(tǒng)的方法。該方法包括用渦輪機(jī)械驅(qū)動與該渦輪機(jī)械成機(jī)械連通的第一推進(jìn)器。渦輪機(jī)械安裝在飛機(jī)的第一側(cè)面上。該方法還包括用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電功率,發(fā)電機(jī)由渦輪機(jī)械驅(qū)動。該方法也包括用由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率驅(qū)動安裝在飛機(jī)的第二側(cè)面上的第二推進(jìn)器組件。
技術(shù)方案1.一種用于包括第一機(jī)翼和第二機(jī)翼的飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng),所述推進(jìn)系統(tǒng)包括:
發(fā)電機(jī);
渦輪機(jī)械,其構(gòu)造成安裝在所述飛機(jī)的所述第一機(jī)翼上,并且包括渦輪段和軸,所述軸能夠與所述渦輪段的至少一部分一起旋轉(zhuǎn),所述渦輪機(jī)械能夠用所述發(fā)電機(jī)操作;
第一推進(jìn)器,其機(jī)械地聯(lián)接到所述渦輪機(jī)械的所述軸上;以及
第二推進(jìn)器組件,其構(gòu)造成在遠(yuǎn)離所述渦輪機(jī)械和所述第一推進(jìn)器的位置安裝在所述第一機(jī)翼或所述第二機(jī)翼的其中一個上,所述發(fā)電機(jī)與所述第二推進(jìn)器組件成電連通,以便驅(qū)動所述第二推進(jìn)器組件。
技術(shù)方案2.如技術(shù)方案1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述第一推進(jìn)器是風(fēng)扇,并且其中所述渦輪機(jī)械和所述風(fēng)扇一起形成渦扇發(fā)動機(jī)。
技術(shù)方案3.如技術(shù)方案1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述第二推進(jìn)器組件包括第二推進(jìn)器,并且其中所述第二推進(jìn)器構(gòu)造成風(fēng)扇。
技術(shù)方案4.如技術(shù)方案3所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述第二推進(jìn)器組件還包括電動馬達(dá),并且其中所述電動馬達(dá)與所述發(fā)電機(jī)成電連通。
技術(shù)方案5.如技術(shù)方案1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述渦輪機(jī)械包括動力齒輪箱,并且其中所述第一推進(jìn)器通過所述動力齒輪箱機(jī)械地聯(lián)接到所述渦輪機(jī)械的所述軸上。
技術(shù)方案6.如技術(shù)方案1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述第二推進(jìn)器組件構(gòu)造成安裝在所述飛機(jī)的所述第二機(jī)翼上。
技術(shù)方案7.如技術(shù)方案1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,還包括:
儲能裝置,其與所述發(fā)電機(jī)和所述第二推進(jìn)器組件兩者成電連通。
技術(shù)方案8.如技術(shù)方案7所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述第二推進(jìn)器組件構(gòu)造成安裝在所述飛機(jī)的所述第二機(jī)翼上,并且其中所述儲能裝置構(gòu)造成安裝在所述飛機(jī)的所述第二機(jī)翼內(nèi)。
技術(shù)方案9.如技術(shù)方案1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)電機(jī)位于所述渦輪機(jī)械內(nèi)。
技術(shù)方案10.一種飛機(jī),包括:
