用于包括至少兩個自由渦輪機的飛行器的自由渦輪機的輔助裝置制造方法及圖紙

一種用于具有至少兩個自由渦輪發動機(TAG1，TAG2)的飛行器的自由渦輪發動機(TAG1)的輔助裝置(100)，所述裝置包括電啟動器(D1)和發電機(G2)，所述電啟動器使用由第二發動機(TAG2)驅動的發電機產生的能量向第一發電機(TAG1)的氣體發生器提供長時間輔助，所述輔助裝置還包括：至少一個電存儲部件(S1)、第一電力轉換器(CVS1)和第二電力轉換器(CVS2)，所述電存儲部件(S1)電連接到所述電啟動器(D1)，用于向所述氣體發生器提供爆發性的輔助，所述電啟動器(D1)由所述第一電力轉換器(CVS1)提供電力，所述第一電力轉換器使得所述電啟動器能夠與所述電存儲部件(S1)交換能量，用于提供所述爆發性的輔助，并且所述第一電力轉換器將由用于長時間輔助的第二電力轉換器(CVS2)提供的能量傳送到所述電存儲部件。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及直升機中常見的包括多個自由渦輪發動機的組件的領域。
技術介紹
應當指出，自由渦輪發動機包括電力渦輪或“自由渦輪機”，其在直升機中，通過過速離合器或“自由輪”和主齒輪箱(MGB)驅動直升機的轉子，還包括的氣體發生器(gasgenerator)，所述氣體發生器主要由壓縮機、燃燒室、和高壓(HP)渦輪機構成。該氣體發生器的軸通過階躍傳動裝置或附件齒輪箱連接到由定子和轉子構成的電機，所述電機能夠作為馬達(啟動)或作為發電機同樣良好地運行。在馬達模式下，電機由電源提供電力，并且產生扭矩以驅動發動機的氣體發生器轉動，特別是用于啟動，從而對啟動提供輔助。在發電機模式下，電機由氣體發生器驅動旋轉，以便從其獲取機械動力，其機械電力轉換成電電力。當具有兩個自由渦輪發動機的飛行器在巡航飛行時，文獻FR2967132和FR2967133建議讓兩個發動機中的一個處于待機模式，以便使其自由渦輪機與所述MGB不同步，同時增加從其它發動機獲取的電力，從而使該系統的總的燃料消耗降低。已提出該待機模式的幾種變型。在第一變型中(被稱為“超級空閑”)不同步的燃氣輪機的氣體發生器可以調節為慢空轉速度。在第二變型中(被稱為“輔助超級空閑”)與MGB不同步的燃氣渦輪機的氣體發生器也可調節為慢空轉速度，而輔助驅動扭矩同時經由電機和附件齒輪箱施加到氣體發生器。在第三變型中，發動機的燃燒室可以完全熄火，建議保持氣體發生器以在巡航飛行階段結束時便于重新點燃的速度旋轉。速度的適當范圍可被稱為“優選的點火窗口”。這種運行模式被稱為“轉變”的模式，涉及向氣體發生器提供長時間輔助。在這三種運行模式(其可以在整個巡航飛行期間被保持)中，由待機的發動機傳遞到MGB的電力一般是零，并且通常是無法從其氣體發生器獲取電力。在上述的三種變型中，有必要能夠迅速地重新激活被去同步的發動機，尤其是在緊急情況下，例如在另一個發電機失效的情況下，在總共有三個或更多個發動機或有兩個發電機而其它發動機失效的情況下。這就是為什么在氣體發生器被保持以一定的速度旋轉，所述速度便于在所述燃燒室被熄火的系統中重新點火。使氣體發生器在優選點火窗口中保持旋轉(”轉變”模式)以及在其被調節為空轉速度(“輔助超級空閑”模式)時向氣體發生器提供長時間的輔助都需要相對小的功率，但最終需要大量的能量，這因為該系統的目的在于使其在整個長持續時間里飛行。在其他解決方案中，FR2967132和FR2967133建議使用連接到其它發動機的氣體發生器的啟動器/發電機提供電力的點啟動器或者由渦輪直接或間接驅動的發電機。為緊急從低速狀況或燃燒室熄火的狀態重新啟動，有必要對氣體發生器的軸施加高電力，這是因為旋轉組件的相當大的慣性以及發動機的相反的扭矩。