CN102239321B - 包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇的混合推进发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方面涉及包括提供与通过至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体流的相关的至少一部分第一推力的混合推进技术。该混合推进技术包括从工作流体提取至少部分地转换为电功率的能量，并将至少一部分电功率转换为扭矩。混合推进技术还包括至少部分地响应于将所述至少一部分电功率转换为扭矩而使至少一个可旋转的推进器/风扇组件的至少一个可独立旋转的推进器/风扇旋转，其中，所述使至少一个可旋转的推进器/风扇组件的至少一个可独立旋转的推进器/风扇旋转被布置为产生至少一部分第二推力。

Description

包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇的混合推进发动机
相关申请的交叉引用
本发明涉及并要求以下列出的申请(“相关申请”)的最早可得到的有效提交日期的权益(例如，要求除了临时专利申请之外的最早可得到的优先权日，或根据美国法典第35篇第119(e)条要求临时专利申请、相关申请的任何和所有的母案、祖母案、曾祖母案等申请的权益)。相关申请的所有主题和相关申请的任何和所有母案、祖母案、曾祖母案等申请的所有主题在这些主题与本文的主题一致的程度下都以引用方式并入本文。
相关申请
为了USPTO法外要求的目的，本申请是申请号待分配、题为“HYBRIDPROPULSIVE ENGINE INCLUDING AT LEAST ONE INDEPENDENTLYROTATABLE COMPRESSOR ROTOR”、发明人为Glenn B.Foster、Roderick A.Hyde、Muriel Y.Ishikawa、Edward K.Y.Jung、Jordin T.Kare、Nathan P.Myhrvold、Clarence T.Tegreene、Thomas Allan Weaver、LowellL.Wood、Jr.，Victoria Y.H.Wood的美国专利申请的部分继续申请的延续，其与本申请同时提交。(0107A-035-002-000000)
为了USPTO法外要求的目的，本申请是申请号待分配、题为“HYBRIDPROPULSIVE ENGINE INCLUDING AT LEAST ONE INDEPENDENTLYROTATABLE COMPRESSOR STATOR”、发明人为Glenn B.Foster、Roderick A.Hyde、Muriel Y.Ishikawa、Edward K.Y.Jung、Jordin T.Kare、Nathan P.Myhrvold、Clarence T.Tegreene、Thomas Allan Weaver、LowellL.Wood、Jr.，Victoria Y.H.Wood的美国专利申请的部分继续申请的延续，其与本申请同时提交。(0107A-035-003-000000)
为了USPTO法外要求的目的，本申请是申请号待分配、题为“HYBRIDPROPULSIVE ENGINE INCLUDING AT LEAST ONE INDEPENDENTLYROTATABLE TURBINE STATOR”、发明人为Glenn B.Foster、Roderick A.Hyde、Muriel Y.Ishikawa、Edward K.Y.Jung、Jordin T.Kare、Nathan P.Myhrvold、Clarence T.Tegreene、Thomas Allan Weaver、Lowell L.Wood、Jr.，Victoria Y.H.Wood的美国专利申请的部分继续申请的延续，其与本申请同时提交。(0107A-035-004-000000)
美国专利局(USPTO)已发布了一通知以便USPTO的计算机程序要求专利申请人参考系列号并指示一个申请是否是继续或部分继续申请。Stephen G.Kunin，Benefit of Prior-Filed Application，USPTO Official Gazette March 18，2003，可从http://www.uspto.gov/web/offices/com/sol/og/2003/week11/patbene.htm得到。本申请人实体(以下称“申请人”)已提供了上述由法律说明的要求其优先权的申请的具体参考。申请人理解对于要求美国专利申请的优先权，法律在其具体的参考语言方面是准确的，且不要求系列号或任何诸如“继续”或“部分继续”的特性。尽管前面所述，申请人理解USPTO的计算机程序具有一定的数据条目要求，因此申请人将指定本申请作为上文提出的其母案申请的部分继续申请，但明确指出该指定并不以任何方式被理解为任何类型的评论和/或承认本申请除了其母案申请的主题之外是否含有任何新的主题。
相关申请的所有主题和相关申请的任何和所有母案、祖母案、曾祖母案等申请的所有主题在这些主题与本文的主题一致的程度下都以引用方式并入本文。
技术领域
本公开的某些方面可涉及但不局限于各种混合推进发动机及相关的设备、用途和/或技术。
附图说明
图1是包括至少一个混合推进发动机的交通工具(尤其是航空器)的一个实施方式的图；
图2是至少一个混合推进发动机的一个实施方式的框图；
图3是包括由至少一个扭矩转换机构提供动力的可独立旋转的推进器/风扇组件的至少一个混合推进发动机的一个实施方式的图；
图4是包括由至少一个扭矩转换机构提供动力的可独立旋转的推进器/风扇组件的一个实施方式的至少一个混合推进发动机的一个实施方式的图；
图5是包括由至少一个扭矩转换机构提供动力的至少一个可独立旋转的压缩机转子的实施方式的至少一个混合推进发动机的一个实施方式的图；
图6是包括由至少一个扭矩转换机构提供动力的至少一个可独立旋转的压缩机定子的实施方式的至少一个混合推进发动机的一个实施方式的图；
图7是包括由至少一个扭矩转换机构提供动力的至少一个可独立旋转的涡轮定子的实施方式的至少一个混合推进发动机的一个实施方式的图；
图8是包括图4的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机的实施方式的混合推进发动机的实施方式的框图；
图9是包括图5的至少一个可独立旋转的压缩机转子的实施方式的混合推进发动机的实施方式的框图；
图10是包括图6的至少一个可独立旋转的压缩机定子的实施方式的混合推进发动机的实施方式的框图；
图11是包括图7的至少一个可独立旋转的涡轮定子的实施方式的混合推进发动机的实施方式的框图；
图12是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中，发电机用于产生电流，扭矩转换机构用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机；
图13是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中，发电机用于产生电流，扭矩转换机构用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机；
图14是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中，发电机用于产生电流，扭矩转换机构用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机；
图15是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中，热力发动机用于产生电流，扭矩转换机构用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机；
图16是可被包括在图1-15的混合推进发动机中的喷气发动机的一个实施方式的图；
图17是沿着图15的1-1截面线截取的喷气发动机的涡轮转子的一个实施方式的截面图；
图18是沿着图15的2-2截面线截取的喷气发动机的涡轮定子的一个实施方式的截面图；
图19是沿着图15的2-2截面线截取的喷气发动机的涡轮定子的另一个实施方式的截面图；
图20是沿着图15的2-2截面线截取的喷气发动机的可独立旋转的涡轮定子的一个实施方式的截面图；
图21是沿着图15的2-2截面线截取的喷气发动机的可独立旋转的涡轮定子的另一个实施方式的截面图；
图22是包括涡轮转子的实施方式和可独立旋转的涡轮定子的实施方式的涡轮级的实施方式的分解斜视图；
图23是沿着图15的3-3截面线截取的喷气发动机的可独立旋转的压缩机转子的一个实施方式的截面图；
图24是沿着图15的4-4截面线截取的喷气发动机的压缩机定子的一实施方式的截面图；
图25是沿着图15的4-4截面线截取的喷气发动机的压缩机定子的另一个实施方式的截面图；
图26是沿着图15的4-4截面线截取的喷气发动机的可独立旋转的压缩机定子的实施方式的截面图；
图27是沿着图15的4-4截面线截取的喷气发动机的可独立旋转的压缩机定子的另一个实施方式的截面图；
图28是包括可旋转的压缩机元件的实施方式的压缩机级的实施方式的分解斜视图；
图29是包括可独立旋转的压缩机转子实施方式和可独立旋转的压缩机定子的实施方式的压缩机级的另一个实施方式的分解斜视图；
图30是包括参考图15描述的类型的喷气发动机的混合推进发动机的一个实施方式的图；
图31是包括参考图15描述的类型的喷气发动机的混合推进发动机的另一个实施方式的图；
图32是包括参考图15描述的类型的喷气发动机的混合推进发动机的另一个实施方式的图；
图33是包括参考图15描述的类型的喷气发动机的混合推进发动机的又一个实施方式的图；
图34是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中扭矩转换机构用于驱动参考图15描述的喷气发动机的可旋转的压缩机元件；
图35是包括参考图15描述的类型的喷气发动机的混合推进发动机的又一个实施方式的图，其中扭矩转换机构用于驱动可独立旋转的推进器/风扇发动机；
图36是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中扭矩转换机构用于驱动参考图15描述的喷气发动机的可旋转的压缩机元件；
图37是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中扭矩转换机构用于驱动参考图15描述的喷气发动机的可旋转的涡轮元件；
图38是混合推进发动机的另一个实施方式的图，其中扭矩转换机构用于驱动参考图15描述的喷气发动机的可旋转的涡轮元件；
图39是例如可用于混合推进发动机的某些实施方式的油门弧座的一个实施方式的图；
图40是例如可用于混合推进发动机的某些实施方式的油门弧座的另一个实施方式的图；
图41是例如可用于混合推进发动机的某些实施方式的油门弧座的又一个实施方式的图；
图42是可应用于混合推进发动机的各种实施方式的显示的实施方式的图；
图43是图42的显示的另一个实施方式的图，其图解了可应用于混合推进发动机的各种实施方式的一种状况(例如，正常起飞)的实际和允许参数；
图44是图42的显示的另一个实施方式的图，其图解了可应用于混合推进发动机的各种实施方式的一种状况(例如，警示或紧急情况)的实际和允许参数；
图45是功率分享的实施方式的图，其图解了功率包含在许多能量存储设备内及该功率应用于混合推进发动机的多个扭矩转换机构；
图46是功率分享的实施方式的图，其图解了功率包含在许多能量存储设备内及该功率应用于混合推进发动机的多个扭矩转换机构；
图47是功率分享的实施方式的图，其图解了功率包含在许多能量存储设备内及该功率应用于混合推进发动机的多个扭矩转换机构；
图48是功率分享的实施方式的图，其图解了功率应用于混合推进发动机的多个扭矩转换机构；
图49是功率分享的实施方式的图，其图解了功率应用于混合推进发动机的多个扭矩转换机构；
图50是功率分享的实施方式的图，其图解了功率应用于混合推进发动机的多个扭矩转换机构；及
图51是混合推进发动机技术的流程图。
详细描述
本公开(包括本文阐述的权利要求、详细描述和/或附图)的内容的至少某些部分能够支持各种不同的权利要求组和/或各种不同的申请。虽然，为了方便和理解的目的，该详细描述可包括大体上示踪与权利要求相关的各种不同的概念或其中包含的一般概念的节标题。该详细描述不意在限制由各特定的权利要求阐述的本发明的范围。应该理解对于各种申请或其部分的支持可出现在一个或多个位置的文字、权利要求和/或附图，而不考虑其节标题。
1.混合推进发动机
喷气发动机代表气体涡轮发动机的子集，通常应用于交通工具。一般来讲，多年来，喷气发动机在设计和材料上已经历了相当大的改进和变化。喷气发动机的某些实施方式(气体涡轮)通常基于Brayton循环运行，且经常称为“Brayton发动机”。参考图1描述的航空器75(或其他交通工具98)的某些实施方式可用于各种民用、军事、商业应用和其他应用，且可使用至少一个喷气发动机58进行推进。可使用至少一种混合推进发动机100的某些实施方式来为诸如但不限于航空器75的交通工具98提供动力；但也可应用于诸如小船、气垫船、舰、陆地交通工具、汽车、卡车和/或火车等。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式被配置为由至少两个发动机，至少一个喷气发动机58和至少一个扭矩转换机构107来提供动力。至少一个扭矩转换机构107的某些实施方式可被配置为诸如电马达以将至少一部分电功率转换为扭矩。由扭矩转换机构的某些实施方式提供的扭矩可用于驱动各种可旋转的元件，诸如，但不限于，至少一个推进器(诸如用于涡轮推进器发动机)、至少一个风扇(诸如用于涡轮风扇发动机)、至少一个可独立旋转的压缩机转子、至少一个如本文所述的可独立旋转的压缩机定子493，及至少一个如本文所述的可独立旋转的涡轮定子477。
如参考图3所述描述的，混合推进发动机100的某些实施方式可包括但不限于至少一个喷气发动机58、至少一个能量提取机构66、至少一个(可选的)能量存储设备66、至少一个扭矩转换机构107及至少一个可旋转的工作流体位移发动机74。
混合推进发动机100的一个典型的部件是至少一个喷气发动机58。喷气发动机的某些实施方式可包括但不限于涡轮喷气发动机、轴流式喷气发动机、径流式喷气发动机、火箭发动机、冲压式喷气发动机、外部加热(例如，核、激光、微波)或燃烧驱动的喷气发动机。至少一个喷气发动机58的某些实施方式可至少部分从通过涡轮部被施加强力的燃烧室内的工作流体获取功率，由此导致各种涡轮转子及附着的涡轮叶片旋转。经由轴传递涡轮转子的旋转以驱动至少部分压缩机。
至少一个能量提取机构66的某些实施方式可包括，例如，至少一个可从施加产生的电功率到至少一个扭矩转换机构107的各个位置提取能量的发电机。因此，至少一个能量提取机构66的某些实施方式可被配置为从通过喷气发动机的工作流体直接或间接地提取能量。至少一种喷气发动机58的某些实施方式可被配置为外部加热(例如，核喷气发动机、激光喷气发动机、微波喷气发动机等)。能量提取机构66的某些实施方式可被配置为从工作流体提取能量，且将该能量至少部分转换为电功率。至少一个能量提取机构66具有各种实施方式，其某些实施方式可包括，但不限于，至少一个能够将与涡轮、涡轮转子、轴、涡轮叶片等的运动有关的动(例如，旋转的)能转换为生成的电流的涡轮旋转元件。至少一个能量提取机构的另一个实施方式可包括，但不限于，至少一个诸如Rankine发动机或其他设备的热力发动机，其可将由喷气发动机的燃烧室产生的热能转换为生成的电流。至少一个能量提取机构的其他实施方式可包括，但不限于，如在本公开中所描述的至少一个磁流体动力设备，其能够将与通过喷气发动机的至少一部分的工作流体的运动相关的动(例如，平移的)能转换为生成的电流。
至少一个能量提取机构66的某些实施方式可选择性地包括例如能量存储设备264。能量存储设备264的某些实施方式用于存储产生的超过电流要求的电流。使用能量存储设备的某些实施方式以提供功率来运行至少一个扭矩转换机构107的这些技术在某些情况下允许在可独立旋转的推进器/风扇发动机的需求时间，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的操作，而不会对至少一个能量提取机构66产生立即的电力汲取。
在本公开内，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可配置为具有一个或多个(典型地，多个)风扇或推进器叶片。风扇或推进器叶片的某些实施方式可以成一定角度以在地上或飞行时绕着叶片轴旋转，这种叶片通常称为“匀速推进器”。风扇或推进器叶片的其他实施方式被固定以限制绕着叶片轴的任何旋转，这种基本固定的叶片通常称为“固定推进器”。
混合推进发动机100的某些实施方式可以配置为提供足够的功率(例如，电)以驱动(例如，使用诸如电马达的扭矩转换机构)至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式。至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式可包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，所述推进器/风扇发动机62还包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，诸如推进器/风扇。至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式可包括至少一个可独立旋转的压缩机转子，其在旋转时压缩通过其的工作流体。至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式可包括至少一个可独立旋转的压缩机定子493，其能够相对于至少一个压缩机转子或至少一个可旋转的压缩机转子进行可驱动地旋转。仍然，至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的其他实施方式可包括至少一个可独立旋转的涡轮定子477，其能够相对于一个或多个涡轮转子进行可驱动地旋转。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为提供可用于提供推力或推进力的两种功率源。喷气发动机58的某些实施方式可提供与以传统的喷气发动机(a.k.a.Brayton发动机)类似的方式从涡轮部驱动的第一推力，且在许多方面与传统的喷气发动机类似地配置。至少一个扭矩转换机构107的某些实施方式可被配置为驱动各种旋转元件，诸如包括但不限于，推进器、风扇、压缩机部分等，如在本公开中所描述的。能量提取机构的某些实施方式可视为可独立于至少一个喷气发动机58(如本文所述)进行操作和控制。由此，至少一个混合推进发动机100可均被视为一个混合发动机系统，由于其依赖于两个可独立控制的发动机(至少一个喷气发动机58和可包括电马达的至少一个扭矩转换机构107)。