機(jī)身、第一機(jī)翼和第二機(jī)翼,所述第一機(jī)翼和所述機(jī)身的一部分限定第一側(cè)面,而所述第二機(jī)翼和所述機(jī)身的另一部分限定第二側(cè)面;以及
非對稱的推進(jìn)系統(tǒng),包括:
發(fā)電機(jī);
渦輪機(jī)械,其安裝在所述飛機(jī)的所述第一側(cè)面上,所述渦輪機(jī)械包括渦輪段和軸,所述軸能夠與所述渦輪段的至少一部分一起旋轉(zhuǎn),所述渦輪機(jī)械能夠用所述發(fā)電機(jī)操作;
第一推進(jìn)器,其機(jī)械地聯(lián)接到所述渦輪機(jī)械的所述軸上;以及
第二推進(jìn)器組件,其安裝在所述第二側(cè)面上,所述發(fā)電機(jī)與所述第二推進(jìn)器組件成電連通,以驅(qū)動所述第二推進(jìn)器組件。
技術(shù)方案11.如技術(shù)方案10所述的飛機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)械安裝在所述飛機(jī)的所述第一機(jī)翼上,并且其中所述第二推進(jìn)器組件安裝在所述飛機(jī)的所述第二機(jī)翼上。
技術(shù)方案12.如技術(shù)方案10所述的飛機(jī),其特征在于,所述第一推進(jìn)器是風(fēng)扇,并且其中所述渦輪機(jī)械和所述風(fēng)扇一起形成渦扇發(fā)動機(jī)。
技術(shù)方案13.如技術(shù)方案10所述的飛機(jī),其特征在于,所述第二推進(jìn)器組件包括第二推進(jìn)器,并且其中所述第二推進(jìn)器構(gòu)造成風(fēng)扇。
技術(shù)方案14.如技術(shù)方案13所述的飛機(jī),其特征在于,所述第二推進(jìn)器組件還包括電動馬達(dá),并且其中所述電動馬達(dá)與所述發(fā)電機(jī)成電連通。
技術(shù)方案15.如技術(shù)方案10所述的飛機(jī),其特征在于,所述渦輪機(jī)械包括動力齒輪箱,并且其中所述第一推進(jìn)器通過所述動力齒輪箱機(jī)械地聯(lián)接到所述渦輪機(jī)械的所述軸上。
技術(shù)方案16.如技術(shù)方案10所述的飛機(jī),其特征在于,還包括:
儲能裝置,其與所述發(fā)電機(jī)和所述第二推進(jìn)器組件兩者成電連通。
技術(shù)方案17.如技術(shù)方案16所述的飛機(jī),其特征在于,所述儲能裝置安裝在所述飛機(jī)的所述第二機(jī)翼內(nèi)。
技術(shù)方案18.如技術(shù)方案10所述的飛機(jī),其特征在于,所述發(fā)電機(jī)位于所述渦輪機(jī)械內(nèi)。
技術(shù)方案19.一種用于操作飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的方法,包括:
用渦輪機(jī)械驅(qū)動與所述渦輪機(jī)械成機(jī)械連通的第一推進(jìn)器,所述渦輪機(jī)械安裝在所述飛機(jī)的第一側(cè)面上;
用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電功率,所述發(fā)電機(jī)由所述渦輪機(jī)械驅(qū)動;以及
用由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率驅(qū)動安裝在所述飛機(jī)的第二側(cè)面上的第二推進(jìn)器組件。
技術(shù)方案20.如技術(shù)方案19所述的方法,其特征在于,還包括:
將用所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率的一部分存儲在電連接到所述發(fā)電機(jī)和所述第二推進(jìn)器系統(tǒng)上的儲能裝置中。
參考以下說明和所附權(quán)利要求,本發(fā)明的這些和其他特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將更好地理解。結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖圖示了本發(fā)明的實(shí)施例,并且與說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
