CN102198860B - 混合式冲压空气涡轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合式冲压空气涡轮。一种示例性冲压空气涡轮组件（RAT）被安装到机身上并提供电力和液压压力。该涡轮围绕横向于涡轮转动的轴线驱动驱动轴。该驱动轴继而以相同的速度驱动发电机和液压泵。

Description

混合式冲压空气涡轮

技术领域

本发明总体涉及一种用来为飞行器提供应急动力的冲压空气涡轮。更特别是，本发明涉及一种用于为飞行器供应电力和液压动力的冲压空气涡轮。

背景技术

冲压空气涡轮用来在飞行过程中通过从沿着飞行器外部的空气流汲取动力而在飞行器中产生补充动力。冲压空气涡轮包括驱动悬置在支柱组件上的电马达或液压泵的涡轮。在操作过程中，涡轮从飞行器内的装载位置运动到为涡轮的叶片和飞行器提供间隙的位置。涡轮被安装在支柱的端部处，并驱动涡轮驱动轴，该涡轮驱动轴继而驱动电马达或液压泵。

发明内容

所披露的示例性冲压空气涡轮组件（RAT）被安装到机身上，并提供电力和液压压力。示例性RAT包括响应于沿着机身外侧的空气流转动的涡轮。涡轮在附接到发电机壳体上的支柱端部处受到支承。发电机壳体被安装成通过旋转柱相对于机身转动。在发电机壳体内操作的发电机同样驱动液压泵。发电机产生可以供应到飞行器系统的电力，并且液压泵将加压流体提供给利用加压流体来进行操作的多种系统。

涡轮围绕轴线转动，并驱动齿轮箱。齿轮箱驱动驱动轴，驱动轴围绕横向于涡轮的轴线转动。驱动轴从齿轮箱延伸经过支柱到发电机。液压泵被连接到发电机，使得液压泵围绕与发电机相同的轴线以与发电机相同的速度转动。用于泵的液压连接件被设置穿过旋转柱。旋转柱包括在液压泵和所需机载液压系统之间连通液压流体的固定和转动部件。

这里披露的这些和其它特征可从下面的说明书和附图中得到清楚地理解，下面是附图的简要说明。

附图说明

图1是包括发电机和液压泵的示例性冲压空气涡轮的示意图；

图2是示例性冲压空气涡轮的截面图；

图3是被安装到发电机上并通过支承示例性冲压空气涡轮的旋转柱受到支承的示例性液压泵的透视图；和

图4是示例性旋转柱的截面图。

具体实施方式

参考图1和2，示例性冲压空气涡轮组件（RAT）10被安装到机身12上，并被能够配置成提供电力和液压压力。示例性RAT10包括响应于沿着机身12外侧的空气流而转动的涡轮14。涡轮14在被附接到发电机壳体42的支柱22的端部处受到支承。发电机壳体42被安装成通过旋转柱24相对于机身12转动。发电机18布置在发电机壳体42内，并被连接到液压泵20。发电机18产生电力，电力可以供应到例如附图标记32示意表示的飞行器系统。液压泵20从流体供应装置28接收流体，并将流体泵送到采用加压流体来进行操作并且由附图标记30表示的多种系统。

涡轮14转动，以便围绕轴线40驱动涡轮轴34。涡轮轴34驱动齿轮箱16。示例性齿轮箱16被刚好布置在涡轮14后面，并沿着涡轮14和涡轮轴34的转动轴线40。示例性齿轮箱16驱动驱动轴36，所述驱动轴36围绕横向于轴线40的轴线38转动。驱动轴36从齿轮箱16延伸经过支柱22到发电机18。驱动轴36被连接成以所需速度驱动发电机18。示例性齿轮箱16包括齿轮，所述齿轮提供涡轮轴34和驱动轴36之间的所需转动速度比。在此实例中，驱动轴36以大于涡轮轴34的速度转动。此外，齿轮箱16可被构造成提供相对于涡轮14的任何所需转动速度比。