为喷气发动机58提供动力的涡轮的操作可独立于喷气发动机的扭矩转换机构107和至少一个涡轮转子之间的机械连接(其间可能没有直接的轴和/或变速箱连接，或其他机械连接)。扭矩转换机构的某些实施方式可为这些示例性的，但不是限制性的，可旋转的设备如至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62和/或喷气发动机58的至少一个压缩机旋转元件提供动力。因此，本公开提供了至少一个混合推进发动机100的各种实施方式，其可包括至少一个喷气发动机58，及至少部分由扭矩转换机构107的某些实施方式提供动力的另一个可旋转的设备。
如参考图2及在本公开的其他位置所述的，混合推进发动机100的某些实施方式可被配置有多个喷气发动机58，其每个均与可产生电流形式的功率的至少一个能量提取机构66相关。在操作期间，尤其在诸如滑行、巡航或航空器降落的低需求期间，可以关闭至少一个喷气发动机58的中的某些。由于本公开描述了均可由至少一个扭矩转换机构107进行旋转(且该旋转可不直接经由轴、齿轮布置等从喷气发动机的旋转提供)的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式，与许多相应的传统的喷气发动机相比，混合推进发动机的某些实施方式能够需要较小的扭矩来起动。预想旋转某些可旋转的工作流体位移发动机74的扭矩转换机构107的某些实施方式可被配置为帮助在飞行中或地面上起动混合推进发动机的至少一个喷气发动机58，如本公开所描述的。
预想，如参考图2及在本公开的其他位置所述的，在混合推进发动机100的某些实施方式中，为特定的喷气发动机58提供的从能量提取机构66生成的电流可用于提供电流到至少一个扭矩转换机构107和/或在操作上可能与或可能不与喷气发动机相关的一个或多个能量存储设备264。可选地，至少一个能量提取机构66和/或至少一个能量存储设备264的某些实施方式可能提供或可能不提供电流到操作相关的或操作不相关的扭矩转换机构107，其反回来可提供各种至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的旋转，如本公开所述。通常，这种生成电流或提供电流到相关或不相关的部件的概念在本公开中称为“功率分享”。
如参考图2及在本公开的其他位置所述的，能够在飞行中可靠地起动至少一个喷气发动机58允许关闭至少一个喷气发动机58中的至少一部分，且继续运行的那些喷气发动机能够将功率适当地分享到至少一个能量存储设备264、至少一个扭矩转换机构和/或至少一个可旋转的工作流体位移发动机74中的多个。如本文描述的，这种在低需求期间关闭至少一个喷气发动机(并允许其他继续运行的喷气发动机继续运行)能够以允许功率分享来旋转至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的方式执行，能够节省相当大的能量以提供增大的燃料经济和范围。即使在相关的喷气发动机58关闭、损坏或不运行后，仍允许某些可旋转的工作流体位移发动机74继续运行，如参考图2和本公开的其他位置描述的，能够提供增强的飞行安全措施。
在某些情况下，与传统的航空器发动机相比，减轻混合推进发动机100的重量包括保持至少与当至少一个可旋转的工作流体位移发动机74和至少一个喷气发动机58组合时每单位重量产生的功率一样大的功率。典型地由电马达驱动的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式可以做得非常轻，因为电马达可以非常轻。至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式包括可利用再生或基于地面的配置的能量存储设备(诸如可配置有锂离子或其他高功率密度和长持续时间的材料和设计)。这些能量存储设备也可被配置得重量较轻。扭矩转换机构107的各种实施方式可从各种至少一个能量提取机构68获取电流，可包括各种可产生电的能源或电可再生的能源。
混合推进发动机的某些实施方式可提供各种部件之间的独立操作，使得可以调节相对旋转速度、旋转速度比、旋转方向等。使用混合推进发动机100的某些实施方式，使用至少一个扭矩转换机构可独立为压缩机的不同部分(例如，可独立旋转的压缩机转子、可独立旋转的涡轮定子和/或可独立旋转的压缩机定子等)提供动力，而压缩机的其他部分可以由诸如在涡轮部内的喷气发动机的各种部件进行驱动。使用混合推进发动机100的某些实施方式，使用至少一个扭矩转换机构107可以为涡轮的不同部分独立提供动力，而涡轮的其他部分可以由喷气发动机驱动。
可以以各种配置及复杂度对混合推进发动机100的某些实施方式进行配置。例如，能量提取机构66的某些实施方式可被配置为在喷气发动机(例如，Brayton循环)中包括涡轮，所述涡轮诸如可被配置为包括各种数目的级，叶片、转子、定子等的尺寸。类似地，喷气发动机的某些实施方式可包括各种压缩机，所述压缩机可被配置有各种数目的级，叶片、转子、定子等的尺寸。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为允许独立操作和控制可被配置为推进器或风扇的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108。至少一个混合推进发动机100的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74可被配置为包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的各种实施方式。可独立旋转的推进器/风扇组件108的各种实施方式可被配置为包括由至少一个参考图3描述的扭矩转换机构提供动力的推进器(例如，包括许多推进器叶片以形成涡轮推进器发动机)。可独立旋转的推进器/风扇组件108的某些实施方式可被配置为包括由至少一个参考图4描述的扭矩转换机构提供动力的风扇(例如，包括许多风扇叶片以形成涡轮风扇发动机)。图3的推进器叶片或图4的风扇叶片的某些实施方式由此可至少部分由诸如电马达的扭矩转换机构107驱动，如本公开中所描述的。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式能够配置为提供被配置为推进器或风扇的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的独立操作和控制(例如，控制旋转速度及其他参数)。在图3和4中，至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108可分别包括能由扭矩转换机构驱动的至少一个推进器和至少一个风扇。每一风扇叶片可具有类似于推进器叶片的一般结构和流体位移特性，但经常被布置并被固定为涵道式的配置(ducted configuration)，因此形成风扇。推进器一般不布置为涵道式的配置，但相反布置为非涵道式的配置。
虽然图3和4图解了混合推进发动机100的两种实施方式，其中至少一个可旋转的工作流体位移发动机74被分别配置为非涵道式的推进器以形成涡轮推进器发动机或涵道式的风扇以形成涡轮风扇发动机，但也能够提供至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的其他实施方式。
使用混合推进发动机100的某些实施方式，由至少一个喷气发动机58提供的功率能够由至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108提供的连续功率来减少。例如，考虑能够与传统的具有R英镑(R是某一整数)的推力的涡轮推进器发动机、涡轮风扇发动机或喷气发动机一起运行的特定的航空器。也考虑提供S英镑(S是某一整数)的近似连续推力的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108。在这些情况下，混合推进发动机100的某些实施方式可以配置有具有减小到R-S英镑的推力的喷气发动机。被配置为提供较小的推力的这种喷气发动机58经常能被构建得较轻。有希望地，与为用动力推动的传统的涡轮推进器发动机和涡轮风扇发动机提供动力的喷气发动机相比，用于混合推进发动机100的喷气发动机的重量上的这种差异能够超过用于为至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108提供动力的至少一个能量提取机构66、至少一个(可选的)能量存储设备66(264)和/或至少一个扭矩转换机构107的组合的重量。
例如，图5和6是包括含有至少一个可旋转的压缩机元件的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的至少一个混合推进发动机100的两个实施方式的图。包括可被至少一个扭矩转换机构驱动的各种至少一个可旋转的压缩机元件的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74具有各种实施方式。这种可变化旋转的压缩机元件的某些实施方式可包括，但不局限于，至少一个可独立旋转的压缩机转子(或简单地至少一个压缩机转子)。可由至少一个扭矩转换机构驱动的至少一个可旋转的压缩机元件的其他实施方式可包括，但不局限于，可被配置为可相对于邻近的压缩机转子被独立驱动的至少一个可独立旋转的压缩机定子493，如在本公开中所描述的。使用图5的混合推进发动机100的实施方式，因此至少一个扭矩转换机构107驱动包括至少一个可独立旋转的压缩机转子的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74。使用图6的混合推进发动机100的实施方式，因此至少一个扭矩转换机构107驱动包括至少一个可独立旋转的压缩机定子493的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74。
例如，图7是包括含有至少一个可独立旋转的涡轮定子477的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的至少一个混合推进发动机100的实施方式的图。使用至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式，可独立控制至少一个可独立旋转的涡轮定子477相对于某些涡轮转子的旋转速度的旋转速度。
因此，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可包括可独立操作的发动机：a)至少一个喷气发动机58，及b)至少一个可旋转的工作流体位移发动机74，其可至少部分由诸如至少一个电动发动机(例如，可绕着轴旋转、离心或其他)的至少一个扭矩转换机构107提供动力。至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式可至少部分由至少一个扭矩转换机构107(诸如电马达)提供动力，因此可包括但不限于：可包括推进器和/或风扇的可独立旋转的推进器/风扇组件108、可独立旋转的压缩机转子、可独立旋转的压缩机定子493、可独立旋转的涡轮定子477和/或在本公开的许多位置描述的这些元件的组合。至少部分由至少一个扭矩转换机构107提供动力的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的各种其他的实施方式可驱动至少一个喷气发动机58的各种可旋转的压缩机元件。
在本公开中，因此可利用两个可独立控制的发动机来为“混合推进发动机”100提供动力：如参考图16描述的至少一个喷气发动机58以及如参考图3到6及在本公开的其他位置描述的由至少一个扭矩转换机构107驱动的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式因此能够被配置为使得至少一个喷气发动机可被配置为相对较小和/或较轻，由于相当大的量的额外功率可由至少一个如参考图3到6及本公开的其他位置所描述的可旋转的工作流体位移发动机74提供。可使由扭矩转换机构107提供动力的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式足够有威力以补偿具有有限的功率的某些喷气发动机设计。
对于一般的飞行，历史上一直期望使诸如喷气发动机的发动机的功率最大化，同时限制其重量。发动机功率越大(诸如航空器和航空器机身的重量的其他方面是类似的)，典型地航空器行进得越高，用于起飞和降落的跑道的长度越短，航空器所能运载的负载越大。但是来自重型发动机的太大重量将限制航空器离开地面和飞行的能力。基于使用两个发动机，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为非常有威力：至少一个喷气发动机58和由至少一个扭矩转换机构107驱动的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74(例如，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62或可旋转的压缩机元件103)。在某些情况下，与单个发动机相比，组合使用两个发动机，在全功率(或近似满功率)，能够提供相当大或甚至增大的推力。然而，典型地，这种组合的最大推力能够保持相对较短的持续时间，由于扭矩转换机构经常仅在相对较短的间隔运行在最大输出。对于许多次飞行来说，需要全功率的航空器的飞行时间的比例可以相对较短。因此，对于特定的航空器来说，当喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的相对和总功率被配置后，适宜考虑航空器为执行各种飞行操作所要求的功率。
现在将参考图8、9、10和11更加详细地描述至少一个混合推进发动机100的大概的框图实施方式，其中扭矩转换机构107(诸如电马达)提供扭矩以为参考图6所述的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式提供动力。在混合推进发动机100的图8的实施方式中，至少一个可旋转的工作流体位移发动机74被配置为包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62。在混合推进发动机100的图9的实施方式中，至少一个可旋转的工作流体位移发动机74被配置为包括至少一个可独立旋转的压缩机转子120。在混合推进发动机100的图10的实施方式中，至少一个可旋转的工作流体位移发动机74被配置为包括至少一个可独立旋转的压缩机定子493。在混合推进发动机100的图11的实施方式中，至少一个可旋转的工作流体位移发动机74被配置为包括至少一个可独立旋转的涡轮定子477。
如参考图2、3、4、5和8及在本公开的其他位置所描述的，可至少部分使用涡轮转换机构107来为被配置为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力。扭矩转换机构的各种实施方式可响应于由随着涡轮可旋转元件旋转的发电机生成的电流提供动力或充电。可独立旋转的推进器/风扇发动机62的各种实施方式因此包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108、至少一个能量提取机构66、至少一个扭矩转换机构107，及至少一个可独立旋转的推进器/风扇258。至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式(分别被配置为推进器或风扇)能够至少部分形成相应的涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机，如同在航空器设计中公知的和在本公开中所详细描述的。
与之比较，如参考图5和9及在本公开的其他位置所描述的，至少一个扭矩转换机构107的某些实施方式可用于驱动至少一个可独立旋转的压缩机转子120。因此可使用扭矩转换机构107来至少部分地为至少一个可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式提供功力，如在本公开的下文所描述的。
此外，如参考图6和13及在本公开的其他位置所描述的，至少一个扭矩转换机构107的某些实施方式可用于驱动至少一个可独立旋转的压缩机定子493。因此可使用扭矩转换机构107来至少部分地为至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式提供动力，如在本公开的下文所描述的。
如参考图7和11及在本公开的其他位置所描述的，至少一个扭矩转换机构107的某些实施方式可用于驱动至少一个可独立旋转的涡轮定子477。因此可使用扭矩转换机构107来至少部分地为至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式提供动力，如在本公开的下文所描述的。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式因此可利用至少一个扭矩转换机构107，为扭矩转换机构107提供的电流是至少部分地从被典型地配置为以某种方式从至少一个喷气发动机58提取电流的各种配置的发电机的能量提取机构66产生的，如参考图2所描述的。参考图3、4或5，能量提取机构66的某些实施方式可被配置以在响应涡轮旋转元件(例如，涡轮转子、涡轮叶片、由涡轮转子驱动的轴等)的旋转运动时提取电流，如在本公开中所描述的。可选地，不同于至少一个涡轮旋转元件的另一种涡轮(诸如可位于涡轮部的上游、下游或流动地接近涡轮部)可为扭矩转换机构107产生电流。扭矩转换机构107的某些实施方式可以接收由磁流体动力产生的电流，通过磁流体动力，从通过至少一个喷气发动机的工作流体流产生电能，如本公开所描述的。
扭矩转换机构107的其他实施方式可接收使用诸如Rankine发动机或蒸汽发动机的热力发动机717产生的电流，如参考图15所述。热力发动机的某些实施方式可运行以从含在蒸汽中的热量中产生电流。在Rankine发动机及其他热力发动机中，响应于来自通过至少一个喷气发动机的工作流体流的热量而产生电能，如在本公开中所述的。
为了改善其运行特性及燃料效率，传统的喷气发动机经历了相当大的设计、性能及效率上的修改。使用喷气发动机58的许多航空器(或其他交通工具)的范围和性能可能主要取决于其喷气发动机的效率。航空器75(或其他交通工具98)中的喷气发动机58的增大的燃料效率典型地导致航空器能够飞得更远、更快和/或更加低油耗(消耗更少的燃料)，同时限制未燃烧的燃料及其他不期望的诸如为航空器进入大气层而发射的由喷气发动机产生的温室气体的燃烧副作用气体的量。某些喷气发动机58在其运行期间能够消耗巨大量的燃料，使得燃料代表了相当大的成本。一般来讲，在喷气发动机设计中，效率是一个主要考虑因素，因为一般而言较高效的发动机通常消耗较少的燃料，且排放较少的排出物和温室气体到大气层中。