附圖說明
說明書中描述了針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整而能夠?qū)嵤┑墓_,包括其最佳模式,其引用了附圖,其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明公開的不同示例性實(shí)施例的飛機(jī)的俯視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明公開的示例性實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的示意性橫截面視圖,其可安裝在圖1的示例性飛機(jī)上。
圖3是根據(jù)本發(fā)明公開的示例性實(shí)施例的推進(jìn)組件的示意性橫截面視圖,其可安裝在圖1的示例性飛機(jī)上。
圖4是用于操作飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的方法的流程圖。
標(biāo)號 部件
10 飛機(jī)
12 機(jī)身
14 縱向中心線
16 機(jī)鼻段
18 機(jī)尾段
20 第1機(jī)翼
22 第2機(jī)翼
24 第1側(cè)面
26 第2側(cè)面
28 前緣襟翼
30 后緣襟翼
32 豎直尾翼(stabilizer)
34 水平尾翼
36 升降舵襟翼
38 機(jī)身的外表面
50 推進(jìn)系統(tǒng)
52 第1推進(jìn)器組件
54 第2推進(jìn)器組件
56 發(fā)電機(jī)
58 電連通總線
60 電線
62 儲能裝置
100 渦扇
102 核心渦輪發(fā)動機(jī)
104 風(fēng)扇
106 外殼體
108 入口
110 低壓壓縮機(jī)
112 高壓壓縮機(jī)
114 燃燒段
116 高壓渦輪
118 低壓渦輪
120 噴氣排放段
122 高壓軸/卷筒
124 低壓軸/卷筒
128 葉片
130 盤
132 致動構(gòu)件
134 動力齒輪箱
136 機(jī)艙
138 風(fēng)扇殼體或機(jī)艙
140 出口引導(dǎo)導(dǎo)葉
142 下游段
144 外涵氣流通道
200 電驅(qū)動風(fēng)扇
202 中心線
204 風(fēng)扇
206 電動馬達(dá)
208 風(fēng)扇葉片
210 風(fēng)扇軸
212 外機(jī)艙
214 核心
216 出口導(dǎo)葉。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例,其一個或更多示例在附圖中圖示。詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母編號來指代圖中的特征。圖和描述中相同或相似的編號被用來指本發(fā)明中相同或相似的部分。如本文中所用,術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”可以可交換地使用來將一個部件與另一個相區(qū)分并且并不意圖表示單個部件的位置或重要性。
現(xiàn)在參考附圖,其中貫穿附圖相同的標(biāo)號指相同的元件,圖1提供了如可結(jié)合本發(fā)明公開不同實(shí)施例的示例性飛機(jī)10的俯視圖。如圖1中所示,飛機(jī)10限定了穿過其中延伸的縱向中心線14,橫向方向l,前端16以及后端18。此外,飛機(jī)10包括機(jī)身12,其從飛機(jī)10的前端16縱向地向飛機(jī)10的后端18延伸,第一機(jī)翼20,以及第二機(jī)翼22。第一和第二機(jī)翼20,22每個相對于縱向中心線14橫向地向外延伸。第一機(jī)翼20和機(jī)身12的一部分一起限定了飛機(jī)10的第一側(cè)面24,并且第二機(jī)翼22和機(jī)身12的另一部分一起限定了飛機(jī)10的第二側(cè)面26。對于所描述的實(shí)施例,飛機(jī)10的第一側(cè)面24構(gòu)造成飛機(jī)10的左舷(portside),而飛機(jī)10的第二側(cè)面26構(gòu)造成飛機(jī)10的右舷(starboardside)。
