[发明专利]飞行器通用动力系统

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于飞行器的通用动力系统，包括飞行器动力单元，所述飞行器动力单元提供推力和自推进起落架轮。本发明属于用于空气动力工业的推进和动力单元的技术领域。

背景技术

辅助动力单元(APU)当前用于商用飞行器中，以便在无法获得其他源(主发动机、地面动力单元等)时提供动力。普通的APU是驱动发电机并有时驱动气动负载压缩机的涡轮轴发动机。为此目的考虑的涡轮机不生成显著的推动力，因为大多数动力从气体提取以便驱动电负载和气动负载。在飞行器设计中通常将APU设置在尾锥(tailcone)处。

标准飞行器在机场的行动需要地面搬运装备用于开始飞行器操作，例如滑行牵引车，所述滑行牵引车在必须向后倒退以朝向滑行道移动飞行器时是需要的。所有这种设备都会增加操作成本。而且，在滑行阶段，主发动机必须设计成其优化性能条件，这需要高的燃料消耗。期望通过研制新的通用动力系统来克服所有这些缺点，所述新的通用动力系统适合于在地面上使飞行器移动，也适合于在一些操作阶段猛推。另外，为APU提供推力特性能够使主发动机尺寸减小，这是因为来自APU的附加的推力对于大多数请求的任务阶段是能够实现的。

因此，本发明的目的在于提供一种通用动力单元，所述通用动力单元适合于克服之前所述的缺陷，减小飞行器的操作成本。

现有技术给出了一些文献，它们公开了用于在飞行器操作过程中降低成本的多种方法和系统。文献WO2007/053932A1公开了一种用于使飞行器滑行的方法和系统，其包括燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机具有与发动机的低压轴接合的马达。低压轴具有推进器，所述推进器使得推力的大部分用于在滑行期间移动飞行器。

文献US 2008/0059053A1示出一种用于减少飞行器的调头时间的方法，所述飞行器具有至少一个自推进起落架轮，其中涡轮直到起飞一直关闭或在着陆之后被关闭。

文献EP 1 069 044 B1公开了一种辅助动力单元，其可以在需要时提供辅助推力。

然而，在现有技术中没有找到任何证据表明具有在本发明中公开的技术特征的通用动力系统。

发明内容

为了实现上述目的和解决上述缺陷，本发明已经研制一种飞行器通用动力系统，包括：

·喷气发动机，所述喷气发动机包括压缩机、燃烧室、涡轮和喷嘴，所述喷气发动机提供推力或轴动力或者同时提供推力和轴动力；在一些实施例中，喷气发动机还包括风扇，因此喷气发动机可以是涡轮喷气发动机或涡轮风扇喷气发动机；

·动力转换器，所述动力转换器将轴运动转换成另一种类型的能量；和

·马达，所述马达能够使马达轴移动；

其中动力转换器将来自由喷气发动机提供的轴运动的机械能量转换成另一种类型的能量(电能、液压能、气动能)；马达使用由动力转换器提供的能量使马达轴顺时针或逆时针移动，并且马达轴使起落架轮顺时针或逆时针地转动，这使飞行器在地面上产生向前或向后的移动。

这种飞行器通用动力系统工作以维持喷气发动机以三种不同模式操作：

1)仅通过机械驱动装置提供动力，

2)通过机械驱动装置提供动力，且还通过所述喷气发动机的喷嘴提供推力，

3)仅通过所述喷气发动机的喷嘴提供推力。

动力转换器将来自喷气发动机的轴运动转换成电能、液压能或气动能。马达进而可以分别是电动马达、液压马达或气动马达。

喷气发动机可以是涡轮喷气发动机或涡轮风扇喷气发动机。喷气发动机具有至少一个进气口，所述进气口在打开时提供空气供给，在所述进气口关闭时，进气口不存在任何附加的空气动力阻力。

本发明还公开了一种用于操作飞行器的方法，所述方法使用通用动力系统，所述通用动力系统包括：

·喷气发动机，所述喷气发动机包括压缩机、燃烧室、涡轮和喷嘴，所述喷气发动机提供推力或轴动力或者同时提供推力和轴动力；在一些实施例中，喷气发动机还包括风扇，因此喷气发动机可以是涡轮喷气发动机或涡轮风扇喷气发动机；

·动力转换器，所述动力转换器将轴运动转换成另一种类型的能量；和

·马达，所述马达能够使马达轴沿顺时针方向或逆时针方向移动；

其中动力转换器将来自于由喷气发动机提供的轴运动的机械能量转换成另一种类型的能量(电能、液压能、气动能)。马达使用由动力转换器提供的能量使马达轴顺时针或逆时针移动。马达轴使起落架轮顺时针和逆时针地转动，这使飞行器在地面上产生向前或向后的移动。这种通用动力系统在飞行的每个阶段中可以以下列模式操作：