[发明专利]用于飞行器的容错性混合电动推进系统

说明书

提供了一种混合电动推进系统和方法。更具体地，本公开涉及用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统，其被构造为响应于扭矩源(例如发动机)上的快速电负载变化而快速且自动地采取动作。还提供了用于操作飞行器的混合电动推进系统的方法。

技术领域

本主题大体涉及用于飞行器的混合电动推进系统及其操作方法。更具体地，本主题涉及用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统，其被构造用于响应于快速电负载变化来检测和采取动作。

背景技术

用于飞行器的并联混合电力推进系统通常包括内燃机或其他机械驱动的动力装置，其驱动发电机以产生电力。内燃机还可以驱动飞行器的推力源，例如螺旋桨。由发电机产生的电力用于驱动另外的推力源。例如，可以将电力提供给电动机，该电动机利用电力来驱动附加推力源，例如飞行器另一侧的螺旋桨。

这种系统固有地包含单一故障，由于电联接，这些故障可以产生比非混合系统更严重的航行器推力和推力不对称的变化。此外，快速的电负载变化可能导致重大且不安全的飞行器处理问题。另外，发动机扭矩的快速变化可导致超速问题等。

因此，解决上述一个或多个挑战的用于飞行器的混合电动推进系统的控制系统和方法将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在一个方面，本公开涉及一种用于飞行器的混合电动推进系统。混合电动推进系统包括发动机和第一电机，第一电机与发动机机械地联接，并且构造成在被发动机驱动时产生电力。混合电动推进系统还包括一个或多个耗电负载，其与第一电机电联接并且被构造为从第一电机接收电力。一个或多个耗电负载包括第二电机，以及其他可能的耗电负载。此外，混合电动推进系统包括推进组件，推进组件与第二电机机械地联接并且构造成在被第二电机驱动时产生推力。此外，混合电动推进系统包括位于飞行器上的一个或多个感测装置，用于检测指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器。另外，混合电动推进系统包括与一个或多个传感器通信地联接的一个或多个控制器。一个或多个控制器被构造为从一个或多个感测装置接收指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器；至少部分地基于一个或多个性能指示器来确定是否存在电负载变化；并且如果存在快速电负载变化，响应于电负载变化产生控制动作。

在另一方面，本公开涉及一种用于操作飞行器的混合电动推进系统的方法。该方法包括从位于飞行器上的一个或多个感测装置接收指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器，该发动机与电机机械地联接，该电机构造成在被发动机驱动时产生电力，电机与一个或多个耗电装置电联接，其中一个或多个耗电装置中的至少一个与推进组件机械地联接。该方法还包括至少部分地基于一个或多个性能指示器来确定是否存在发动机上的电负载减小。该方法进一步包括：如果存在发动机上的电负载减小，则响应于电负载减小产生控制动作，其中产生控制动作包括减少到发动机的燃料流。

在另一方面，本公开涉及一种用于飞行器的混合电动推进系统。混合电动推进系统包括发动机。混合电动推进系统还包括第一推进组件，该第一推进组件与发动机机械地联接并且构造成在被发动机驱动时产生推力。此外，混合电动推进系统包括第一电机，该第一电机与发动机机械地联接并且被构造为在被发动机驱动时产生电力。此外，混合电动推进系统包括第二电机，该第二电机与第一电机电联接并且被构造为从第一电机接收电力。此外，混合电动推进系统包括第二推进组件，该第二推进组件与第二电机机械地联接并且构造成在被第二电机驱动时产生推力。混合电动推进系统还包括位于飞行器上的一个或多个感测装置，用于检测指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器。此外，混合电动推进系统包括与一个或多个传感器通信地联接的一个或多个控制器，一个或多个控制器构造成：从一个或多个感测装置接收指示发动机上的电负载的一个或多个性能指示器；至少部分地基于一个或多个性能指示器来确定是否存在电负载变化；并且如果存在电负载变化，响应于电负载变化产生控制动作。