与内燃发动机相比，即使穿过各种高度(诸如对于给定的电输入，相对一致的输出旋转速度)，诸如电马达的扭矩转换机构可具有相对可预测的操作。因此，利用各种混合技术和工艺，在至少一个喷气发动机和至少一个扭矩转换机构之间的明智选择可提供增大的功率(典型地，也与增大的航空器安全性相关)，及增大的效率，如在本公开中所描述的。汽油和航空燃料的价格的升高及航空器或喷气机操作的经济性对航空和运载工业的健康发展提出了现实的威胁。与效率较低的航空器相比，至少一个喷气发动机58中的某些这种设计上的改进能够提供下述效果中的一个或多个：提高航空器75的速度、增大航空器的上升速率、改善航空器内的舒适度、航空器更快或更迅捷的飞行、更安全或更可靠的空中行进、航空器空中行进在更高的高度、航空器增大的燃料效率，及允许更多的乘客在某些航空器中旅行。
已为商业喷气机、军事喷气机、商务喷气机以一般的航空喷气机提供了喷气发动机设计的各种实施方式，且较新的和现有的设计在许多方面与参考图16描述的设计相似。近期已开发了效率较高的喷气发动机设计，通常被称为“小型喷气发动机”或“小型气体涡轮机”，在混合推进发动机100的某些实施方式中可以集成或利用其中的多种。这种相对较小的喷气发动机可用于使各种航空器更加有威力及能效更高。由于其相对较小的尺寸和/或使用高效的材料，这种小型喷气发动机易于提供改善的燃料效率。这种小型喷气发动机及其他尺寸的喷气发动机的某些实施方式除了应用于各种尺寸的航空器外，可以被配置为混合推进发动机100以通过各种尺寸的喷气航空器提供增大的效率。例如，航空器75的各种实施方式可被配置有一个或多个如参考图3及在本公开的其他位置所述的涡轮推进器发动机型的至少一个喷气发动机58，或一个或多个参考图4及在本公开的其他位置所述的涡轮风扇发动机型的至少一个喷气发动机58。根据诸如尺寸、重量、期望的航空器的运行特性的因素，在涡轮推进器发动机配置或涡轮风扇发动机配置之间的选择可视为一种设计选择。与可比较的单独运行的喷气发动机相比，被配置为涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机的混合推进发动机100的实施方式可以相当高效(消耗较少的燃料)。如在本公开中所述的，通过以与至少一个混合推进发动机100的各个方面一致的方式将其式样翻新，各种传统的、相对低效的喷气发动机、涡轮推进器发动机和/或涡轮风扇发动机的效率能够得到改善。
一般而言，涡轮风扇发动机具有由管道限定的管道围护物，所述管道能够围绕喷气发动机和风扇的至少一部分。涡轮风扇发动机因此可具有考虑了通过风扇的工作流体除以通过喷气发动机的工作流体的可限定的涵道比。一般来讲，在诸如起飞和爬升期间，增大涵道比能够相当大地增大喷气发动机的燃料效率。在某些情形，例如，预想涵道比可能大于或等于10。
与喷气航空器(包括分别被视为一种具有增加的相应的推进器或风扇的喷气航空器类型的涡轮推进器发动机和涡轮风扇发动机)相比，比较由推进器驱动的航空器的效率，推进器航空器通常在较低的高度及当行进相对较短的距离时更高效。当行进在较高的高度及行进较长的距离诸如在巡航期间，喷气发动机通常更高效。已经设计了各种被配置为由于涵道比(在本公开的下文描述)等其他因素在较低的高度运行更高效的各种喷气发动机。一般而言，涵道比限定通过可独立旋转的推进器/风扇组件258的工作流体量除以通过喷气发动机58的工作流体的量。因此，例如，涵道比为6的涡轮风扇发动机的通过旋转的推进器/风扇258的气体量是流过喷气发动机58的气体量的6倍。与之比较，涡轮推进器发动机确实具有更加不确定的涵道比，但涵道比可以视为通过推进器的气体量除以通过喷气发动机258的气体量的比值。
由参考图3和4描述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108提供动力的工作流体的一部分可以配置以引导工作流体例如流过至少一个喷气发动机58。与之比较，流过至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的工作流体的一部分可以被配置为绕着至少一个喷气发动机58流动，从而绕过包括至少一个压缩机部102、至少一个燃烧室109和至少一个涡轮部104的喷气发动机58的内部。
已有各种传统的提供有各种改进的配置和材料的涡轮风扇发动机，诸如利用相对较大的涵道比，如在文章“Who Says a Jet Can’t Be Cheap”，David Noland，Air & Space Magazine，March 01，2008(全文以引用的方式并入本文)中描述的。这些高效的传统的发动机中的一部分难以得到认证和/或具有商业竞争力。此外，某些传统的喷气发动机能够利用各种材料、陶瓷、合金等以提供相对高效的运行诸如通过在高温下运行或运行时具有适当的忍耐力以提供期望的压力差。与由于旋转元件的较大的重量及惰性等需要相当长的时间转动的某些喷气发动机相比，由推进器驱动的航空器的某些实施方式可以视为相对可控或反应快(例如，发动机加速不需要相当长的时间)。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可以配置成参考图8描述的框图形式，在那些实例中，扭矩转换机构107至少部分地为被配置为涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机的可独立旋转的推进器/风扇发动机62的旋转提供动力。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可以配置成参考图9描述的框图形式，在那些实例中，扭矩转换机构107至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机转子的旋转提供动力。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可以配置成参考图10描述的框图形式，在那些实例中，扭矩转换机构107至少部分为至少一个可旋转的压缩机定子的旋转提供动力。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可以配置成参考图11描述的框图形式，在那些实例中，扭矩转换机构107至少部分为至少一个可旋转的涡轮定子的旋转提供动力。
使用在本公开中描述的各种机构和技术，至少部分使用混合推进发动机控制器97可以控制混合推进发动机100的某些实施方式。这种通过混合推进发动机控制器97的控制技术可依赖于诸如航空器上是否有飞行员、操作员或乘客，航空器的配置，飞行员或操作员的偏好，控制的复杂度或类型，至少一个混合推进发动机100的操作中涉及的自动化程度，和/或各种其他设计细节等因素。
图17到22示出了如沿着图16的截面线1-1或2-2图解及在本公开中描述的至少一个喷气发动机58的某些可旋转的或固定的涡轮元件配置的多个实施方式。图23到29示出了如沿着图16的截面线3-3或4-4图解及在本公开中描述的喷气发动机58的某些旋转的或固定的压缩机元件配置的多个实施方式。如参考图16及图17到22描述的喷气发动机58的涡轮部104的各种实施方式设置为接收用于航空器或其他交通工具的诸如可以转换为电流的一部分推力。
在至少一个喷气发动机58的某些实施方式中，涡轮可旋转元件105可提供与其旋转运动相关的至少一部分功率以产生电流；该电流可用于运行参考图2-11描述的扭矩转换机构107。此外，各种附加的参考图16所述的功率提供涡轮714可位于涡轮部104的上游、下游或接近涡轮部104以产生功率。这种附加的功率提供涡轮中的某些可以不被配置为驱动压缩机部102，包括在涡轮部104中的那些涡轮就是这种情况。
本公开提供了混合推进发动机100的各种实施方式，其能够推动可旋转的推进器/风扇，如参考图8的框图所述。喷气发动机58的各种实施方式可以关于可独立旋转的推进器/风扇发动机62的各种实施方式进行单独控制。使用混合推进发动机100的各种实施方式，使用至少一个扭矩转换机构107可至少部分为可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供动力。
如参考图8-11的框图、参考图2-5的示意图及在本公开的其他位置所述的，能量提取机构66的某些实施方式能够至少部分依赖于相对于涡轮部104移动的至少一个可旋转的涡轮元件的运动，与涡轮部截然不同的另一个涡轮的运动和/或至少部分通过喷气发动机58的工作流体的运动或热量产生电流。至少一个能量提取机构66的这些实施方式可用于直接或间接地产生电流。
混合推进发动机100的某些实施方式可产生位于一个位置的一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的电能(例如，使用被配置为能量提取机构66的发电机)，在另一个可能分开的、不同的位置(例如，至少一个涡轮部104)，使用喷气发动机58产生推力。在混合推进发动机100的某些实施方式中，可相关地控制在两个不同位置产生的推力。例如，在混合推进发动机100的某些实施方式中，可由涡轮发电机和/或至少部分在至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108内部生成的推力提供产生电功率。能量提取机构66的某些实施方式可包括一个或多个诸如电池等的能量存储设备，及许多在关于航空器内的腔发动机的各个位置的由扭矩转换机构驱动的可旋转的设备。
图12、13、14和15示出了可将各种机械能、动能、热能等转换为电能的能量提取机构66(其各种可视为发电机)的各种实施方式。如参考图12和13所述的，能量提取结构66(可包括发电机)的某些实施方式在至少部分通过至少一个发电机绕组1064后可将发电机转子1062(可旋转地关于涡轮旋转元件105耦合)的旋转的涡轮机械能转换为电能。使用图12的实施方式，发电机转子能够可旋转地耦合到轴64。被配置为至少部分基于涡轮转子132的旋转运动产生电流的能量提取机构66的某些实施方式参考图12描述，其中至少一个能量提取机构包括一个连接到轴或一些其他可旋转的组件的不同的发电机。该能量提取机构107(诸如电马达)可能必须被配置为至少部分在喷气发动机的运行条件或接近该条件的条件下运行。
与之比较，在图13中，发电机转子附接到至少一个涡轮可旋转元件，至少一个发电机绕组1064位于接近其的位置。例如，从参考图12和13描述的涡轮可旋转部件的旋转可导致至少部分形成发电机转子1064的磁体的运动；其可被配置为在发电机绕组1064内产生稳定的电子流。发电机的某些实施方式依赖于至少一个发电机转子和至少一个发电机绕组之间的电磁感应。在发电机转子1064内，如果发电机绕组的电导体能够相对于(例如，通过)磁场运动，电流将流过(感应在)发电机绕组的导体内。因此，运动导体的机械能能够转化为在发电机绕组的电导体内流动的电流的电能。
在至少一个能量提取机构66的某些实施方式，其被配置为包括诸如发电机106的能量提取机构66，通过流过喷气发动机的工作流体提供机械能，其反过来又能起动涡轮、轴及压缩机。考虑法拉第等式，表明穿过磁场移动导体导致电流流过导体，这导致产生电流。发电机的某些实施方式可被配置为通常具有换向器的直流(DC)发电机；或通常工作时不用换向器的交流发电机。
参考图14描述的，可包括发电机106的能量提取机构66的某些实施方式可将在至少部分通过至少一个发电机绕组1064后通过喷气发动机58的工作流体1054的机械动能转换为电能。基于诸如具有某些附加成分的空气的流体的运动产生电流的技术通常称为磁流体动力学。诸如铯的某些材料或元件能够应用于通过喷气发动机的至少一部分的工作流体，如此以改善磁流体动力学的效率。
混合推进发动机100的某些实施方式可包括诸如参考图15描述的Rankine发动机713的热力发动机，其可从离开喷气发动机58的工作流体的热量产生能量。混合推进发动机100的这些实施方式可被配置为一个组合的循环，包括喷气发动机58(a.k.a.Brayton循环)，其输出的加热的工作流体被施加到Rankine发动机713的至少一部分。组合的循环发动机趋于高效率，由于从包含在通过喷气发动机/气体涡轮的工作流体的热量损失的大部分能量能够使用Rankine发动机/蒸汽涡轮再生。参考图15描述的热力发动机713(例如，可配置为诸如蒸汽涡轮发动机的Rankine发动机)的某些实施方式可包括但不限于热水器(boiler)715、蒸汽涡轮717、蒸汽涡轮电马达719、冷凝器721及能量传输流体路径723。热水器715的某些实施方式将从喷气发动机58排放的热量传输到围绕能量传输流体路径723流通的能量传输流体，从而导致施加到蒸汽涡轮717的热能传输流体为蒸汽的形式。热水器715、冷凝器721和/或能量传输流体路径723的某些实施方式可包含诸如可被视为包含在至少一个热力发动机内的至少一个易吸收热量的流体。热力发动机713的某些实施方式可将能量传输流体的蒸汽形式的能量转换为蒸汽涡轮717(例如，转子)的旋转的机械运动，从而其能被传输为蒸汽涡轮发电机转子717的旋转(使用发电机技术随后将其转换为电流)。冷凝器721的某些实施方式可将从蒸汽涡轮离开的能量传输流体从气体形式转换为液体形式。在依赖于诸如Rankine循环的热力发动机713的混合推进发动机100的某些实施方式中，蒸汽涡轮717可以相对较小和较轻，诸如可以设计尺寸并被配置为从通过喷口的工作流体损失的热能中获取一部分热能。
通过移动与发电机转子1064相关的至少一个磁体和/或至少一个发电机绕组1064的导体附近的(图12、13或14的)工作流体1054，由于在导体内的电子上产生的力，磁场将导致在导体内产生电流。发电机的某些实施方式可被视为至少部分依赖于与发电机转子1064相关的磁体和/或至少一个发电机绕组1064的电导体附近的(图12、13或14)工作流体1054的运动。该电导体可集成到涡轮可旋转元件中，或可包括在施加到流过或离开喷气发动机58的工作流体内的材料中。
图12、13、14或15因此图解了包括但不限于至少一个马达转子1074和至少一个马达绕组1072的扭矩转换机构107的各种示例性实施方式的结构。至少部分从发电机106供应的电流可以(典型地经由用于控制电流的施加的驱动电子66)提供以旋转至少一个马达转子1074。当电流通过至少一个马达绕组，由此使用公认的电动机技术，可将旋转传递到至少一个马达转子1074(和连接的旋转结构)。
由此可提供图12、13、14或15的扭矩转换机构107的马达转子1074的旋转以旋转参考图3、4和8及在本公开的其他位置描述的各种至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，参考图5和9及在本公开的其他位置描述的各种至少一个可独立旋转的压缩机转子，参考图6和10及在本公开的其他位置描述的各种至少一个可独立旋转的压缩机定子，或参考图7和11及在本公开的其他位置描述的各种可独立旋转的涡轮定子。
混合推进发动机100的某些实施方式因此可包括但不限于至少一个喷气发动机58(其在某些实例中可能包括或可能不包括涡轮推动的发动机118)、至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，和至少一个能量提取机构66。参考图3、4、9和10及在本公开的其他位置描述的至少一个喷气发动机58的某些实施方式可被配置为至少部分利用通过涡轮部104的运动、与涡轮部不同的另一涡轮的运动和/或至少部分通过喷气发动机58的工作流体的运动产生的功率提供第一可控推力、动力或功率以推进图1的航空器75或其他交通工具98。至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可被配置为至少部分利用从扭矩转换机构107供应的功率提供第二可控推力、动力或功率到航空器75或其他交通工具98。
如参考图16详细描述的，喷气发动机58的某些实施方式可包括但不限于至少一个压缩机部102、至少一个涡轮部104和至少一个燃烧室109。通过并受喷气发动机58的某些实施方式(及混合推进发动机100的某些实施方式)影响的工作流体可视为通过至少一个喷气发动机58和/或可独立旋转的推进器/风扇发动机62的用于驱动发动机58和/或62的流体(典型地主要为气体和/或液体)。入口翼、入口导板或入口叶片(未示出)可位于喷气发动机58(在涡轮风扇发动机或涡轮推进器发动机内)内的可独立旋转的推进器/风扇发动机62的上游，以引导入口工作流体流到喷气发动机以便到压缩机部102的压缩机入口。工作流体可包括但不限于：空气，其可以与或可以不与诸如航空燃料或其他成分的燃料混合。工作流体从涡轮到喷口进行加速。这种从喷口室59加速工作流体趋于减小喷口室内的工作流体及其下游的排出物的压力。
典型地，在传统的喷气发动机中，工作流体经由至少一个燃烧室109从至少一个压缩机部102通过，并在穿过至少一个涡轮部104时加速，其中由急流的工作流体驱动至少一个涡轮可旋转元件。通常，喷气发动机58的某些实施方式通过有效施加热量到和/或膨胀工作流体，从而强迫或加速工作流体出喷口腔59(到排出装置)而能够建立推力。
图16示出了可被有效控制以提供可控制的推力的至少一个喷气发动机58的一个实施方式，其包括，但不限于：至少一个压缩机部102、至少一个燃烧室109和/或至少一个涡轮部104。通过至少一个压缩机部102、至少一个燃烧室109到至少一个涡轮部104的进程表示工作流体通常从入口到排出装置通过喷气发动机58的路线。在运行期间，至少一个喷气发动机58的某些实施方式可被配置为起动以利用至少一个压缩机部102、至少一个燃烧室109和至少一个涡轮部104(从入口到排出装置)之间的相互作用可控地提供推力给图16的航空器75。
至少一个压缩机部102的某些实施方式因此可被配置为在至少一个喷气发动机58内的入口压缩工作流体到在压缩机部102的下游的那些区域所具有较高的压力。在由压缩机部提供的对工作流体的压缩后，工作流体可以施加到在压缩机部102的下游的喷气发动机的某些区域内的至少一个燃烧室109(其反过来可与涡轮部的至少一个涡轮入口流体相通)。在至少一个燃烧室109内的燃烧典型地采取了基本上连续的过程的形式。包括空气和航空燃料的工作流体以公认的接近14∶1的空气-燃料比率进行混合，在该比率，在燃烧室109的操作区的混合物能够最有效地进行燃烧，但是许多实际的涡轮或燃烧室材料不能连续经受这种由接近14∶1的空气-燃料比率产生的剧烈热量。接近14∶1的空气-燃料比率也特别适合于各种活塞内燃发动机。
在燃烧室109的设计的某些实施方式中，通过将流入压缩机内的工作流体分为两个或更多支流(用于示例性目的，在本公开中称为干流和第二支流)，能够限制由整个燃烧室在同时进行燃烧导致的对燃烧室产生的潜在的毁坏。干流用于以近似最有效的(例如，理想配比)接近14∶1的空气-燃料比率燃烧燃料，然后第二支流与来自干流的高温燃烧产物混合以将燃烧室109内的连续运行温度限制到该高水平以下以限制对其的毁坏。这种将工作流体的多种温度部分混合在一起的过程可称为“稀释”，或可选地“温度稀释”，且通过能被气体涡轮设计或喷气发动机设计领域的技术人员理解。这种燃烧室109内的一个或多个工作流体流的设计因此能够被燃烧室技术领域的技术人员理解。这导致燃料的更加充分而有效的燃烧，且全部的压缩空气均匀加热到涡轮的设计运行温度。