用于所繪示例性實(shí)施例的機(jī)翼20,22的每一個都包括一個或更多前緣襟翼28和一個或更多后緣襟翼30。飛機(jī)10還包括豎直尾翼32和一對水平尾翼34,豎直尾翼32具有用于偏航控制的舵襟翼(未示出),而水平尾翼34每一個都具有用于俯仰控制的升降舵襟翼36。機(jī)身12還包括外表面或蒙皮38。在某些實(shí)施例中,飛機(jī)10可為相對小的飛機(jī)10,其構(gòu)造成用于承載例如少于十位乘客。但是應(yīng)該理解的是,在本發(fā)明公開的其他示例實(shí)施例中,飛機(jī)10可以另外或者備選地包括任何其他合適的構(gòu)造。例如,在其他實(shí)施例中,飛機(jī)10可包括尾翼的任何其他構(gòu)造。
現(xiàn)在也參考圖2和3,圖1的示例性飛機(jī)10還包括推進(jìn)系統(tǒng)50,推進(jìn)系統(tǒng)50具有第一推進(jìn)器組件52和第二推進(jìn)器組件54。圖2提供了第一推進(jìn)器組件52的示例性橫截面視圖,而圖3提供了第二推進(jìn)器組件54的示意性橫截面視圖。
特別參考圖1和2,第一推進(jìn)器組件52包括渦輪機(jī)械,其安裝在,或者被構(gòu)造成安裝在,飛機(jī)10的第一側(cè)面24上,或者更特別地,安裝在飛機(jī)10的第一機(jī)翼20上。第一推進(jìn)器組件52還包括機(jī)械地聯(lián)接到渦輪機(jī)械上的第一推進(jìn)器。對于所描繪的實(shí)施例,渦輪機(jī)械構(gòu)造成核心渦輪發(fā)動機(jī)102而第一推進(jìn)器構(gòu)造成風(fēng)扇104。因此,核心渦輪發(fā)動機(jī)102和風(fēng)扇104一起形成,并且第一推進(jìn)器組件52通??煞Q之為,渦扇發(fā)動機(jī)100。
如圖2中所示,渦扇100限定了軸向方向a1(平行于用來參考而提供的縱向中心線101延伸)以及徑向方向r1。如所指出的,渦扇100包括風(fēng)扇104和設(shè)置在風(fēng)扇104下游的核心渦輪發(fā)動機(jī)102。
描繪的示例性核心渦輪發(fā)動機(jī)102通常包括限定管狀入口108的大致管狀的外殼體106。外殼體106以串行流的關(guān)系包圍了壓縮機(jī)段、燃燒段114、渦輪段和噴氣排放噴嘴段120,壓縮機(jī)段包括增壓器或低壓(lp)壓縮機(jī)110和高壓(hp)壓縮機(jī)112,渦輪段包括高壓(hp)渦輪116和低壓(lp)渦輪118。
渦扇100的示例性核心發(fā)動機(jī)102還包括能夠與渦輪段的至少一部分旋轉(zhuǎn)的一根或更多軸,并且對于所描繪的實(shí)施例,還有壓縮機(jī)段的至少一部分。更特別地,對于所描繪的實(shí)施例,渦扇100包括高壓(hp)軸或卷筒122,其驅(qū)動地將hp渦輪116連接到hp壓縮機(jī)112上。另外,示例性渦扇100包括低壓(lp)軸或卷筒124,其驅(qū)動地將lp渦輪118連接到lp壓縮機(jī)110上。
如所指出的那樣,第一推進(jìn)器構(gòu)造成用于所繪實(shí)施例的風(fēng)扇104。此外,示例性風(fēng)扇104構(gòu)造成具有以間隔開的方式聯(lián)接到盤130上的多個風(fēng)扇葉片128的可變槳距風(fēng)扇。風(fēng)扇葉片128通常沿徑向方向r1從盤130向外延伸。每個風(fēng)扇葉片128都能夠相對于盤130圍繞俯仰軸線p旋轉(zhuǎn),因?yàn)轱L(fēng)扇葉片128被操作地聯(lián)接到合適的致動構(gòu)件132上,致動構(gòu)件132構(gòu)造成共同改變風(fēng)扇葉片128的槳距。風(fēng)扇104機(jī)械地聯(lián)接到lp軸124上。更特別地,包括風(fēng)扇葉片128、盤130以及致動構(gòu)件132的風(fēng)扇104被通過動力齒輪箱134機(jī)械地聯(lián)接到lp軸124上,并且能夠圍繞縱向軸線106跨越動力齒輪箱134通過lp軸124而旋轉(zhuǎn)。動力齒輪箱134包括用于將lp軸124的轉(zhuǎn)速逐步減低到更加有效的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇速度的多個齒輪。