該電力需要在在幾秒鐘的數量級的短時間內輸送，以便使所述發動機能夠快速重啟。FR2967133提出一下等建議：可以使用電能，特別是從超級電容器獲取的，來想氣體發生器提供爆發性的輔助。文獻EP2602458建議：使用從第一發動機的動力渦輪機獲取的電力，以輔助第二發動機的氣體發生器的旋轉。電力是通過使用兩個電機傳送。它使得能夠減少燃料消耗。第二發動機保持空閑模式。文獻EP2581586也建議：使用兩個超級電容器(其是用于存儲電能的部件)，每一個超級電容由相應的由兩個發電機中的一個的氣體發生器驅動的發電機充電，并且其中的每一個用于提供爆發性能量，所述能量用于不同于熄火狀態的發動機的另一個發動機。在文獻FR2914697中，向發動機的氣體發生器提供爆發性的加速輔助，尤其是通過經由有自由渦輪機驅動旋轉的電機驅動的氣體發生器輸送機械電力。該系統還運行以提供減速輔助。在此背景下，本專利技術的目的是提出一種結構，使得能夠向第一渦輪發動機的氣體發生器連續輸送從其它渦輪發動機獲取的電力，但是不必向在優選點火窗口中向所述第一發動機的氣體發生器提供長時間的旋轉輔助，目的還在于一種電存儲部件，所述電存儲部件由一臺發動機充電，在重啟第二發動機或輔助第二發動機加速時，提供爆發性的能量給第二發動機的氣體發生器機。該結構可以優選地但不必須是，獨立于機載電網(特別是，其可以是獨立于電力供給，可以是電隔離)，其可以是實踐中實施在飛行器中容易實現。內容為了這個目的，提供了一種用于具有至少兩個自由渦輪發動機的飛行器的自由渦輪發動機輔助裝置，所述裝置包括電啟動器和發電機，所述電啟動器使用由第二發動機驅動的發電機產生的能量向第一發電機的氣體發生器提供長時間輔助，所述輔助裝置還包括：至少一個電存儲部件、第一電力轉換器和第二電力轉換器，所述電存儲部件電連接到所述電啟動器，用于提供向所述氣體發生器提供爆發性的輔助，所述電啟動器由所述第一電力轉換器提供電力，所述第一電力轉換器使得所電啟動器能夠與所述電存儲部件交換能量，用于提供所述爆發性的輔助，并且所述第一電力轉換器將由用于長時間輔助的第二電力轉換器提供的能量傳送到所述電存儲部件，所述輔助裝置的特征在于，所述輔助裝置還包括計算機，所述計算機用于：在長時間輔助期間中的預定的時間段中切斷燃料向氣體發生器的流動，以及將述氣體發生器保持在較低的速度，以便輔助所述氣體發生器重新點火。在某些實現方式中，上述電機器可以在馬達模式和發電機模式下發揮同樣的功能，在這種情況下，結構可以是對稱的，兩個發電機的每一個能夠被依次輔助。然而，非對稱結構也是可能的，僅對兩個發動機之一提供輔助。由于這種結構，能夠使用有限的重量和有限數量的部件安裝用于飛行中的爆發性的輔助、用于啟動時的爆發性的輔助以及用于旋轉氣體發生器的長時間輔助(例如在燃燒室中沒有燃燒的情況下將其長時間維持旋轉)的功能。能夠以常規方式啟動發動機，或對其提供空轉。應注意，空轉包括驅動氣體發生器低速旋轉速約10秒，而燃料供給被切斷，以便使用由壓縮機產生空氣流來冷卻發動機的的某些內部亞組件，以便從燃燒室清除由于啟動期間點燃故障導致的未燃燒的燃料的任何累積。帶有兩個電力轉換器的系統使得有可能在以下之間交換能量：通常提供交流電(AC)的由第一發動機的氣體發生器驅動的電機、通常也是交流電機的用于向第二發動機的氣體發生器提供輔助的電機和可以具體輸送直流電(DC)的電存儲部件。因此，這兩個轉換器使得能夠使用不同性質(DC或AC)或者不具有相同的特性(低或高電壓，不同的頻率)的能源。該裝置可以包括總線，例如電存儲部件和第一電力轉換器之間的高壓直流總線，該總線獨立于(電絕緣)飛行器的電網。因此，關于機載電網的要求并不適用于該總線，并且其電壓可以不同于機載電網的電壓，適于在電存儲部件中存儲能量，并也適于優化電機和電力轉換器的重量。有利的是，第一電力轉換器是伺服控制。