在混合推进发动机100的某些实施方式内，诸如蒸发到空气中的汽油、喷气燃料或航空燃料的燃料因此能被点燃并在至少一个燃烧室109内燃烧。燃烧室内的工作流体中含有的燃料的燃烧通常导致工作流体的温度升高，从而导致工作流体膨胀并使其自身变为膨胀的工作流体通过至少一个涡轮部。当工作流体由于升高的温度而膨胀时，因此膨胀的工作流体在相当高的压力和温度下被引向至少一个涡轮部104的入口部分112。通过期望的膨胀，在相当高的压力和温度下的工作流体迫使其通过涡轮的叶片，有效地驱动至少一个涡轮部104的至少一个涡轮可旋转元件105。
在至少一个喷气发动机58的某些实施方式中，至少一个燃烧室109与至少一个涡轮部104的入口部分112流体相通。至少一个燃烧室109的某些实施方式可被配置为点燃空气燃料以形成工作流体，使其膨胀、受热，并提供足够的能量以导致工作流体被迫通过具有足够的速度的涡轮部以加速可位于至少一个涡轮部104内或与其相关的至少一个涡轮可旋转元件105(包括涡轮转子、涡轮转子叶片等)。燃烧室的某些实施方式可包括点燃器或燃烧器(在任何细节中均未示出，但一般可由相关技术领域的技术人员理解)。因此，燃烧室109的目的是施加燃料到工作流体内以实现期望的混合物，然后点燃、燃烧，并保持包括工作流体的可燃烧成分(例如，喷气燃料、航空气体)的燃烧，并使工作流体膨胀并施加到至少一个涡轮可旋转元件105。至少一个涡轮可旋转元件105的某些实施方式可被配置为包括图17的至少一个涡轮转子组件129，其反过来可包括至少一个涡轮转子130及相关的涡轮转子叶片134。通常气体涡轮，且尤其是喷气发动机58通过至少一个涡轮可旋转元件105的旋转来运行，至少一个涡轮可旋转元件105可被配置为包括至少一个图17的也与轴64一起旋转的涡轮转子组件129，及图23的通常可独立旋转的压缩机转子组件155。
如在本公开中所描述的，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，如参考图8-11和12-15描述的，利用能量提取机构66，涡轮可旋转元件105和/或轴65的旋转可用于利用通常理解的发电技术和机构来产生电流。在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，可至少部分基于利用通过至少一个喷气发动机58的含有能量的流体来产生电流。在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，可至少部分基于组合利用通过至少一个喷气发动机58的含有能量的流体和涡轮可旋转元件105和/或轴65的旋转并利用通常理解的发电技术和过程来产生电流。
某些紧张的航空器乘客可能会问如果发动机停止运行，航空器将发生什么事？虽然这发生的概率非常小，但高度期望在可行的地方，在航空及许多交通工具系统中提供关键系统(诸如推进系统)的备用。此外，冗余的系统被视为提高在某些航空系统的可靠性，如此以确保它们在正常运行期间运行良好。使用混合推进发动机100的某些实施方式，即使相关的一个或多个喷气发动机58不运行、损坏或关闭(只要其余的喷气发动机能够支持航空器的飞行)，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式也能够继续运行。重量也是飞行中的一个因素，给航空器增加了太多重量的那些部件(取决于航空器的类型、喷气发动机的性能等)可能会影响飞行特性，甚至航空器飞行的能力。对于给定的功率，扭矩转换机构趋于相对较轻，且不需要较重的燃料及较重的轴等。
本公开描述了至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，其能够被配置为对于相对短暂的期间，即使一个或多个喷气发动机失效，一个部分(例如，可独立旋转的推进器/风扇发动机62)仍能继续运行以允许操纵、飞行特定的距离、着陆、接近、爬升等。如在本公开中描述的，能量存储设备和扭矩转换机构的组合功率越大、持续时间越长，越能够期望有助于至少一个混合推进发动机100的推进。
此外，扭矩转换机构107的某些实施方式可提供各种期望的操作，诸如它们能在各种高度相对一致地运行。传统的活塞发动机，例如，在航空器爬升到较高的高度，诸如5000到20000英尺，会损失相当大的功率。活塞发动机的这种性能降低可视为一种设计局限性。在爬升期间，某些喷气发动机可以相对低效。与之比较，如在本公开关于混合推进发动机100的某些实施方式所描述的，扭矩转换机构的某些实施方式以如此快的速率进行高度爬升时不会损失性能。
如参考图16及在本公开的其他位置所述的，至少一个喷气发动机58可包括至少一个涡轮部104，其被使其路线从燃烧室109经由涡轮部462到喷口59的高温高压工作流体可旋转地驱动。每个涡轮部104包括至少一个涡轮462，其均被布置有一个或多个涡轮级464。在运行期间，邻近各涡轮级464的工作流体的压力从邻近涡轮入口112的涡轮级减小到邻近喷口或排出部59的涡轮级。
涡轮包括许多串联布置的涡轮级464。根据环境，一个或多个涡轮级464中的每个可包括被涡轮定子组件131间隔开的涡轮转子组件129。涡轮转子组件129的某些实施方式通常基本固定安装到轴64的至少一部分，并作为一个单元随之旋转，至少一个涡轮462可操作地围绕该轴定位。如参考图16描述的，涡轮转子组件129的某些实施方式可包括但不限于涡轮转子130和许多涡轮转子叶片134。至少一个涡轮转子叶片134的某些实施方式固定安装到涡轮转子130的外围表面的周围(且从其径向延伸)，涡轮转子130又固定安装到轴64。关于喷气发动机58的某些实施方式，如参考图16、17和22所述的，在喷气发动机壳体146和涡轮转子叶片134的外表面之间提供了空间。
至少一个涡轮462的某些实施方式因此典型地形成有一系列包括如参考图16、17和22所述的涡轮转子组件129和参考图16和18到22在本公开中描述的涡轮定子组件131的涡轮级464。典型地，各涡轮转子组件129分别被布置作为涡轮转子130，该涡轮转子130具有从其延伸的一系列基本上径向延伸的涡轮转子叶片134。如参考图16和18到22在本公开中所描述的，典型地，各涡轮定子组件131被分别布置作为涡轮定子132，其具有一系列基本上径向延伸的涡轮定子叶片136，其安装到并相对于喷气发动机壳体146(或固定到其上的安装组件)径向延伸。一般而言，包括涡轮转子130(及相关的涡轮转子叶片134)的至少部分涡轮转子组件131固定地附接到一个或多个轴64，且可被配置为随着一个或多个轴64旋转。因此，涡轮转子可基本上同轴且可绕着与一个或多个轴64基本对准的轴旋转。与之比较，包括涡轮定子132(及相关的涡轮定子叶片136)的至少一个涡轮定子组件130保持相对于至少一个涡轮462的喷气发动机壳体146基本固定，且可以但不是必须的，与和至少一个轴64对准的轴基本同轴。
涡轮定子组件131具有各种配置，其中一部分参考图16和18到22进行了描述。考虑图18的涡轮定子组件131的实施方式，在至少一个涡轮定子叶片136和定子组件611之间可以有环形空间610。该实施方式中的定子组件611通常随着轴64旋转，且某些实施方式可以附接到或形成涡轮转子130的一部分。环形空间610实际上比图中示出的小很多，由于期望其在提供相邻组件之间的相对运动时，在限制通过其的工作流体的量的同时，允许相邻的组件之间的旋转。因此在某些实例中，环形空间610被配置为允许定子组件611相对于至少一个涡轮定子叶片136运动。在某些实例中，参考图18所述的定子组件611可被配置为与邻近的涡轮转子130轴向间隔并(在平行于轴的方向的轴线)支撑邻近的涡轮转子130，如参考图16和18所述。通过将至少一个涡轮定子叶片136相对于至少一个相对旋转的涡轮转子叶片134进行定位，能够提供足够的流过涡轮部104的工作流体以用于涡轮转子组件129相对于涡轮定子组件131的相对运动。
考虑图19的涡轮定子组件131的实施方式，空间612位于安装到至少一个涡轮定子叶片136上的定子构件63和轴64之间。密封件、轴承或其他构件可组合在空间612内。定子构件613的某些实施方式可相对于涡轮定子叶片136保持固定，且一个或多个安装构件(未示出)可用于相对于喷气发动机壳体146安装涡轮定子叶片136。在混合推进发动机100的某些实施方式中，涡轮定子叶片136可附接到或形成喷气发动机壳体的一部分。由此空间612允许轴在固定的定子构件613内旋转，且不允许过多的工作流体通过。在某些实例中，如参考图19所述的定子构件613可与相邻的涡轮转子130轴向间隔，如参考图16和17所述的。通过将至少一个涡轮定子叶片136相对于至少一个可相对旋转的涡轮转子叶片134进行定位，能够提供足够的流过涡轮部104的工作流体以用于图17的涡轮转子叶片134相对于涡轮定子组件131的涡轮定子叶片136的相对运动。
在本公开中，实际上配置了某些涡轮定子以相对于涡轮转子和混合推进系统100自身旋转。被配置为旋转的涡轮定子的某些实施方式被布置为至少一个可独立旋转的涡轮定子477，其可被配置为使工作流体相对于喷气发动机壳体146旋转，如参考图20和21所述的。至少一个可独立旋转的涡轮定子477相对于邻近的涡轮转子及混合推进系统100自身的这种旋转可导致增大的效率，因为某些可独立旋转的涡轮定子以某些(例如，期望可控制的)旋转速度相对于某些涡轮转子的这种旋转可导致减少通过喷气发动机48的涡轮部的工作流体流的湍流。可安装至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式以旋转一个或多个轴承479(例如，通常为许多轴承)。在本公开中，术语“可独立旋转的涡轮定子”表示能够旋转和/或被驱动、且位于邻近涡轮转子、且被配置为流动地相互作用以再引导工作流体使其充当定子的构件。至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式被配置为绕着如参考图20所述的位于可独立旋转的涡轮定子477的外围的一个或多个轴承479旋转。与之比较，参考图21所述，可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式被配置为绕着位于可独立旋转的涡轮定子的内圆周的一个或多个轴承479旋转。
参考图20和21所述，至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可被配置作为诸如可被扭矩转换机构驱动的可旋转的涡轮元件运行。因此，至少一个可独立旋转的涡轮定子477可以精确的旋转速度(例如，RPM数)，诸如可适当地控制驱动轴或涡轮旋转速度进行驱动。可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式也可被配置为诸如通过选择性地控制施加到至少一个可独立旋转的涡轮定子477的电极性来制动或定位涡轮旋转元件。
虽然参考图16所述的至少一个喷气发动机58的某些实施方式可包括轴64，其以便利这些构件在轴旋转时绕着轴64和旋转轴一起旋转的方式牢固地固定可独立旋转的压缩机转子120(包括各个附接的压缩机转子叶片124)和涡轮转子130(包括各个附接的涡轮转子叶片134)。压缩机定子122的某些实施方式可以附到一间隔构件，且压缩机定子可被布置有许多压缩机定子叶片126。涡轮定子132的某些实施方式可被布置有涡轮定子叶片136。如参考图16所述的，至少一个喷气发动机58的某些实施方式可用于使用轴64(根据环境，其可再分为一个或多个轴)驱动涡轮推进器发动机的推进器、或涡轮风扇发动机的风扇。多个轴中的每一个可被配置为驱动包括涡轮部104的至少一部分涡轮可旋转元件105的混合推进发动机100的一个或多个部分，如参考图8、9和16所述的。
在各种配置中，涡轮转子、涡轮定子和旋转的涡轮定子及压缩机转子、压缩机定子和旋转的压缩机定子中的至少一部分的某些实施方式可被布置为绕着轴64或轴的某些部分旋转。例如，轴64的某些实施方式可再分为多个轴或部分，其可相对于彼此同轴安装以提供不同的轴部分及牢固地附在各个不同的轴部分的构件之间的相对旋转。也可在与诸如航空器75的交通工具98相关的多个轴部之间提供相对运动。例如，一个轴部可机械连接具有一个或多个压缩机部102的高压涡轮部(例如，接近燃烧室的涡轮转子，因此在至少一个涡轮部104的左侧，如图16所示)。这多个轴部因此能允许“双重转动(dual spooling)”和/或“多重转动”，其中混合推进发动机100的不同部分能够各自以不同的旋转速度进行起动，且如图3到5所示的旋转的推进器风扇258、旋转的压缩机元件103或甚至其他可旋转构件中的至少某些部分可与不同的可旋转涡轮元件105(或其他被驱动的可旋转构件)不同的旋转速度和/或方向进行驱动。例如，压缩机可旋转元件103可独立于旋转的推进器/风扇258进行驱动，并以相对于其变化的旋转速度进行旋转。
对于具有给定的施加到其上的功率的轴而言，由于附到轴的旋转构件的重量和/或转动惯量减小，轴的转动时间将增加，反之亦然。期望从涡轮可旋转元件105(而不是旋转的推进器风扇258)经由轴仅转动压缩机可旋转元件103的至少一部分中的少数(具有较小的总转动惯量)，因为这在喷气发动机的起动和加速期间可提供较快的加速度。此外，可需要较少的能量继续旋转压缩机可旋转元件103的更少的部分，这可具有更少的总转动惯量。
混合推进发动机100的某些实施方式可至少部分利用扭矩转换机构107来加速与涡轮喷气发动机或涡轮推进器发动机相关的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的旋转的推进器风扇258。因此，较少的与至少一个连接到轴的喷气发动机相关的机械结构(且不来自于扭矩转换机构)在起动和转动期间能被可旋转地加速。在起动期间被初始驱动的初始可旋转的构件典型地包括压缩机可旋转构件以允许工作流体压力在喷气发动机内升高。起动和加速喷气发动机58的初始部分与许多传统的涡轮喷气发动机或涡轮推进器发动机组件起动和加速所有的可旋转元件相比，能完成得更快且需要较少的能量(即使某些这种旋转构件经由诸如能提供其间以固定比率的旋转速度作相对旋转的变速比进行驱动)。
在涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机内，并不是所有的通过至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的工作流体也通过与至少一个可独立旋转的推进器/风扇相关(例如，在同一直线上)的喷气发动机。通过至少一个可独立旋转的推进器/风扇258而不通过喷气发动机58的工作流体等同于通过与喷气发动机相关的旁路部144。本公开描述了与至少一个喷气发动机58相关的旁路部144的各种实施方式，根据环境和配置，其可至少部分形成在至少一个喷气发动机58的喷气发动机壳体146的外侧，如参考图16到29所述的。在包括喷气发动机58和可独立旋转的推进器/风扇发动机62的混合推进发动机100的实施方式中，诸如涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机中，或可选地，在混合推进发动机100的某些实施方式中特别地利用了旁路部，如本公开中所述的。
旁路部144可被配置为使得仅流过可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的空气和/或工作流体的一部分继续通过至少一个喷气发动机58(由箭头54指示)，而流过可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的空气和/或工作流体的一部分继续通过旁路部144(由箭头56指示)，并且至少一个喷气发动机58的至少一个压缩机部102、燃烧部109和/或至少一个涡轮部104不对其产生作用。在包括至少一个喷气发动机58和可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个混合推进发动机100的涡轮风扇发动机实施方式中，根据环境，旁路部144可形成在参考图16描述的喷气发动机壳体146和参考图33到36及在本公开的其他位置描述的涡轮风扇发动机壳体148之间。在包括喷气发动机58和可独立旋转的推进器/风扇发动机62的混合推进发动机100的涡轮推进器实施方式中，根据环境，旁路部144可形成在喷气发动机壳体146的外侧。
在转动期间和继续运行期间，至少一个喷气发动机58因此运行，使得工作流体以由喷气发动机工作流体流54指示的持续升高的速度被加速到喷口59外，导致在喷口59及形成至少一个喷气发动机58的排出装置的至少一部分的接近喷口处的压力减小了很多(根据Bernoulli方程，其中工作流体的压力随着增大的工作流体行程而减小)。
为了使至少一个喷气发动机58在转动期间等加速得更快，在任何要求中限制加速的惯量和/或质量。例如，考虑，在转动期间，仅压缩机且仅压缩机的一部分(不是推进器或风扇)可能被加速。参考图1和2描述的混合推进发动机100的某些实施方式可包括参考图16及在本公开的其他位置所述进行配置的主轴64以提供单转动操作；或可选地，可包括能提供双转动(dual-spool)的多个轴。在混合推进发动机100的某些实施方式中，在第一转动期间，涡轮可旋转元件105可加速一个或多个压缩机可旋转元件103。根据环境，混合推进发动机100的第一转动(在多个转动期间)能够导致至少一个压缩机部102的可旋转加速，这通常理解为在至少一个喷气发动机58的初始起动阶段执行。该第一转动由此能减小喷气发动机工作流体流54在喷口59和排放区的、用于至少部分提供第一转动的压力，(由于工作流体的燃烧和压缩)。
在初始或第一转动期间，至少一个喷气发动机58继续可旋转地加速，如沿着工作流体线路54指示的，工作流体以逐渐增大的速度被加速，于是第二转动开始，通过其，扭矩转换机构中的某些和/或至少一个涡轮部104中的某些(例如，低压转子)开始加速，使得通过对从参考图8到11所述的能量提取机构66接收电流的能量存储设备264进行充电，及在从能量提取机构66接收电流的能量存储设备264充电时，扭矩转换机构107能够加速如参考图9和10所述的至少一些可旋转的压缩机部，参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，和/或参考图11所述的至少一个可独立旋转的涡轮定子477。
通过以这种方式充电能量存储设备264，由于至少一个扭矩转换机构提供的功率，因此能够增大如参考图9和10所述的至少一些可旋转的压缩机部、参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258和/或参考图11所述的至少一个可独立旋转的涡轮定子477的旋转速度。通过加速压缩机可旋转元件的某些实施方式和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇258中的某些，该第二转动可由涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机工作流体流56进行加强，涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机工作流体流56被加速以填充喷口59的低压区及其下游的排放区。