依然參考圖2的示例性實(shí)施例,盤130由可旋轉(zhuǎn)的前輪轂136覆蓋,前輪轂136空氣動力學(xué)地形成輪廓,以促進(jìn)穿過多個風(fēng)扇葉片128的空氣流。此外,渦扇100包括環(huán)形風(fēng)扇殼體或外機(jī)艙138,其周向地包圍風(fēng)扇104和/或核心渦輪發(fā)動機(jī)102的至少一部分。因此,所描繪的示例性渦扇100可被稱作“涵道”(ducted)渦扇發(fā)動機(jī)。應(yīng)該理解的是機(jī)艙138可構(gòu)造成相對于核心渦輪發(fā)動機(jī)102由多個周向地隔開的出口導(dǎo)葉140支撐。此外,機(jī)艙138的下游段142可在核心渦輪發(fā)動機(jī)102的外部上延伸,從而在其間限定外涵氣流通道144。
依然參考圖2,推進(jìn)系統(tǒng)50還包括發(fā)電機(jī)56,渦輪機(jī)械100可用該發(fā)電機(jī)56操作。更特別地,發(fā)電機(jī)56位于渦扇發(fā)動機(jī)100的核心渦輪發(fā)動機(jī)102內(nèi),并且與渦扇發(fā)動機(jī)100的其中一根軸成機(jī)械連通。發(fā)電機(jī)56配置成將一根或更多軸的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成電功率。如所描繪的,在某些實(shí)施例中,發(fā)電機(jī)56可與lp軸124成機(jī)械連通,使得lp軸124驅(qū)動發(fā)電機(jī)56。然而,應(yīng)該理解的是,在其他實(shí)施例中,發(fā)電機(jī)56可相反地與例如hp軸122成機(jī)械連通,使得hp軸122驅(qū)動發(fā)電機(jī)56。另外地或者備選地,發(fā)電機(jī)56可在核心發(fā)動機(jī)102內(nèi)或其他位置定位在任何其他合適的位置上。尤其是,在某些實(shí)施例中,發(fā)電機(jī)56可配置成也作為電動馬達(dá)起作用。因此,對于這樣的構(gòu)造,發(fā)電機(jī)56可另外能夠使渦扇發(fā)動機(jī)100的lp軸124(以及第一推進(jìn)器/風(fēng)扇104)旋轉(zhuǎn)。
此外,所描繪的推進(jìn)系統(tǒng)50另外包括電連通總線58,以允許發(fā)電機(jī)56與推進(jìn)系統(tǒng)50和/或飛機(jī)10的一個或更多其他部件連通。對于所描繪的實(shí)施例,電連通總線58包括連接到發(fā)電機(jī)56上的一根或更多電線60,并且對于所繪實(shí)施例,延伸穿過一個或更多出口引導(dǎo)導(dǎo)葉140。
還應(yīng)該理解的是圖2中所繪的示例性渦扇發(fā)動機(jī)100在其他示例性實(shí)施例中可具有任何其他合適的構(gòu)造。例如,在其他示例性實(shí)施例中,風(fēng)扇104可以不是可變槳距風(fēng)扇,并且進(jìn)一步,在其他示例性實(shí)施例中,lp軸124可直接機(jī)械地聯(lián)接到風(fēng)扇104上(即,渦扇發(fā)動機(jī)100可不包括齒輪箱134)。此外,應(yīng)該理解的是,在其他示例性實(shí)施例中,渦扇發(fā)動機(jī)100可相反地構(gòu)造成包括渦輪機(jī)械和推進(jìn)器的任何其他合適的飛機(jī)發(fā)動機(jī)。例如,在其他實(shí)施例中,渦扇發(fā)動機(jī)100可相反地構(gòu)造成渦槳發(fā)動機(jī)(即,第一推進(jìn)器可構(gòu)造成螺旋槳)、無涵道渦扇發(fā)動機(jī)(即,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)可不包括外機(jī)艙238)等。