因此，第一電力轉換器用于控制速度(頻率)和施加到啟動器旋轉機(AC機)的扭矩。有利的是，一個隔離部件(靜態，機電的，或其他)使得所述兩個電力轉換器彼此電隔離，該電存儲部件保持連接到所述第一電力轉換器。因此，存儲部件可將能量僅傳遞給第一發動機的氣體發生器，不施加至任何第二電力轉換器。有利的是，第一電機也是發電機。這使得能使用經由第一電力轉換器從第一電機獲得的能量對電儲存裝置進行再充電。有利的是，一個開關元件使得第二電力轉換器能夠連接到所述電存儲部件。這使得能夠使用經由第二電力轉換器從第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于具有至少兩個自由渦輪發動機(TAG1，TAG2)的飛行器的自由渦輪發動機(TAG1)的輔助裝置(100；101；102；103；104)，所述裝置包括電啟動器(D1)和發電機(G2)，所述電啟動器(D1)使用由第二發動機(TAG2)驅動的發電機(G2)產生的能量向第一發電機(TAG1)的氣體發生器提供長時間輔助，所述輔助裝置還包括：至少一個電存儲部件(S1；S)、第一電力轉換器(CVS1)和第二電力轉換器(CVS2)，所述電存儲部件電連接到所述電啟動器(D1)，用于向所述氣體發生器提供爆發性的輔助，所述電啟動器(D1)由所述第一電力轉換器(CVS1)提供電力，所述第一電力轉換器(CVS1)使得所述電啟動器(D1)能夠與所述電存儲部件(S1；S)交換能量，用于提供所述爆發性的輔助，并且所述第一電力轉換器(CVS1)將由用于長時間輔助的第二電力轉換器(CVS2)提供的能量傳送到所述電存儲部件，所述輔助裝置的特征在于，所述輔助裝置還包括計算機，所述計算機用于：在長時間輔助期間中的預定的時間段中切斷燃料向氣體發生器的流動，以及將述氣體發生器保持在較低的速度，以便協助所述氣體發生器重新點火。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.27 FR 14007531.一種用于具有至少兩個自由渦輪發動機(TAG1，TAG2)的飛行器的自由渦輪發動機(TAG1)的輔助裝置(100；101；102；103；104)，所述裝置包括電啟動器(D1)和發電機(G2)，所述電啟動器(D1)使用由第二發動機(TAG2)驅動的發電機(G2)產生的能量向第一發電機(TAG1)的氣體發生器提供長時間輔助，所述輔助裝置還包括：至少一個電存儲部件(S1；S)、第一電力轉換器(CVS1)和第二電力轉換器(CVS2)，所述電存儲部件電連接到所述電啟動器(D1)，用于向所述氣體發生器提供爆發性的輔助，所述電啟動器(D1)由所述第一電力轉換器(CVS1)提供電力，所述第一電力轉換器(CVS1)使得所述電啟動器(D1)能夠與所述電存儲部件(S1；S)交換能量，用于提供所述爆發性的輔助，并且所述第一電力轉換器(CVS1)將由用于長時間輔助的第二電力轉換器(CVS2)提供的能量傳送到所述電存儲部件，所述輔助裝置的特征在于，所述輔助裝置還包括計算機，所述計算機用于：在長時間輔助期間中的預定的時間段中切斷燃料向氣體發生器的流動，以及將述氣體發生器保持在較低的速度，以便協助所述氣體發生器重新點火。2.根據權利要求1所述的輔助裝置，其中，一個隔離部件使得所述兩個電力轉換器(CVS1，CVS2)彼此電隔離，所述電存儲部件(S1；S)保持連接到所述第一電力轉換器(CVS1)。3.根據權利要求1或權利要求2所述的輔助裝置，其中，第一電機(G1/S1)也是發電機。4.根據權利要求1至3中任意...

【專利技術屬性】
技術研發人員：文森特·珀馬瑞德，托馬斯·克隆瓦斯基，法比恩·麥西爾卡瓦瑞克，卡米爾·瑟格恩，
申請(專利權)人：賽峰直升機發動機，
類型：發明
國別省市：法國;FR