因此，混合推进发动机100的压缩机旋转元件103及其喷气发动机58的涡轮旋转元件105的加速能因此增大通过喷气发动机的喷口及排放区的工作流体的流速(由此增大工作流体的速度)。由于增大通过喷气发动机的喷口及排放区的工作流体的速度，减小了在喷气发动机的喷口及排放区的工作流体的压力，该在喷气发动机的喷口及排放区的压力的减小能够另外加速通过至少一个可独立旋转的推进器/风扇258并流向喷气发动机的喷口及排放区的工作流体，从而另外通过至少一个旁路部144部分加速通过至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的工作流体流。
混合推进发动机100的某些实施方式能够非常高效，因为与传统的涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机相比，与第一转动相关的旋转部件在起动和/或转动期间可需要较小的惯量；至少部分由通过涡轮可旋转元件105的工作流体提供动力的第一转动因此包括较小的惯量，且在许多情况下，该第一转动因此能执行得更快。在某些实例中，第二转动可由流过涡轮(尤其是涡轮部)的工作流体和/或扭矩转换机构的一些组合来提供动力，其中扭矩转换机构为至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式和/或至少某些压缩机可旋转元件103的某些实施方式提供功力。该双转动技术通常可允许至少一些喷气发动机58和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇258在第一转动期间更快地加速，因为由于在涡轮加速期间，在第一转动中没有转动的一部分构件可由扭矩转换机构107加速(这将方便喷气发动机、涡轮风扇发动机或涡轮推进器发动机的起动)，只有较少的构件(假设与所有构件相关的惯量减少)须要加速。
例如，在起动期间，在至少一个燃烧室109内的燃烧响应于诸如使其路线通过涡轮转子叶片134和涡轮定子叶片136之间的空间(从而提供旋转运动给涡轮可旋转构件105)的工作流体通过高压涡轮部(包括那些涡轮转子组件129)施加的流体压力而被初始地可旋转地加速。至少一个涡轮可旋转元件105中的至少一部分(最初在高压涡轮部中的那些)的加速可导致至少一个压缩机部102(其附在由至少一些涡轮可旋转元件105旋转的轴)的至少一个可独立旋转的压缩机转子120的至少一部分的旋转。压缩机可旋转元件的加速由此导致压缩，从而导致至少一个喷气发动机58内的压缩增强，这导致使其路线经过涡轮462的工作流体(例如，其最初可包括但不限于空气和/或燃料)通过喷口室59排出。由于压力在整个喷口室59或排放区呈现梯度，更多的工作流体在通过至少一个喷气发动机58及旁路部144并流向喷口59及其下游的低压区时被加速。
如参考图16和23到28描述的，包括至少一个压缩机472的至少一个压缩机部102具有各种配置。至少一个压缩机472的某些实施方式可形成有一个或多个压缩机级119(压缩机可包括从一到十或甚至更多压缩机级)。各压缩机级119可包括一个压缩机转子组件155(如参考图16和23所述的)和一个压缩机定子组件157(如参考图16和24-28所述)的一系列交替的实例。对于各压缩机级119，压缩机转子组件155被沿着轴向方向与至少一个压缩机定子组件157交替布置。如参考图16和23所述的各压缩机转子组件155一般包括至少一个可独立旋转的压缩机转子120，其典型地分别布置有一系列基本径向延伸的压缩机转子叶片124，且附到其上。
如参考图16和24-28所述的各压缩机定子组件157典型地包括压缩机定子122，(其可相对于喷气发动机壳体146固定，且甚至包括喷气发动机壳体146)，其可被配置为一系列基本径向延伸的压缩机定子叶片126，该压缩机定子叶片126从喷气发动机壳体146向内径向延伸，且经常安装到该喷气发动机壳体146。每一连续的压缩机级119被典型地配置为处理从压缩机入口到压缩机出口(其流体对应于燃烧室112)的高压工作流体。一般而言，可独立旋转的压缩机转子120(及相关的径向延伸的压缩机转子叶片124)绕着一个或多个轴旋转，且能够与和一个或多个轴64对准的轴基本上同轴。与之比较，压缩机定子122(与径向延伸的压缩机定子叶片126)被布置为相对于压缩机472的喷气发动机壳体146基本固定，且能够但不是必须的，被布置为与一个或多个轴64基本对准的轴基本上同轴。
至少一个压缩机部102的某些实施方式典型地形成有一个或多个一系列的交替的可独立旋转的压缩机转子120和压缩机定子122。一般而言，压缩机转子叶片124典型地以有些弯曲的方式从可独立旋转的压缩机转子120向外径向延伸，并附于其上。可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式绕着与一个或多个轴64基本对准的轴旋转，并与该轴基本同轴。与之比较，图16和24-28的压缩机定子122的某些实施方式(及典型地以形成压缩机定子122的方式从喷气发动机壳体146基本向内径向延伸的压缩机定子叶片126)保持相对于与一个或多个轴64基本对准的轴基本上不可旋转地固定，并与该轴基本上同轴。
各可独立旋转的压缩机转子120和各压缩机定子122典型地分别被布置为包括一系列基本径向延伸的压缩机转子叶片124和基本径向延伸的压缩机定子叶片126。参考图9和10描述的，至少一个压缩机可旋转元件103的某些实施方式可包括可独立旋转的压缩机转子120的至少可旋转的部分和参考图16和23描述的相关的压缩机转子叶片124。
压缩机定子组件131具有各种配置，参考图24到28描述了其中的某些配置。考虑图24的压缩机定子组件157的实施方式，环形空间614可位于至少一个压缩机定子叶片126和旋转的定子构件661之间。图24的旋转的定子构件661典型地随轴64旋转，且某些实施方式可以附接到、集成到如参考图23所述的可独立旋转的压缩机转子120，或形成该可独立旋转的压缩机转子120的一部分，以和其基本一致地旋转。图24的环形空间614因此允许旋转的定子构件661相对于至少一个压缩机定子叶片126相对运动。密封件(未示出)可集成到旋转的定子构件内。环形空间614的图解尺寸可能比在喷气发动机中的实际尺寸大，但是其尺寸(或应提供密封件)应限制经过该空间的工作流体的通过。在某些实例中，参考图24所述的旋转定子构件661可被配置为与图23的相邻的可独立旋转的压缩机转子120轴向间隔开，如参考图23所示的。通过关于图23的至少一个相关的可独立旋转的压缩机转子叶片124定位至少一个压缩机定子叶片126，流过压缩机部102的充足的工作流体可压缩通过喷气发动机的工作流体，该工作流体被提供以用于图16和23的压缩机转子组件155相对于图16和24到28的压缩机定子组件157做相对运动。
考虑图25的固定的压缩机定子组件157的实施方式，空间616可位于固定的定子构件661和轴64之间(根据需要，其可被配置为间隔开或密封)。定子构件661的某些实施方式可固定地安装到至少一个压缩机定子叶片126。在这些实施方式中，定子构件661可典型地与喷气发动机壳体146保持固定，在某些实施方式中，固定的压缩机定子组件159可附接到、集成到喷气发动机壳体，或形成喷气发动机壳体的一部分。空间616因此允许轴64在固定的定子构件661内旋转。在某些实例中，参考图25描述的固定的定子构件661可与相邻的参考图23描述的可独立旋转的压缩机转子120轴向间隔开，以允许其间的相对运动。通过关于至少一个相对旋转的压缩机转子叶片124定位至少一个压缩机定子叶片126，通过压缩机部102的充足的工作流体可提供图23的压缩机转子叶片124相对于图25的压缩机定子组件157的压缩机定子叶片126做相对运动。
图26和27示出了包括可独立于图23的压缩机转子组件155的旋转而旋转的至少一个压缩机可旋转定子493的压缩机旋转定子组件457的许多实施方式。图26和27的压缩机可旋转定子493的某些实施方式可以支撑在许多轴承495上，且能够以独立于轴64的变化的旋转速度进行旋转驱动。压缩机旋转定子组件457的图26的实施方式的轴承495围绕至少一个压缩机可旋转定子493的外圆周安装。压缩机可旋转定子组件457的图27的实施方式的轴承495围绕至少一个压缩机可旋转定子493的内圆周安装。参考图26和27所述的轴承495的某些实施方式可为滚珠轴承、压图轴承或被配置为支撑负载在喷气发动机的构件的旋转速度的其他类型的轴承。
被配置为关于喷气发动机壳体146旋转的至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式参考图26和27进行描述。至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式被安装以在一个或多个轴承495(例如，典型地许多轴承)上旋转。在本公开内，术语“可独立旋转的压缩机定子”表示压缩机旋转定子组件457的一个可旋转和/或被驱动的构件，其位于可独立旋转的压缩机转子的附近，并被配置为与之相互作用以增强通过压缩机级的工作流体的压缩。
如参考图26和27所述的，至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可被配置为作为压缩机可旋转元件的一个实施方式运行，诸如可被参考图2到5和8到15描述的扭矩转换机构107驱动。因此，至少一个可独立旋转的压缩机定子493可以按精确的旋转速度(例如，RPM数)，诸如可适当地控制驱动轴或压缩机旋转速度进行精确地驱动。可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式也可被配置为诸如通过选择性地控制施加到至少一个可独立旋转的压缩机定子493的电极性进行制动或定位压缩机旋转元件。
因此，至少一个可独立旋转的压缩机定子493(及压缩机定子叶片126)的某些实施方式可被配置为相对于轴64和喷气发动机壳体146可独立地旋转。至少一个可独立旋转的压缩机定子493及压缩机定子叶片可被配置为旋转或被旋转驱动，如参考图26和27在本公开的其他位置所述。各可独立旋转的压缩机定子493可能不满足定子的真实定义(例如，保持固定)，因此，至少一个可独立旋转的压缩机定子493可被视为压缩机反转定子、压缩机自由轮定子、压缩机旋转驱动定子、可旋转的定子组件等。因此，可独立旋转的压缩机定子的这些实施方式可被驱动，因此不相对于喷气发动机壳体146固定，且因此除了它们确实与参考图23和25到28描述的压缩机转子组件155相互作用外，它们可不被视为真实的定子。
因此，在本公开内如参考图26所述的，至少一个压缩机可旋转定子组件457可包括至少一个可旋转的定子构件582、至少一个可旋转的定子叶片584和至少一个可旋转的定子轴承构件586。如参考图28所述的，至少一个压缩机可旋转定子组件457的某些实施方式可被参考图8到11所述的至少一个扭矩转换机构107驱动。如参考图28所述的，图16和23的至少一个压缩机转子组件155可在喷气发动机58内被驱动以在第一方向旋转，而图26的至少一个压缩机可旋转定子组件457可被扭矩转换机构驱动以在第二方向旋转。
如图26和27所述的，由于至少一个压缩机可旋转定子组件457可被配置为在与至少一个压缩机转子组件155相反的方向旋转，这两个在相反的方向旋转的构件有助于在至少一个压缩机转子组件155和至少一个压缩机可旋转定子组件457之间产生有效的相对运动。通过压缩机部的压缩机级的工作流体的流体压缩量是压缩机转子组件155和相邻的压缩机可旋转定子组件457的有效相对运动的函数。
因此，混合推进发动机100的某些实施方式可参考图26、27和28所述的进行配置，使得压缩机转子组件155和可独立旋转的压缩机定子493(例如，在本公开内这两者都可视为压缩机可旋转元件)能以相当低的旋转速度在相反的旋转方向旋转，且仍然实现相似的流体压缩。例如，代替压缩机转子组件以期望的旋转速度旋转来实现规定的压缩(例如，1800RPM)，考虑压缩机转子组件155和可独立旋转的压缩机定子493在相反的方向旋转(假设均在900RPM旋转，虽然根据期望或设计，一个可比另一个旋转得更快)以实现基本相同的工作流体的压缩。可选地，例如，压缩机转子组件155可以在1200RPM旋转，可独立旋转的压缩机定子493可在600RPM反向旋转。
此外，至少一个压缩机转子组件155的各种部件的某些实施方式，通过运行在较低的角速度而能够承受较小的应力和疲劳。在压缩机转子组件155上的相关损耗、相关的旋转涡轮组件及轴将均承受较少的负载、应力负荷和疲劳。可能延长大修之间的时间、这些部件的期望运行寿命。如在本公开中所述的，不仅与混合推进发动机100的某些实施方式相关的燃料消耗减少，而且修理、大修和更换费用也将得到限制。
如参考图16所述的，由于喷气发动机58的压缩机可旋转元件103、涡轮可旋转元件105和轴64能够以允许接合旋转(joint rotation)的方式彼此相互附接，且喷气发动机能够运行在较低的旋转速度，而压缩部实现相同的压缩，在以较低的旋转速度旋转至少一个涡轮可旋转元件105时，可由涡轮部提供较少的能量，且随后可被视为共同旋转的压缩机可旋转元件的一个实施方式。因此，气体涡轮或喷气发动机的某些实施方式可被配置为在喷气发动机(可集成到至少一个混合推进发动机100)的这些实施方式中(其中，至少一个压缩机可旋转定子组件457与至少一个压缩机转子组件反向旋转)消耗较少的燃料。本公开的其它部分提供了更多关于与压缩机可旋转定子组件457相关的操作、效率和功率的细节。
此外，通过图26和27的被配置为与至少一个压缩机转子组件155在相反的方向旋转的至少一个压缩机可旋转定子组件457(如参考图28所描述的)，能够减小和/或限制作为(诸如由喷气发动机及某种相关的陀螺效应产生的)该功率的一定量的非对称推力。某些这种非对称的推力及相关的陀螺效应能够产生某种负面的效果，诸如使航空器飞行起来更具挑战性，及提供不期望的力、应力、和/或疲劳到航空器及混合推进发动机100(或相关的发动机塔门)的各个部分。考虑提供相当大的扭矩(绕着单一轴)，能够通过航空器的诸如发动机、发动机塔门、机翼、控制平面、机身等部分提供相当大的扭矩、力、应力疲劳等。减小至少一个混合推进发动机100的几个部分的旋转速度(诸如至少一个压缩机旋转元件103和/或至少一个涡轮旋转元件105)具有限制施加到这些构件的力、应力及疲劳的效果。
通过被配置为与至少一个压缩机转子组件155在相反的方向旋转的至少一个压缩机可旋转定子组件457的部件，能够限制喷气发动机达到预定速度的转动持续时间。如上所述，通过反向旋转至少一个压缩机可旋转定子组件457，某些至少一个压缩机可旋转元件103(诸如压缩机转子组件155)的正常运行旋转速度可被限制，因此能够减小与至少一个压缩机可旋转元件103相关的质量和惯量，且能够限制将压缩机转子组件加速到期望的运行旋转速度的时间。
用于转动至少一个压缩机可旋转定子组件457的能量因此能至少部分由至少一个扭矩转换机构107提供(及可能诸如电池的相关的能量存储设备)，因此可不从喷气发动机，尤其是涡轮可旋转元件直接获取能量。
至少部分提供功率到参考图8到11描述的至少一个扭矩转换机构的电流可基于磁流体动力学原理至少部分从至少一个涡轮可旋转元件105的旋转或经过喷气发动机的特定的工作流体的通过来产生。至少部分由于至少一个涡轮可旋转元件105的旋转运动、工作流体通过喷气发动机或喷口/排放区或其一些组合，可包括发电机106的至少一个能量提取机构66的某些实施方式因此可产生电流。用于产生电流的部件可包括但不限于能量提取机构66和扭矩转换机构107。扭矩转换机构107的某些实施方式可将电能转换为机械能，诸如压缩机可旋转元件103的旋转和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转。通常，包括在能量提取机构66中的发电机106的某些实施方式因此能够与某些发电机相类似地构造，并执行与扭矩转换机构107相反的过程。
能量提取机构66的某些实施方式可被配置为执行转换机械能(诸如来自至少一个喷气发动机58内的工作流体的通过及至少一个涡轮可旋转元件105的旋转)以产生电能的过程，因此能够执行能量提取机构66和扭矩转换机构107的任务。某些基于交通工具的能量提取机构(诸如可用于产生电流以运行扭矩转换机构)可在操作上与各种电动机，诸如用于机车的牵引电动机及一些电动和混合汽车(包括Toyota Prius)在操作上相关，条件是混合汽车装备有动力制动器。
如参考图8到11的框图所述的，至少一个能量提取机构66和/或至少一个扭矩转换机构107的各种配置和实施方式现在将参考图12、13、14和15概括描述。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式因此可包括扭矩转换机构107以为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62内的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258提供动力。扭矩转换机构的某些实施方式由此可利用电能来产生机械能。在本公开的某些实施方式中，电能对应于由至少一个能量提取机构66的某些实施方式产生的电流。例如，图12示出了包括直接连接到轴64的能量提取机构66(可包括发电机106)的混合推进发动机100的一个实施方式的示意图。能量提取机构66的某些实施方式(例如，发电机106)可位于关于轴64的任何旋转的位置，包括但不限于，在压缩机部和涡轮部之间、涡轮部的下游、压缩机部的上游、或甚至连接到位于喷气发动机内的不同的涡轮。
如参考图12和13所述的，能量提取机构66的某些实施方式包括发电机转子1062和发电机绕组1064。发电机转子的某些实施方式包括导磁或导电材料，其可产生位移，诸如相对于发电机绕组1064旋转。发电机转子1062相对于发电机绕组1064的适当运动(诸如在图12和13中的发电机转子的旋转)将导致在发电机绕组1064内产生电流。
在本公开的某些实施方式中，机械能对应于在可独立旋转的推进器/风扇发动机62内的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式的旋转。预想了可保持在本公开的含义中的至少一个扭矩转换机构107的各种实施方式。
如参考图12和13所述的，可包括发电机106的能量提取机构66的某些实施方式可被配置为将发电机转子1062的运行(例如，旋转)形式的能量转换为电能。在航空器75的实例中，例如，由作为发电机的能量提取机构66提供的电能能够提供电流到至少一个扭矩转换机构107，其于是可用于驱动至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，或可选地(未示出)驱动各种压缩机可旋转元件、涡轮可旋转元件，提供功率到航空器(或其他交通工具)系统或仪器等。能量提取机构66的发电机转子1062的某些实施方式可直接机械耦合到(且旋转地响应于)涡轮可旋转元件105，可旋转地配置为依赖于涡轮旋转元件105的运动，可以从轴64的旋转运动传输该旋转。在某些实施方式中，轴64可被配置为刚性结构，从而相对静止又可共同旋转地关于至少一些涡轮转子132(包括至少一些涡轮转子叶片134)附接至少一些可独立旋转的压缩机转子120(包括至少一些压缩机转子叶片124)。