現(xiàn)在特別參考圖1和3,示例性推進(jìn)系統(tǒng)50另外包括第二推進(jìn)器組件54,該第二推進(jìn)器組件54安裝在或構(gòu)造成安裝在遠(yuǎn)離第一推進(jìn)器組件52(例如包括渦輪機(jī)械和第一推進(jìn)器)的位置,并且在飛機(jī)10的第一側(cè)面24或第二側(cè)面26的其中之一上,例如,在飛機(jī)10的第一機(jī)翼20或第二機(jī)翼22上。尤其是,對于圖1中所繪的實(shí)施例,第二推進(jìn)器組件54安裝在飛機(jī)10的第二側(cè)面26上,或者更確切地說安裝在飛機(jī)10的第二機(jī)翼22上。
如圖3中所示,第二推進(jìn)器組件54通常構(gòu)造成電驅(qū)動風(fēng)扇并且限定沿作為參考延伸穿過其中的縱向中心線軸線202延伸的軸向方向a2,以及徑向方向r2。另外,第二推進(jìn)器組件54通常包括第二推進(jìn)器和動力源(powersupply)。對于所繪實(shí)施例,第二推進(jìn)器也構(gòu)造成圍繞中心線軸線202可旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇204,而動力源構(gòu)造成電動馬達(dá)206。風(fēng)扇204包括多個風(fēng)扇葉片208和風(fēng)扇軸210。多個風(fēng)扇葉片208附接在風(fēng)扇軸210上,并且通常沿第二推進(jìn)器組件54(未示出)的周向方向隔開。
在某些示例實(shí)施例中,多個風(fēng)扇葉片208可以以固定的方式附接在風(fēng)扇軸210上,或者備選地,多個風(fēng)扇葉片208可以可旋轉(zhuǎn)地附接在風(fēng)扇軸210上。例如,多個風(fēng)扇葉片208可附接到風(fēng)扇軸210上,使得可以通過變槳機(jī)構(gòu)(未示出)例如一起改變多個風(fēng)扇葉片208的每一個的槳距。改變多個風(fēng)扇葉片208的槳距可以增加第二推進(jìn)器組件54的效率和/或允許第二推進(jìn)器組件54實(shí)現(xiàn)期望的推力曲線。對于這樣的示例性實(shí)施例,風(fēng)扇204可稱作可變槳距風(fēng)扇。
風(fēng)扇軸210機(jī)械地聯(lián)接到電動馬達(dá)206上。電動馬達(dá)206可為內(nèi)轉(zhuǎn)子(inrunner)電動馬達(dá),或者備選地可為外轉(zhuǎn)子(outrunner)電動馬達(dá)。在任一實(shí)施例中,電動馬達(dá)206還可包括機(jī)械地將電動馬達(dá)206聯(lián)接到風(fēng)扇軸210(未示出)上的齒輪箱。電動馬達(dá)206與電連通總線58成電連通,電連通總線58對于所繪實(shí)施例包括連接到電動馬達(dá)206上的一根或更多電線60。電連通總線58將功率輸送至電動馬達(dá)206,用于驅(qū)動電動馬達(dá)206,并且又驅(qū)動風(fēng)扇204。
然而,應(yīng)該理解的是所繪的第二推進(jìn)器組件54僅作為示例提供。例如,如用虛線所繪,在某些實(shí)施例中,第二推進(jìn)器組件54可包括風(fēng)扇殼體或外機(jī)艙212,其通過一個或更多支柱或出口引導(dǎo)導(dǎo)葉216附接到第二推進(jìn)器組件54的核心214上。
再次特別參考圖1,如之前所討論的,推進(jìn)系統(tǒng)50包括電連通總線58,其如圖所示,電連接發(fā)電機(jī)56和第二推進(jìn)器組件54。更特別地,電連通總線58包括連接發(fā)電機(jī)56(見圖2)和第二推進(jìn)器組件54的電動馬達(dá)206(見圖2)的一根或更多電線60。因此,推進(jìn)系統(tǒng)50的發(fā)電機(jī)56與第二推進(jìn)器組件54通過電連通總線58成電連通,以便驅(qū)動第二推進(jìn)器組件54。