驱动轴36转动速度被确定，以便提供驱动发电机18所需的转动速度，并且产生所需频率下的所需大小的电能。通过发电机18产生的电能接着被传递到附图标记32示意表示的飞行器系统。液压泵20被连接到发电机18上，使得液压泵20以与发电机18相同的速度转动。设置在液压泵20与发电机18之间的连接器44提供直接驱动连接，使得发电机18和液压泵20同时以相同速度得到驱动。在此实例中，连接器44包括直接连接到发电机轴43的带花键的连接器。理解到用于将液压泵2连接到发电机18的其它连接构造也在本发明的考虑之中。由于液压泵20以与发电机18相同的速度受到驱动，因此不需要附加的齿轮箱来调整轴的速度以操作液压泵20。此外，在发电机18产生电力的同时，液压泵20将加压流体连通到飞行器系统30。

发电机18在远离涡轮14的端部处被支承在发电机壳体42内。发电机壳体42包括安装支架41和整体的旋转支架45。安装支架41附接到致动器26上。致动器26在机身12内的装载位置以及图1示意表示的展开位置（deployedposition）之间驱动RAT10的运动。

旋转支架45安装到旋转柱24上，以便支承RAT10。支柱22附接到发电机壳体42上，由此随着发电机壳体42的枢转运动而运动。液压泵20被安装到发电机壳体42上，因此在运动到展开位置的过程中也随着发电机壳体42一起转动。

参考图2，连接轴72从齿轮箱16延伸出，并可以从支柱22的后侧接近。连接轴72设置与可拆装的液压马达74的从动轴76相配合的构造。可拆装的液压马达74设置用于连接轴72以及由此的齿轮箱16的转动，以便在不飞行的情况下测试RAT10的操作。虽然通过实例表示了液压马达，但是也可以使用例如电马达的其它马达，来反向驱动RAT10。RAT10的操作可通过以所需速度转动连接轴72来模拟在飞行中的操作而得到验证。由于发电机18和液压泵20不与涡轮18呈直列式（inline）布置，因此，连接轴72容易得到接近，而不需要附加的机构和/或附加的齿轮箱。

在维护操作过程中，可拆装的液压马达74的从动轴76被连接到连接轴72上。可拆装的液压马达74用来驱动涡轮14和齿轮箱16以及由此的发电机18和液压泵20。涡轮14、发电机18和液压泵20的性能可接着得到验证，而不用在飞行中配置RAT10。

参考图3和4，示例性旋转柱24包括支承转动壳体46的不动或固定部分48。旋转柱24设置用于使RAT10围绕轴线60在展开位置和装载位置之间运动。转动壳体46包括经由导管58与液压泵20连通的泵排放出口50和入口52。固定部分48包括泵出口54和入口56。转动壳体46包括与排放出口50和入口52中对应的一个连通的第一和第二环形通道62、64。固定部分48包括与对应的第一和第二环形通道62、64连通的端口68、70。端口68、70继而通过通道与出口54和入口56之一流体连通。密封件66提供转动壳体46和固定部分48之间的流体密封，以便隔离经由分开环形通道62、64的流动。通过提供转动壳体46和固定部分48之间的经过旋转柱24的流体流动，示例性旋转柱24消除了对RAT10的固定部分和转动部分之间的柔性软管的需求。

来自流体供应装置28的流体流经由入口56被供应到液压泵20，接着经过通向端口68的通道。从端口68，流体经由环形通道64、经由入口52并且经由固定导管58连通到液压泵20。加压流体接着从液压泵20经由固定导管58中的另一个经过排放出口50供应到环形通道62中。从环形通道62，流体经由端口70、出口54供应到所需飞行器液压系统30。液压流体经由适当构造的返回流体导管返回到供应装置。

因此，示例性的RAT10通过驱动发电机18和液压泵20的单个齿轮箱16提供了直列式动力（inlinepower）产生。此外，在旋转柱24处或附近安装发电机18和液压泵20提供了更轻的RAT10构造。在旋转柱24附近安装液压泵20简化了液压导管和壳体的线路选择。通过在转动部分和固定部分之间引导液压流体，示例性旋转柱24还用来基本上消除了柔性导管。