本公开提供了各种包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的喷气发动机。例如，在图1的航空器或其他交通工具中，至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的某些实施方式可被配置为用于涡轮推进器发动机的推进器或用于涡轮风扇发动机的风扇部。一般而言，扭矩转换机构107可被配置为在混合推进发动机100的至少一个喷气发动机58的前侧或后侧以增强分离的发动机的功率。并不是所有的流过至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的工作流体(例如，空气)也可被配置为通过混合推进发动机100的其他部分。
因此参考图13来描述被配置为至少部分基于被配置为涡轮旋转元件105的涡轮转子的旋转运动产生电流的能量提取机构66的某些实施方式，其中发电机绕组1064安装到涡轮可旋转元件105的附近并相对于其旋转。因此，发电机转子1062的某些实施方式可至少部分集成、安装、关联到图16的涡轮可旋转元件105，或以其他方式相对于涡轮可旋转元件105形成，和/或随之旋转，而其他发动机绕组位于接近涡轮转子或涡轮转子(例如，壳体)的喷气发动机的部分中。至少一个涡轮转子、涡轮转子叶片或至少一个其他涡轮可旋转元件因此可被配置为在至少一个发电机绕组1064内产生电流，该电流可随后施加到扭矩转换机构107(其可存储在图2的能量存储设备中)，如参考图8到11所述的。
可包括发电机106的能量提取机构66的上述实施方式可被配置为从涡轮可旋转元件107的旋转或随之旋转的其他可旋转元件获取能量。与之比较，发电机的某些实施方式可从通过喷气发动机58的工作流体的能量产生电流。如参考图14所述的，这种发电机被配置为磁流体动力学发电机。可应用于本公开的磁流体动力学发电机通常通过从在喷气发动机58的喷口区59或其附近的散热流中提取功率来运行，如参考图16所述的。磁流体动力学发电机的某些实施方式可增强磁流体动力学方面，其中，可将诸如碘或铯的电导体注入喷口区的喷气发动机上游。于是磁场可加到整个排气流，根据左手定律，在与施加的磁场成90度方向建立电流。然后可施加由工作流体能量发电机产生的电流以驱动扭矩转换机构。
包括发电机的一个或多个类型的能量提取机构66由此能够用于产生电流，其于是可驱动诸如包括一个或多个电马达的扭矩转换机构107的某些实施方式。
本公开提供了混合推进发动机100的许多实施方式，其中可独立旋转的推进器/风扇发动机62可与至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108分离和/或可控制地耦合，诸如通过使至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件能够独立于至少一个喷气发动机58的至少一个压缩机部102和/或至少一个涡轮部104的旋转而可旋转地运行。混合推进发动机100的某些实施方式由此能够被配置为使得轴64(其可包括主轴和/或多个轴)提供至少一个涡轮部104的一个或多个涡轮可旋转元件和至少一个压缩机部102的一个或多个压缩机可旋转元件之间的相对运动。轴64的某些实施方式不必延伸(或可选地，用别的方法被连接以延伸)来提供可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的相对旋转(或可选地，仅一部分时间提供旋转)。
在混合推进发动机100的某些实施方式中，轴64因此可以断开或被配置为不提供推进器/风扇部62和至少一个涡轮部104之间或至少一个压缩机部102和涡轮部之间的连续的机械连接，可在可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258及喷气发动机58的可旋转元件之间提供自由的旋转运动及操作。本公开描述了各种这样的自由旋转运动和/或可独立旋转的推进器/风扇发动机62和喷气发动机58之间的自由操作(其可为连续的或可选地在诸如飞行的交通工具运行的某些阶段可被控制)。
图8到11是图解混合推进发动机100的一个实施方式的框图，其中，提供给扭矩转换机构107的电流基于涡轮可旋转元件105的运动而从诸如发电机106的能量提取机构66(不包括可选的能量存储设备264)以基本瞬时的方式获取。因此，电流不能在诸如能量存储设备中存储相当长的时间。因此，在混合推进发动机100的多个实施方式中，由各种诸如发电机106的能量提取机构66产生的电流能够被不止一个扭矩转换机构107共享。
与之比较，参考图8-11描述的某些混合推进发动机100示出了包括可选的能量存储设备264的混合推进发动机100的另一个实施方式，能量存储设备264可获取由至少一个能量提取机构66产生的至少一部分能量，并将其存储一段持续时间。在能量存储设备264的各种实施方式中，持续时间的范围从瞬间存储到存储几分钟、几天等。能量提取机构66的某些实施方式由此能被配置为与各种至少一个能量存储设备264可操作地相关。至少一个能量存储设备264的某些实施方式可包括，例如：至少一个高功率等级电池、可再充电电池、至少一个飞轮、至少一个超级电容器或至少一个其他适合的能量存储设备等，或其组合。
能量存储设备的某些实施方式可被配置为立即存储由至少一个能量提取机构66产生的功率，使得其可用于立即或以后为扭矩转换机构107提供功率。因此，能量存储设备264的某些实施方式提供了用于存储产生的超过电流需求的电流的设备。这种使用能量存储设备的某些实施方式运行至少一个扭矩转换机构107的技术在某些情况中能够允许至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62在可独立旋转的推进器/风扇发动机的时间要求期间运行，而不用对至少一个能量提取机构66产生立即的电力汲取。
增强能量存储设备264存储能量的能力(例如，使用诸如能够产生相当大的电供应的再生技术)能够趋于增大至少一个混合推进发动机100的总效率。考虑能量提取机构66的某些实施方式能够提供在低需求期间获得的而在需求高峰期间对外供应的能量，因此能够限制在任何时间(从喷气发动机)产生的所要求的能量的最大量。可以期望更大或更高效的能量存储设备264以存储较大的电能，在需求较大的期间，这些能量又能重新获取。
能够提供在低需求期间获得的能量而在需求高峰期间对外供应的能量存储设备264的某些实施方式可视为一种再生设备。在许多飞行期间，例如，在低需求期间，电流可存储在能量存储设备264中，而在高需求期间，从能量存储设备重新获取电流以施加到扭矩转换机构107上。
某些传统的混合汽车，诸如Toyota Prius，被配置为提供在低需求期间获得的并以能够在需求高峰期间对外供应的方式存储的能量。Prius，与其他传统的混合汽车和越野车一样，能够利用诸如电池的能量存储元件以提供可选的驱动能量提取机构。某些诸如Prius的混合动力汽车在低需求期间关闭其燃气发动机，从而消耗电池的能量以运行电马达。
本公开描述了许多混合推进发动机100，其能够在飞行期间以喷气发动机能被重起的方式关闭至少一部分喷气发动机，并且，诸如通过使用在本公开中描述的功率共享技术，至少一些可旋转的工作流体位移发动机74能够从其他运行的喷气发动机和/或至少一些能量存储设备264获取能量来运行。诸如电池(尤其是可再充电电池)、飞轮、电容器元件、燃料电池等的许多能量存储设备的设计和能量存储能力在改进，通常制造得较轻且具有较大的电荷密度，以在交通工具中更有用。诸如在地面上，且在机场等，某些这种电池也可“插入”能量提取机构以获得增强的电荷。这种增强的电荷能够有助于混合推进发动机100的某些实施方式尤其在要求峰值性能期间诸如起飞、某些紧急事件等中执行。
如参考图8到11所述的，当能量存储设备264与混合推进发动机100的某些实施方式接口时，其作用不应与永动机相混淆。永动机可视为产生的能量比提供到其中的能量多的设备。与之比较，能量存储设备264的某些实施方式可被配置为有效地存储，且随后有效地提供先前施加到其上的至少一部分能量。因此，至少一个能量存储设备264的某些相对有效的实施方式可被配置为在较低的能量牵引期间，存储由至少一个能量提取机构66产生的能量，诸如当喷气发动机58及可独立旋转的推进器/风扇发动机62两者都运行在空闲状态或较低的水平(诸如在下降、慢巡航、滑行期间)。在低需求期间从至少一个能量存储设备264获取的能量能够在较高的需求期间诸如起飞、爬升、紧急事件等应用，以为可独立旋转的推进器/风扇发动机62的扭矩转换机构107提供动力(提供至少一部分电流)。
混合推进发动机100的某些实施方式因此能被配置为使之包括电动的航空发动机，其部分/所有的能量由机载能量提取机构66产生，使用该能量提取机构66为电马达推进提供动力。混合推进发动机100的某些实施方式因此能被配置为包括能量提取机构66，诸如通过使用参考图8到11所述的能量提取机构66。能量提取机构66可被布置为能量提取机构66与扭矩转换机构107组合串联或并联。能量存储设备的某些实施方式由此能够起着在时间上分开来自能量的混合推进利用产生能量的作用。
混合推进发动机100的某些实施方式可获得相当大的效率，其中涵道比较大(在某些实例中，具有大于10的涵道比)。涵道比可视为流过至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108(例如，“冷部”的工作流体除以流过至少一个喷气发动机58(例如，“热部”)的工作流体的比率。因此，通过使用至少部分由涡轮发动机驱动的能量提取机构提供的电能(例如，可能利用立即存储&功率调节)提供动力的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108，在混合推进发动机100的某些实施方式中，能够实现较大而有效的涵道比。
混合推进发动机100的某些实施方式可配置为提供运行在与相关的发动机不同的轴速变化或显著不同的即时轴马力的风扇。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108，其通过增大有效的涵道比及驱动力的轴速的近似恒定性(在某些实施方式中，通过显著变化风扇叶片角和/或轴速，及通过迅速使发动机切断电源进入动态制动)，由此获得相当大的混合推进效率。
包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的混合推进发动机100的某些实施方式通过使不应撑到发动机功率水平(其为一个或多个轴的配置和/或机械变速比的函数)的一些比率的推力水平有效，由此能够增大运行的安全容限。诸如在紧急操纵中，混合推进发动机100的某些实施方式既可在频率响应上快速，又可获得比发动机功率水平快的峰值推力水平。响应速度的提高不是使旁路风扇(推进器)离开远程电源的结果。这以允许至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108相对于至少一个喷气发动机58分离或可控地耦合的方式集成到喷气发动机的旁路风扇。
预想在混合推进发动机100内，功率控制设备302的各种实施方式可用于相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108控制至少一个喷气发动机58。在传统的航空器75中，例如，尽管可以为具有两个、三个、四个或更多至少一个混合推进发动机100的航空器提供类似的油门弧座，但对于传统的单一发动机喷气机，典型地使用包括用于每个发动机的阀门的油门弧座控制至少一个喷气发动机58的功率，如参考图39、40和41所图解的。与之比较，包括混合推进发动机100的航空器75的某些实施方式可被配置为提供对至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的控制及控制至少一个喷气发动机58。
油门弧座典型地包括用于每个发动机的油门，如参考用于单个发动机喷气机的图39、40和41图解的。航空器或其他交通工具的某些实施方式可包括显示各喷气发动机58和可独立旋转的推进器/风扇发动机62的旋转速度(例如，RPM)的指示器，可能以所谓的“流量计”的形式，未示出，或可选地，以数字读数的形式，诸如参考图42到44所述的。使用计算机界面、图形用户界面、计算机化的、控制器、菜单、滑条或其他诸如能在如参考图8到11所述的混合推进发动机控制器97的输入输出界面811中合理预期的配置来选择油门弧座的某些实施方式。电子发动机RPM指示器350可以在诸如机械LED、LCD、抬头显示及其他指示器，及喷气发动机RPM指示器352中显示是可能的。某些旋转速度(例如，RPM)指示器可以量化为或可以不量化为最大运行值的百分比，而不是例如参考图43或44在本公开中描述的某些实际值。
对于各种航空器75，可以在不同的飞行阶段控制至少一个喷气发动机58及至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的某些实施方式。考虑，例如，各种飞行状况包括但不限于，发动机关闭、发动机打开但航空器75停止、停放但在运行、滑行、起飞、在所有或多个高度爬升、巡航、下降、准备着陆、停止(例如，可能反向推力)。现在描述了这些飞行状况中的某些示例性但不是限制性实例，应该理解这些状况根据特定的类型、条件、操作和航空器75的其他方面可变化。
在至少一部分滑行状况中，可能要求其自身使用至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108来给航空器75提供动力，诸如至少一部分喷气发动机没有运行。这主要因为航空器75中滑行力较小。经常，例如在拥挤的机场，航空器75被迫在航线中停留或等待一段延迟的时间。如果能够至少主要使用各种扭矩转换机构107驱动的可独立旋转的推进器/风扇发动机62、压缩机可旋转元件103等执行滑行，同时限制一个或多个喷气发动机58的操作，则能够实现相当大的能量和成本节省。可期望将电池、电燃料电池或其他供电器(未示出)关联到如参考图9所述的扭矩转换机构107。这些电池、燃料电池或其他供电器被适当地配置以使用其自身的功率提供电流以运行(例如，旋转)至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108来滑行特定的航空器75，及运行诸如电和空调系统的特定的航空器系统。在这种配置下，航空器75能够滑行、制动和等待等，而不必燃烧相当多的航空燃料。
至少部分为扭矩转换机构107提供动力的基于电池的能量存储设备的某些实施方式可至少部分基于需求运行，如同混合动力汽车的电池得到广泛的理解一样。例如，在喷气发动机运行的至少一部分时间，对扭矩转换机构107的要求极少或没有要求(诸如在空闲、滑行、制动、下降、慢巡航期间等)。与之比较，在喷气发动机运行的大部分时间，诸如在起飞、爬升、快速巡航、某些紧急情况等，需要来自扭矩转换机构107的相当大的功率以为至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108提供动力。因此，某些这种电池可以在低需求时间存储电流，并在高需求时间提供该电流(这是混合推进发动机100及混合动力汽车的一个效率方面)。
具有各种场景，其中这种在低需求时间存储电流而在高需求时间归还电流的电池尤其有用。考虑在机场的大部分航空器操作是低需求的，在这期间与至少一个扭矩转换机构107相关的电池可以充电。与之相比，起飞和爬升操作是高需求的，在这段时间航空器可使用来自喷气发动机58和电池的满功率以尽可能地提供功率给至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108。可选地，大部分下降的航空器操作是低需求的，在这段时间与至少一个扭矩转换机构107相关的电池可被充电。与之相比，某些紧急爬升操作是高需求的，在这期间航空器可使用来自喷气发动机58和电池的满功率以在适当时尽可能地提供功率给至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108。
气体涡轮的使用效率(或对于给定的运行状况，减少燃料燃烧或使用)在喷气发动机设计中是重要的，因为其允许由喷气发动机驱动的航空器75在同样的燃料下运行较远的距离。可选地，具有较高效率的喷气发动机的航空器75航行给定的距离在航空器上需要较少的燃料。当给定的航空器75重量较轻，诸如通过携带较少的燃料和/或通过使其自身重量减轻，基于等式(1)，其为牛顿第二定律，航空器通常能够加速得更快且爬升得更快：
力＝质量×加速度    (1)
其暗示当加速度一定时，物体的质量越大，需要的力越大。因此，如在本公开中描述的，用于给定的航空器75的至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为由于限制诸如延伸的轴、某些控制表面、某些诸如用于反向推力的机械管道和叶片、使用较少能量的一些燃料等的使用或尺寸，使其重量较轻，可期望这种航空器飞得更快，及使用较少的燃料。
可以修改等式(1)的牛顿第二定律以应用于诸如至少一个喷气发动机58及可独立旋转的推进器/风扇发动机62的旋转部件的物体的旋转加速度，如根据等式(2)：
τ＝Iα    (2)
其中τ是物体的扭矩，I是物体的转动惯量，α是物体的旋转加速度。用来可旋转地加速涡轮转子组件129、可独立旋转的压缩机转子120、轴65等的某些实施方式的能量因此与混合推进发动机100的各特定的可旋转元件的转动惯量有关。已有的在喷气发动机和气体涡轮设计的效率的各种尝试因此能够仍然涉及限制相应的可移动或旋转部分的质量和/或惯量。
在本公开内，根据环境，推进器可被视为与风扇类似地运行，实际上等同于风扇，如同至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108所预想的。例如，推进器和风扇都提供推力而不会像气体涡轮或喷气发动机那样增加热量。因此，参考图3及在本公开的其他位置描述的一种或多种涡轮推进器发动机类型的至少一个喷气发动机58和参考图4及在本公开的其他位置描述的一种或多种涡轮风扇发动机类型的至少一个喷气发动机58在本文都可统一称为发动机或混合推进发动机100。
混合推进发动机100的某些实施方式因此包括可独立旋转的推进器/风扇发动机62。在本公开内，根据环境，术语“涡轮风扇”可以与或可以不与“涡轮推进器”互换地使用，正如“风扇”可以或可以不可选择地用作“推进器”一样。例如，可使用复合材料、铝、钛或其他适合的材料或合金来设计各种比较高效的航空器。类似地，可利用比较高效的技术设计不同的喷气发动机。利用如在本公开中描述的由混合推进发动机100的某些实施方式提供的各种技术可使这种燃料效率高效或比较高效的航空器设计的能效得到提高。