此外,依然參考圖1中所繪的示例性實(shí)施例,推進(jìn)系統(tǒng)50還包括與發(fā)電機(jī)56以及第二推進(jìn)器組件54的電動馬達(dá)206兩者都成電連通的儲能裝置62。在某些示例性實(shí)施例中,儲能裝置62可包括一個或更多電池或用于存儲電功率的其他合適的裝置。另外,對于所繪的實(shí)施例,儲能裝置62安裝在飛機(jī)10的第二機(jī)翼22內(nèi)或者構(gòu)造成安裝在飛機(jī)10的第二機(jī)翼22內(nèi)。應(yīng)該理解的是,如果包括的話,則儲能裝置62可以以任何合適的方式電連接到發(fā)電機(jī)56和電動馬達(dá)206上。例如,在某些實(shí)施例中,發(fā)電機(jī)56、儲能裝置62以及電動馬達(dá)206可成串行流布置,使得電動馬達(dá)206與發(fā)電機(jī)56通過儲能裝置62成電連通。備選地,在其他實(shí)施例中,儲能裝置62可與發(fā)電機(jī)56以及電動馬達(dá)206成并行流連通。
根據(jù)以上實(shí)施例的一個或更多的推進(jìn)系統(tǒng)可稱作非對稱的、氣電推進(jìn)系統(tǒng),考慮到第一推進(jìn)器組件構(gòu)造成安裝在飛機(jī)的第一側(cè)面上的渦扇發(fā)動機(jī),而第二推進(jìn)器組件構(gòu)造成安裝到飛機(jī)的第二側(cè)面上的電驅(qū)動風(fēng)扇。此類構(gòu)造可允許單個、相對大的發(fā)動機(jī)驅(qū)動兩個或更多推進(jìn)器(其可構(gòu)造成例如風(fēng)扇、螺旋槳等)。因此,根據(jù)本發(fā)明公開的一個或更多實(shí)施例的推進(jìn)系統(tǒng)可允許包括相對大的發(fā)動機(jī),這又可允許發(fā)動機(jī)具有提高的效率(與相對小的發(fā)動機(jī)相比)。
另外,考慮到推進(jìn)系統(tǒng)50可構(gòu)造成非對稱的推進(jìn)系統(tǒng)50,推進(jìn)系統(tǒng)50可包括用于抵消任何重量不平衡的特征。具體地,考慮到第一推進(jìn)器組件52構(gòu)造成渦扇發(fā)動機(jī),而第二推進(jìn)器組件54構(gòu)造成電驅(qū)動風(fēng)扇204,推進(jìn)系統(tǒng)50可最初具有不平衡的重量分布。例如,將儲能裝置62安裝在飛機(jī)10的第二側(cè)面上(例如,在飛機(jī)10的第二機(jī)翼22內(nèi))可幫助抵消由于第一和第二推進(jìn)器組件52,54的不同構(gòu)造造成的初始重量不平衡。
此外,包括根據(jù)本發(fā)明公開的示例性實(shí)施例的儲能裝置62可在推進(jìn)系統(tǒng)50中提供附加的冗余。例如,包括儲能裝置62可允許至少其中一個推進(jìn)器組件52,54在推進(jìn)系統(tǒng)50電氣故障的情況下運(yùn)行,并且也可允許至少其中一個推進(jìn)器組件52,54在推進(jìn)系統(tǒng)50機(jī)械故障的情況下運(yùn)行。特別是對于上述實(shí)施例,構(gòu)造成渦扇發(fā)動機(jī)的第一推進(jìn)器組件52可在推進(jìn)器系統(tǒng)50的電氣故障的情況下運(yùn)行,并且相反地,構(gòu)造成電驅(qū)動風(fēng)扇的第二推進(jìn)器組件54可在推進(jìn)系統(tǒng)50的機(jī)械故障的情況下運(yùn)行(在此類情況下由例如儲能裝置62驅(qū)動)。此外,在其中發(fā)電機(jī)56也能夠作為電動馬達(dá)運(yùn)行的實(shí)例中,第一推進(jìn)器組件52的第一推進(jìn)器也能夠在核心渦輪發(fā)動機(jī)102不運(yùn)行的情形期間(例如,在第一推進(jìn)器組件52的某些機(jī)械故障期間)運(yùn)行。
然而,應(yīng)該理解的是,圖1到3中所繪的示例性飛機(jī)10和推進(jìn)系統(tǒng)50僅作為示例提供,并且在其他實(shí)施例中,飛機(jī)10和/或推進(jìn)系統(tǒng)50可具有任何其他合適的構(gòu)造。例如,在其他示例性實(shí)施例中,第一推進(jìn)器組件52和第二推進(jìn)器組件54可相反地安裝在例如機(jī)身12的相對側(cè)面上,例如在飛機(jī)10的后端18處。另外地或者備選地,在其他實(shí)施例中,示例性推進(jìn)系統(tǒng)50可包括附加的推進(jìn)器組件。