虽然已经对示例性的实施例进行了描述，所属领域的技术人员将认识到可以在本发明的范围内进行某些变型。为此，应该研究以下的权利要求书来确定本发明的范围和内容。

Claims (17)

1.一种冲压空气涡轮组件，所述冲压空气涡轮组件包括：

支柱，所述支柱能够在展开位置和装载位置之间运动；

涡轮，所述涡轮受到所述支柱的支承；

驱动轴，所述驱动轴能够围绕横向于涡轮的转动轴线的第一轴线转动；

发电机，所述发电机通过驱动轴受到驱动；以及

液压泵，所述液压泵通过驱动轴受到驱动，所述液压泵和发电机随所述支柱在展开位置和装载位置之间运动，并且所述液压泵和发电机围绕横向于所述涡轮的转动轴线的第一轴线由驱动轴驱动。

2.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮组件，包括通过涡轮受到驱动的涡轮轴，其中所述驱动轴通过所述涡轮轴经由齿轮箱受到驱动。

3.根据权利要求2所述的冲压空气涡轮组件，其中所述齿轮箱相对于涡轮轴的转动速度增加驱动轴的转动速度。

4.根据权利要求2所述的冲压空气涡轮组件，其中所述齿轮箱包括用于反向驱动涡轮、发电机和液压泵的连接轴。

5.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮组件，包括发电机和液压泵之间的连接装置。

6.根据权利要求5所述的冲压空气涡轮组件，其中连接装置包括直接连接到发电机轴的带花键的连接装置。

7.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮组件，包括支承支柱在装载位置和展开位置之间运动的旋转柱，所述旋转柱包括用于将液压流体连通到液压泵的通道。

8.根据权利要求7所述的冲压空气涡轮组件，其中所述旋转柱包括与固定部分流体连通的可转动部分。

9.根据权利要求8所述的冲压空气涡轮组件，其中所述可转动部分包括与固定部分内的通道连通的开口。

10.一种冲压空气涡轮组件，所述冲压空气涡轮组件包括：

发电机，所述发电机被支承在发电机壳体内；

支柱，所述支柱被安装到发电机壳体上；

齿轮箱，所述齿轮箱被支承在支柱上；

涡轮，所述涡轮驱动齿轮箱；

驱动轴，所述驱动轴通过齿轮箱受到驱动，并延伸经过支柱以便驱动发电机，所述驱动轴围绕横向于涡轮的转动轴线的第一轴线转动；以及

液压泵，所述液压泵被连接到发电机上，使得液压泵和发电机以相同速度转动，所述液压泵和发电机围绕横向于涡轮的转动轴线的第一轴线受到驱动，所述液压泵和发电机随所述支柱在展开位置和装载位置之间运动。

11.根据权利要求10所述的冲压空气涡轮组件，包括支承发电机在装载位置和展开位置之间运动的旋转柱，所述旋转柱包括用于将液压流体与液压泵相连通的流体通道。

12.根据权利要求11所述的冲压空气涡轮组件，其中所述旋转柱包括固定部分和可转动部分，所述可转动部分包括将流体连通到固定部分内的至少一个通道的至少一个开口。

13.根据权利要求10所述的冲压空气涡轮组件，其中所述齿轮箱和涡轮相对于发电机被安装在支柱的远端上。

14.一种在飞行器内提供应急动力的方法，所述方法包括以下步骤：

沿着横向于通过涡轮驱动的涡轮轴的转动轴线的第一轴线驱动驱动轴；以及

通过驱动轴以相同速度围绕第一轴线驱动发电机和液压泵；

随支柱在展开位置和装载位置之间运动所述液压泵和发电机。

15.根据权利要求14所述的方法，包括将液压泵连接到发电机，以便以相同速度转动液压泵。

16.根据权利要求14所述的方法，包括相对于涡轮轴的速度增加驱动轴的速度。

17.根据权利要求14所述的方法，包括将液压流体引导经过旋转柱，其中所述旋转柱支承在展开位置和装载位置之间的运动。