混合推进发动机100的某些实施方式能够非常高效，并提供对相当多种类的操作的相当重要的控制。具有各种推进器/风扇等同物，其适用于推进器/风扇，其说明至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108经常在低速时更高效，而至少一个喷气发动机58通常在高速时更高效。
等式(3)提供了关于至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108及至少一个喷气发动机58或其组合的推力的公认的等式：
推力＝质量流量率×(Vout-Vin)    (3)
其中：
Vout定义喷气发动机、涡轮喷气发动机或涡轮推进器发动机的输出速度，
Vin定义喷气发动机、涡轮喷气发动机或涡轮推进器发动机的输入速度，
推力是由喷气发动机、涡轮喷气发动机或涡轮推进器发动机施加的力，及
质量流量率是施加给喷气发动机、涡轮喷气发动机或涡轮推进器发动机的工作流体或空气的流量的质量比。
因此，喷气发动机58及至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108可被配置为提供推力。推力是在航空器飞行期间作用在其上的四个力之一，且趋于在航空器的飞行方向对其加速。因此，喷气发动机58及至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的推力方向通常被引导在大体上沿着航空器的飞行方向或交通工具的行进方向。等式(4)提供了关于至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108及至少一个喷气发动机或其组合的推力的公认的等式：
能量＝1/2质量(Vout 2-Vin 2)    (4)
不具有较高的涵道比的涡轮喷气发动机被视为通常在低速下具有较差的效率。该受限的效率是等式(4)的平方函数的结果，当速度低时，其导致比速度高时相当少的能量，但没有旁路的涡轮推进器发动机的效率在高速时较高。由于等式(3)可用于指示能量增加，推进器和风扇的某些实施方式在低速时具有较高的效率，但在高速时损失一部分效率。
2.多个混合推进发动机之间的相互作用
各种传统的喷气发动机及传统的涡轮喷气发动机和传统的涡轮推进器发动机可经由一个或多个轴被一个或多个涡轮驱动。因此，如果传统的喷气发动机、传统的涡轮喷气发动机或传统的涡轮推进器发动机中的涡轮停止旋转，则轴和相关的旋转压缩机元件、风扇和/或推进器也将停止旋转。因此，诸如可旋转的工作流体位移发动机74中的一个的重要部件的故障可停止某些传统的喷气发动机、传统的涡轮喷气发动机及传统的涡轮推进器发动机的运行。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为独立旋转这些可独立旋转的部件中的至少一部分。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式的各种旋转部件可被配置为由一个或多个轴驱动，每个由不同的旋转涡轮元件驱动。可被至少一个混合推进发动机控制器97控制的混合推进发动机100的某些实施方式的操作因此可包括根据需要提供电流给诸如如参考图3、4、8和在本公开的其他位置所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的可旋转的工作流体位移发动机74的非限制性实施方式；提供给参考图5、16、9、28、29及在本公开的其他位置描述的至少一个可独立旋转的压缩机转子120；提供给相对于图5、16、10、28、29及在本公开的其他位置描述的至少一个可独立旋转的压缩机定子493；提供给参考图5、11、16、28、29及在本公开的其他位置描述的至少一个可独立旋转的涡轮定子477。
与之相比，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可包括由可包括电马达的至少一个扭矩转换机构107驱动的各种可旋转的工作流体位移发动机74(例如，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62、至少一个可独立旋转的压缩机转子120、至少一个可独立旋转的压缩机定子493和/或至少一个可独立旋转的涡轮定子477，如上所述)。因此，即使喷气发动机不运行，各种可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式也因此能够运行。本部分描述了可由扭矩转换机构107驱动的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的许多实施方式。
由参考图8及在本公开的其他位置描述的至少一个能量提取机构66产生的电流可以施加到图1的航空器的任何至少一个各种可旋转的工作流体位移发动机74(例如，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62、至少一个可独立旋转的压缩机转子120、至少一个可独立旋转的压缩机定子493和/或至少一个可独立旋转的涡轮定子477，如上所述)。因此，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，至少部分消耗来自扭矩转换机构107的功率的这些各种可旋转的工作流体位移发动机74中的多个可经常被配置为独立于至少一个混合推进发动机100的其他部件运行。
此外，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，至少部分消耗来自扭矩转换机构107的功率的这些各种可旋转的工作流体位移发动机74(例如，包括但不限于，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62、至少一个可独立旋转的压缩机转子120、至少一个可独立旋转的压缩机定子493和/或至少一个可独立旋转的涡轮定子477，)中的多个可从至少一个扭矩转换机构107分享功率，且因此即使在相应的喷气发动机出现故障、关闭，或甚至故意或无意地关闭，其也能够继续运行。相反地，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，至少一个扭矩转换机构107能够从与相关的喷气发动机相关的至少一个能量提取机构66或与喷气发动机不相关的至少另一个能量提取机构获得电流。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，其中来自扭矩转换机构107的电流因此可用于为一个或多个需求电力的可旋转的工作流体位移发动机74(例如，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62、至少一个可独立旋转的压缩机转子120、至少一个可独立旋转的压缩机定子493和/或至少一个可独立旋转的涡轮定子477，如在本公开中所描述的)提供动力，根据环境，可被配置为和/或视为功率分享设备，因为它们能够与电流需求部件分享电流。关于功率分享特性的各个方面是一个或多个喷气发动机58可被配置为提供功率给不止一个扭矩转换机构107(和/或诸如电池等的能量存储设备264)。在某些实例中，例如，与特定的可独立旋转的推进器/风扇发动机62物理上关联的至少一个喷气发动机可以不是提供功率给与特定的可独立旋转的推进器/风扇发动机相关的扭矩转换机构的设备。
现在参考图45到50描述各种示例性但不是限制性的功率分享方案。这些功率分享方案的某些实施方式可依赖于被配置为从一个或多个不相关的至少一个喷气发动机的一部分获取至少一部分电流的特定的扭矩转换机构107(或相关的能量存储设备264)的配置或操作。这些被配置为从一个或多个不相关的至少一个喷气发动机的一部分获取一部分电流的方案可以为动态的，因为各扭矩转换机构可随着时间的推移从其接收电流的这些喷气发动机可根据例如，诸如用户喜好、能量存储设备的充电、一个或多个喷气发动机被关闭或失效或一个或多个可旋转的工作流体位移发动机74使用电流的因素而变化。
例如，图45图解了混合推进发动机100的一个实施方式，其中，功率分享方案为航空器的喷气发动机58提供功率到其单独的诸如电池的能量存储设备264。在该实施方式中，可利用各能量存储设备264以需要的旋转速率单独提供功率到其各自的扭矩转换机构107(其反过来为其可独立旋转的推进器/风扇发动机62或可旋转的压缩机元件提供动力)。这种功率分享方案可基于依赖使用由其各自的相关的喷气发动机(或更具体地，相关的喷气发动机58的相关的涡轮部)产生的电流的各扭矩转换机构66。
图46，例如，图解了混合推动发动机100的一个实施方式，其中功率分享方案为航空器的喷气发动机58单独提供功率给其单独的能量存储设备264(例如，电池)。考虑，例如，图46的第三个喷气发动机不能运行，或除此之外关闭(可能由于能量节约技术故意关闭)。可选地，第三个能量存储水平或元件可能变得不能运行或除此之外关闭。第三个扭矩转换机构于是能够从一个或多个其他的喷气发动机或能量存储设备，或至少诸如图11的可独立旋转的涡轮定子477的喷气发动机58的至少一部分接收其电流(其可用于至少部分驱动可旋转的工作流体位移发动机74，诸如图8的可独立旋转的推进器/风扇发动机62，或喷气发动机58的至少一部分，比如，图9或10的相应的可独立旋转的压缩机转子120或可独立旋转的压缩机转子493)。这种功率分享方案的一个方面可为限制从一个或多个喷气发动机和/或能量存储设备可得到的功率到至少一个可旋转的工作流体位移发动机74中的各个的差异。
此外，如参考图8到11所述的，具有低电负荷的至少一个能量存储设备264中的某些可接收从一个或多个其他的喷气发动机传输的电负荷(例如，从图46的喷气发动机2到喷气发动机4传输电流或与之相关的功率)。在一个或多个水平的该功率分享能够至少部分使用感测的电平，及混合推进发动机控制器97诸如感测在多个能量存储设备之间的不均匀的能量状态，及增大到与其他设备相比较低充电的能量存储设备的功率供应，及限制到与其他设备相比较低充电的能量存储设备的汲取来执行。在能量存储设备264的某些实施方式中的能量状态的不均匀性可基于诸如由各扭矩转换机构107导致的电流变化、至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的电流状态、由某些喷气发动机58供应的电流变化等因素。这种在不同的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74之间的功率分享可以手动执行，诸如由飞行员或飞行工程师观察座舱内的指示电池具有低功率或未按照需要运行的指示器；或自动执行，诸如通过使用混合推进发动机控制器97的某些实施方式中的一个或多个。这种由混合推进发动机控制器97的某些实施方式进行的自动控制可用于减少供给或施加到不同的混合推进发动机58的相应部件的电流的变化。
图47图解了混合推动发动机100的一个实施方式，其中功率分享方案为航空器的喷气发动机58单独提供功率给单个能量存储设备(例如，电池的单一仓库)。例如，单个电池或其他能量存储设备可用于供应所有的电流到所有的扭矩转换机构(或至少其一部分)。例如，可以为机身中的所有航空器混合需求提供一个集中的能量存储设备，或为位于那个机翼上或机身内的机翼上的混合推进发动机100提供一个集中的能量存储设备。
图48、49和50图解了多个混合推进发动机100的许多实施方式，在其功率分享方案中，对于航空器的喷气发动机58，每个能量提取机构66可被配置为单独提供功率给一个或多个扭矩转换机构107。例如，在图48、49和50的混合推进发动机100的实施方式中，在各能量提取机构66和各相应的扭矩转换机构107之间没有能量存储设备。因此，图48图解了提供至少一部分电流以为其相应的扭矩转换机构提供动力的各喷气发动机58。如在本公开中所述的，混合推进发动机控制器97的某些实施方式可控制在混合推进发动机100的喷气发动机和扭矩转换机构之间的功率分享方面(感测及操作或控制)，或可选地，飞行员、操作员或控制者可控制这些功率分享方面，尤其是用于为可旋转的工作流体位移发动机74提供动力的那些扭矩转换机构107的功率分享方面。
图45和46图解了利用功率分享方案的混合推进发动机100的一个实施方式，其中即使当一个或多个喷气发动机(可能与扭矩转换机构的期望组合中的某些相关)不运行或以其他方式关闭时，功率可保持到扭矩转换机构的期望组合。在这种情况，第三扭矩转换机构从除第三喷气发动机之外的其他喷气发动机(在图45的示图中，第二和第四喷气发动机)获取功率以提供期望的即时操作。图46图解了与图45类似的功率分配情景，除了与图45的扭矩转换机构的正常操作相比，该扭矩转换机构用于提供反向推力(例如，在相反的方向运行)。
本公开因此提供了与喷气发动机可操作地分开的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的各种能效较高的功率分享方面。例如，混合推进发动机100的某些实施方式可不配置诸如从喷气发动机连接到至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的一个或多个轴(或相关的变速箱)的机械连接。这种从一个或多个能量提取机构66(例如，排除机械连接、机械轴、变速箱等)为至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式提供动力可限制被施加以可旋转地加速喷气发动机58以运行或起动喷气发动机的能量的量。因此，喷气发动机能够很快起动。
混合推进发动机100的某些实施方式可利用已应用到汽车、轻型卡车和其他交通工具的混合能量源的某些能效方面特性。例如，能量源的某些实施方式可被配置为主电池或燃料驱动的能量提取机构等。考虑到由于多个能量或功率供给(至少一个可旋转的工作流体位移发动机74，其可操作地与喷气发动机58组合)，混合推进发动机100的某些实施方式可被视为混合动力的汽车。这种由扭矩转换机构驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机74可利用各种重型且不方便的机械连接，诸如延伸的轴和变速箱尤其具有挑战性。
这些经常用于传统的涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机的诸如延伸的轴、机械连接器和变速箱的机械连接趋于增加相当大的重量，尤其因为它们必须为喷气发动机和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇258运行在足够的旋转速度，且由于它们必须设计有不会在飞行中失效的足够的结构完整性。此外，这些机械连接、机械连接器和变速箱通常不允许在至少一个可旋转工作流体位移发动机74和喷气发动机58之间的涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机之间的相关元件之间的这种独立操作。利用扭矩转换机构107为可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力，可基于如参考图8到11所述的功率大的电池和扭矩转换机构107(某些电池或扭矩转换机构可包括许多或近期开发的或诸如可提供相当大的功率的其他方面)的使用。为至少一个可旋转的工作流体位移发动机74等提供动力的扭矩转换机构的使用能够限制混合推进发动机100的总重量，由此允许更有效的操作，和可能如参考图1所述的航空器75的更长的范围、增大的有效载荷等，且此外在某些实例中能够增加航空器的安全操作。利用扭矩转换机构107的某些实施方式为至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力。即使相关的喷气发动机58不运行，这种功率分享能提供诸如在多个扭矩转换机构107之间的相当大量的独立操作。
这种诸如功率分享的在多个相应的扭矩转换机构107之间的为图8到11的多个相应的可旋转的工作流体位移发动机74提供动力的独立操作对于限制由多个混合推进发动机100提供动力的航空器75的非对称推力是有用的。考虑如果至少一个可独立旋转的推进器/风扇258由于任何原因减速、停止或借风力旋转，不仅由相应的混合推力发动机100产生的推力会受到限制，而且至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的各个叶片在不旋转时可用作“阻力”以(可能不一致地)制动航空器或使航空器在不运行的喷气混合推进发动机100的方向偏航、俯仰或倾斜。即使喷气发动机58不适当地运行或根本不运行时，通过允许扭矩转换机构107为至少一个可独立旋转的推进器/风扇258提供动力，则不充分运行的混合推进发动机100的推力特性和阻力特性通常比传统的涡轮推进器发动机、涡轮喷气发动机等中的情况更类似于完全运行的混合推进发动机。
通过在多个扭矩转换机构107之间提供由能量提取机构66产生的电流的功率分配，单个喷气发动机58可在任何给定的时间可操作地与多个扭矩转换机构107相关，其中，各扭矩转换机构107可提供至少一部分功率给图8到11的至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74中的各个。例如，这可允许一个或多个同轴的和/或一个或多个不同轴的可旋转的推进器/风扇258在正常的巡航期间与喷气发动机58基本对准。例如，在飞机的各个机翼上，喷气发动机58可为基本同轴定位的可旋转的工作流体位移发动机74(例如，可旋转的推进器/风扇258)提供动力，这可为，在某些涡轮推进器喷气发动机/涡轮风扇发动机配置中，通过喷气发动机的工作流体可为可旋转的涡轮元件105提供动力。在某些实例中，一个或多个可旋转的推进器/风扇可安装在机翼的内侧或外侧上，因此不与为至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力的特定的可旋转的涡轮元件105基本一致，尽管在各种实施方式中可能至少部分与之一致。
至少一个喷气发动机58的某些实施方式可被配置为双转动的发动机，其中在第一转动期间，至少一个压缩机部102的至少一部分和至少一个涡轮部104(通常在高压侧)的至少一部分加速，而在第二转动期间，压缩机旋转元件的至少一部分的至少一个涡轮部104的至少一部分(通常在低压侧)和可独立旋转的推进器/风扇发动机62加速。双或多转动混合推进发动机100(诸如至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74是否由喷气发动机机械或电驱动)与类似尺寸和配置的诸如单转动的传统的涡轮推进器/涡轮风扇发动机相比，经常起动更快，需要相同或较少的能量，且更快地响应于加速或转动。
具有各种能够提供的多转动配置，其中变化至少部分基于第二转动的细节。在混合推进发动机100的某些实施方式中，至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件可被配置为通过自身加速，诸如由扭矩转换机构107提供动力，可能有助于可旋转工作流体位移发动机74的某些实施方式提供或增强通过喷气发动机58的工作流体流。