例如,在其他實(shí)施例中,示例性推進(jìn)系統(tǒng)50可包括構(gòu)造成安裝在任何其他合適位置上的電驅(qū)動風(fēng)扇204的第三推進(jìn)器組件。另外,在又其他的實(shí)施例中,示例性推進(jìn)系統(tǒng)50可包括安裝在飛機(jī)10的一個側(cè)面上的第一和第二推進(jìn)器組件(分別構(gòu)造成渦扇發(fā)動機(jī)和電驅(qū)動風(fēng)扇204),并且還可包括安裝在飛機(jī)10的另一側(cè)上的第三推進(jìn)器組件和第四推進(jìn)器組件(例如,分別構(gòu)造成渦扇發(fā)動機(jī)和電驅(qū)動風(fēng)扇204)。
現(xiàn)在參考圖4,提供了用于操作飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的方法(300)的流程圖。示例性方法(300)可用參考圖1到3以上所述的示例性推進(jìn)系統(tǒng)50的一個或更多實(shí)施例來利用。
對于所描繪的示例性方面,示例性方法(300)在(302)包括用渦輪機(jī)械驅(qū)動與渦輪機(jī)械成機(jī)械連通的第一推進(jìn)器??蓪u輪機(jī)械安裝在飛機(jī)的第一側(cè)面上。該示例性方法(300)還在(304)包括用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電功率。發(fā)電機(jī)可由渦輪機(jī)械驅(qū)動并與其成機(jī)械連通。此外,該示例性方法(300)在(306)包括用由發(fā)電機(jī)在(302)產(chǎn)生的電功率驅(qū)動安裝在飛機(jī)的第二側(cè)面上的第二推進(jìn)器組件。在某些示例性方面,第二推進(jìn)器組件通??砂ㄖT如風(fēng)扇或螺旋槳的第二推進(jìn)器以及電動馬達(dá)。對于這樣的示例性方面,在(306)驅(qū)動第二推進(jìn)器組件可包括驅(qū)動電動馬達(dá),其又驅(qū)動第二推進(jìn)器。
另外,對于所繪的示例性方面,該示例性方法(300)包括在(308)將用發(fā)電機(jī)在(304)產(chǎn)生的電功率的一部分存儲在儲能裝置中。儲能裝置可電連接到發(fā)電機(jī)和第二推進(jìn)器組件上。在某些示例性實(shí)施例中,儲能裝置可包括例如一個或更多電池或用于存儲電能的其他合適的裝置。儲能裝置可構(gòu)造成例如在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生很少或者不產(chǎn)生電功率時,例如在渦輪機(jī)械的機(jī)械故障的情況期間,提供第二推進(jìn)器組件電功率。另外地或者備選地,儲能裝置可構(gòu)造成在來自飛機(jī)的高功率要求的情況期間,提供第二推進(jìn)器組件電功率。此外,在某些實(shí)施例中,儲能裝置可構(gòu)造成將電功率提供回發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)在某些實(shí)施例中能夠作為電動馬達(dá)起作用。利用這樣的構(gòu)造,儲能裝置可向發(fā)電機(jī)/馬達(dá)提供動力,使得發(fā)電機(jī)/馬達(dá)可由第一推進(jìn)器驅(qū)動。
此書面說明書使用示例來公開本發(fā)明,包括最佳模式,并且也使得任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明,包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可授予專利的范圍由權(quán)利要求書限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。此類其他示例如果包括不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)元件,或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件,則此類其他示例意在落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。