在至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件的第二实施方式中，压缩机旋转元件的至少第二部分在第二转动期间加速(例如，包括级的一个或多个可旋转部分的压缩机旋转元件的第一部分在第一转动期间加速)。由于第二压缩机部分在第一转动期间不加速，第一转动可以更快地执行。第二转动的第三实施方式包括前两个实施方式的部件。
表示增大的转动速率与喷气发动机58和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62能够加速到期望的速率的时间相关的重要性。考虑航空器下降、同时接近机场上的较低的高度的那些实例。在这些情况中，航空器的喷气发动机的功率设置可以非常低，由于航空器在下降，且在下降期间不需要大的推力来保持升力。考虑另一个航空器或障碍在着陆跑道上，或可能飞行员不能通过视觉检测在该接近的端部的机场，因此必须执行复飞。也考虑在大雾或多云天气，当航空器在不期望或不确定的位置闯出云彩的低仪表进场，快速施加推力以执行复飞。飞行员或乘务人员可试图通过向前推油门允许航空器爬升并加速航空器，由于在转动期间，与提高发动机速度相关的惯量减少，可较快地加速和/或转动至少一个混合推进发动机100的某些实施方式。由于由混合推进发动机100的某些实施方式产生的实际推力可相当多的低于在这些转动期间所需要的推力，更有可能航空器在转动期间(例如，以需要的速率爬升)，航空器将会根据需要或必要执行。
飞行员认为较低的速率(发动机转动相当长的时间)潜在地提供了危险情景，喷气发动机制造商、航空器制造商及飞行乘务人员可能要求尽可能可行地提高旋转的发动机速度(在转动期间)的速率。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为主要通过减小被加速的涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机的相关惯量来提高旋转的发动机速度在转动期间的速率，从而允许航空器实现与喷气发动机的旋转速度相关的期望的飞行配置，诸如期望的较快的爬升速率。
混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为以减小的噪声运行。通常，传统的推进器航空器在起飞期间比喷气航空器对于周围环境更安静。考虑在声音敏感的航空器应用(诸如越来越常见于航空器从机场起飞和/或降落到机场)中，较少的喷气发动机能够运行。此外，来自那些较少的喷气发动机的更多功率能够从运行的喷气发动机分享功率，并提供给多个可独立旋转的推进器/风扇发动机62以减少与喷气发动机相关的噪声，同时保持选取的如参考图8到11和45到50及在本公开的其他位置所述的运行特性。可选地，喷气发动机可以运行在较低的功率设置，且到航空器的一部分功率可以从运行的喷气发动机功率共享并由可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供。
与可比较的单独的喷气发动机相比，涡轮推进器发动机和涡轮风扇发动机通常证明它们具有较高的能效。混合推进发动机100的某些实施方式能够获得诸如升高的转动速率的较快的转动加速响应。被配置有可改善尤其在较低的高度的爬升特性的相应的推进器或风扇的至少一个混合推进发动机100的响应速度越快，可提供诸如在较短的距离的起飞和紧急爬升、和短场起飞和着陆的方面。考虑混合推进发动机100的设计，按照参考图8到11相关描述的参考特性54，通过相应的推进器或风扇的工作流体(例如，空气)的一部分也通过喷气发动机(亦称，涡轮驱动的发动机)。由于涡轮推进器发动机或涡轮喷气机的相应的推进器或风扇通常在直径上比参考图8到11描述的喷气发动机的可旋转部件要大很多，按照参考特性56，通过相应的推进器或风扇的空气的一部分也流过至少一个喷气发动机58的入口周围，从而其特征为通过旁路区144的旁路流。
3.包括可独立旋转的推进器/风扇发动机的混合推进发动机
本公开现在描述了被配置为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少有一个可旋转的工作流体位移发动机74的许多实施方式。因此，可配置混合推进发动机100的某些实施方式以使得用于至少部分为至少一个旋转的工作流体位移发动机74提供动力的至少一个扭矩转换机构107特别地被配置为可独立旋转的推进器/风扇发动机62。尤其参考了图3、4、8、30、31和32及在本公开的其他位置描述了被特别配置为可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的那些实施方式。这可允许至少一部分可独立旋转的推进器/风扇发动机62在至少一个扭矩转换机构的功率下继续运行，即使至少一个喷气发动机58中的一个或多个不运行或关闭。混合推进发动机100的某些这种实施方式可提供改善的运行低效性，由于由可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供的推力在某些实施方式中可相对于喷气发动机变化。
可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式的这种独立驱动可根据环境，在任一方向及一些可控的旋转速度，诸如可由参考图2及在本公开的其他位置描述的扭矩转换机构107(例如，电马达)的某些实施方式提供。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为其中至少一个扭矩转换机构107可用于以允许提高能效的方式至少部分为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供动力，因为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62和至少一个喷气发动机58在试图改善或优化诸如至少部分依赖于当前的运行条件、高度、航空器所需要的速度等的操作中均可以彼此独立的旋转速度运行。因此，混合推进发动机控制器97的某些实施方式及航空器的飞行员或操作员，对于瞬间的条件，可操作以试图有效实现在至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62之间的旋转速度的组合。例如，推进器和风扇通常在较低的高度和在较低的高度爬升时比喷气发动机更高效；而喷气发动机在较高的高度通常比推进器和风扇更高效和有威力。可能需要通过在较低的高度增大由至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62相对于至少一个喷气发动机58提供的功率比；在较高的高度增大由至少一个喷气发动机58相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供的功率比，改变或控制至少一个混合推进发动机100的效率。
本公开提供了关于喷气发动机58的可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的各种可独立旋转的操作。关于至少一个喷气发动机58的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的这种独立旋转的某些实例使用各种技术可提供混合推进发动机100的增大的效率，其中某些技术可由混合动力汽车或其他高效的航空器或交通工具的设计者和/或用户识别，如本文所述的。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式因此可包括，且具有可至少部分由至少一个能量提取机构66和至少一个扭矩转换机构107的组合提供动力的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108。
由至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62驱动的至少一个混合推进发动机100的某些实施方式即使在较高的高度也能良好地执行。典型的活塞驱动的内燃发动机在较高的高度诸如10000或20000英尺由于稀薄的氧气而遭受性能下降。与之相比，诸如依赖于电马达的某些扭矩转换机构在较高的高度不遭受该性能限制，且可期望该扭矩转换机构即使进入太空环境也能坚持运行(即使相关的推进器或风扇可能不能良好地执行)。
除了参考图3、4和8及在本公开的其他位置所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，至少一个喷气发动机58的某些实施方式可以集成到各种涡轮推进器发动机和/或涡轮风扇发动机中。可独立旋转的推进器/风扇发动机在不同的实施方式中可位于在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中的至少一个喷气发动机58的某些实施方式的前侧(接近图3和4的喷气发动机入口)，或后侧(邻近图11的喷口59)。本公开描述了可能较常见的配置，其中可独立旋转的推进器/风扇发动机62被定位成接近喷气发动机入口，但可为某些设计修改(例如，允许可独立旋转的推进器/风扇承受来自喷气发动机58的热量和排放速度)的代表。
使用某些传统的涡轮推进器发动机和传统的涡轮风扇发动机，相应的至少一个推进器或风扇可连接以经由至少一个轴被喷气发动机的涡轮(直接或更典型地经由变速箱)机械驱动。因此，在传统的涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机中的某些传统的推进器/风扇的旋转速度经常受限于喷气发动机的至少一个可旋转元件的一些固定的比例(基于变速箱或缺少其的配置)。
如参考图3、4、8、30、31和32所述的，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可包括但不限于，至少一个扭矩转换机构107和至少一个旋转的推进器/风扇258。使用至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108，至少一个扭矩转换机构107可旋转地驱动至少一个旋转的推进器/风扇258。典型地，较大的喷气机可装配有涡轮风扇发动机，其中风扇组件(典型地包括风扇毂和风扇叶片)与至少一个喷气发动机58可操作地相关。与之相比，中型和/或较小的喷气机可典型地装配有涡轮推进器发动机(其中，旋转的推进器/风扇258包括具有推进器叶片和推进器毂的推进器，未示出)，或涡轮风扇发动机，尽管有一些例外。喷气发动机主要用于航空器应用，但也应用于陆地和海上交通工具(包括水上航行器)，所有这些，取决于范围，都旨在由本公的教导覆盖。
至少一个喷气发动机58的某些实施方式可被配置为独立的设备以向航空器或其他交通工具提供推力，或可选地，可被配置为独立关联于相应的风扇或推进器以形成混合推进发动机100。因此，混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为提供至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇258之间的独立操作。此外，某些传统的喷气发动机及传统的涡轮喷气机或涡轮推进器发动机可以式样翻新，成为混合推进发动机100的一个实施方式(诸如通过增加至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，其可由相关的飞行员、操作员和/或混合推进发动机控制器97进行控制)。
这种喷气发动机58的旋转部分相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的独立旋转操作可被视为混合涡轮推进器发动机或混合涡轮风扇发动机设计的某些实施方式的代表。混合涡轮推进器或混合涡轮风扇发动机设计由此可被视为提供在至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇258之间的独立旋转操作。这种独立的操作可以指示或可以不指示喷气发动机58运行在不同的可控制的旋转速度，或运行在与可独立旋转的推进器/风扇发动机62相同或相反的方向。在本公开中应用的术语“混合”，根据环境，可被视为类似地用于混合动力的汽车，其中燃气发动机(例如，喷气发动机)和扭矩转换机构中的任一个、没有一个或两者可被配置为在任何给定的时间和/或条件施加功率以在运行的某些时间推进交通工具。
通过能够反转至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的方向，能够导致与反向推力相比正常推力的变化。改变该电马达的方向或极性(这可与至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62相关)能够快速执行，这对于缓慢移动与许多反向推力应用相关的机械结构是有用的。各种电马达可提供在较短暂的持续时间内的相当大的功率，这对于在诸如起飞和爬升的快速爆满功率可能是有用的。与特定的电马达相关的性能类型可被认为与特定的航空器性能和应用有关。
使用至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，出故障或不运行的至少一个喷气发动机58甚至能够关闭和/或进行适当处理，使用参考图45到50所述的功率分享概念，航空器可在来自可独立旋转的推进器/风扇发动机62的补充功率下运行。如果航空器具有一个或多个具有能量存储设备264的功率较大的混合推进发动机100，如参考图9所述的，则从飞行的能量消耗较少的部分获取的额外的功率可提供给飞行的能量消耗较大的部分(例如，起飞、巡航、紧急事件等)。
此外，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可被配置为控制或影响航空器(用于多发动机航空器)的空气动力特性。例如，对于传统的喷气机的某些实施方式的发动机电力中断，如果至少一个混合推进发动机100(用于多发动机航空器)关闭，涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机可导致非对称的推力。这种非对称推力(其中，与保持运行发动机的平均推力对准的轴与航空器的质量中心远没有对准)能够使飞行某些航空器难以或甚至不可能控制。非对称推力能够使航空器更加难以飞行，且已被认为是许多飞机坠毁事件的影响因素。通过允许至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62即使在喷气发动机出现故障或关闭的情况下继续允许，能够减小非对称推力的影响。
因此，即使当相关的喷气发动机58关闭时，至少一个混合推进发动机100的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62能够继续运行并产生推力，能够限制在出现故障或关闭的混合推进发动机和其他发动机之间的推力差。在某些实例中，如果一特定的混合推进发动机100关闭，则至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62可加速或甚至全速运行以限制在出现故障和无故障的混合推进发动机之间的总推力差。
如图3和4所示，混合推进发动机100的某些实施方式图解了可从基本对准位置(实线示出)倾斜到基本倾斜位置(虚线示出)的可独立旋转的推进器/风扇发动机62。在基本对准位置和倾斜位置之间的选择可为任意的，且根据各特定的混合推进发动机100的配置可以不同。可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可被配置为当在基本对准位置(实线示出)时由于来自扭矩转换机构107的输入，绕着可旋转的推进器/风扇轴305旋转。当可独立旋转的推进器/风扇发动机62在其基本对准位置内旋转时，可旋转的推进器/风扇轴305能够与工作流体通过喷气发动机58的方向基本在同一直线上，且其被配置为提供基本上平行于可旋转的推进器/风扇轴305的推力。代替可倾斜的，除了可调节之外，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可以以相对于喷气发动机的固定角度进行固定安装。当提供给可独立旋转的推进器/风扇发动机62的推力基本平行于喷气发动机58的旋转轴(例如，轴)时(在图3和4中图解的可独立旋转的推进器/风扇发动机62的实线位置)，则由可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供的推力直接加到由喷气发动机提供的推力。
可独立旋转的推进器/风扇发动机的某些实施方式可使用倾斜调节器(未示出)，以从第一对准位置(例如，其中可旋转的推进器/风扇轴305与通过喷气发动机58的工作流体流的整体方向基本平行)到基本倾斜位置(虚线示出，其中可旋转的推进器/风扇轴305相对于通过喷气发动机的工作流体流的整体方向倾斜)调节可独立旋转的推进器/风扇发动机62的角度。预想这种倾斜调节器可使用诸如枢轴、杠杆、液压装置、电传操纵系统或其他已知的系统的已知技术来提供这种倾斜功能，或可选地，使用参考图8所述的混合推进发动机控制器97的某些实施方式。
由于可独立旋转的推进器/风扇发动机62从可旋转的推进器/风扇轴305倾斜到可倾斜的可旋转的推进器/风扇轴305a，由可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供的推力也从平行于可旋转的推进器/风扇轴305倾斜到平行于倾斜的可旋转的推进器/风扇轴305a。
当提供给可独立旋转的推进器/风扇发动机62的推力相对于喷气发动机58的旋转轴倾斜(在图3和4中图解的可独立旋转的推进器/风扇发动机62的虚线位置)时，则推力的水平分量(可能除了推力的竖直分量之外)可由可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供，且推进器/风扇发动机推力的水平分量由此可基本添加到由喷气发动机提供的喷气发动机推力。虽然由可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供的推进器/风扇发动机推力的水平分量可以关于地面、喷气发动机或航空器获得。与之相比，推力的竖直分量可添加到航空器的机翼的升力，及可视为克服航空器的重量(或重力)。由可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式提供的推进器/风扇发动机推力的竖直分量可关于地面、喷气发动机或航空器获取。
因此，通过倾斜可独立旋转的推进器/风扇发动机62以使得可旋转的推进器/风扇轴从与可旋转的推进器/风扇轴305基本对准倾斜到与倾斜的可旋转的推进器/风扇轴305a基本对准，可减小(比如，向前的)推力，而可以增大推力的向上的分量。例如，在某些实例或配置中，如果需要从提供较大的水平加速度或水平速度切换到提供较大的升力，这种可独立旋转的推进器/风扇发动机62的倾斜可适用。
这种倾斜的配置和推力的竖直分量及推力的水平分量的随之产生的修改在本质上意在示例性的，而不是限制范围。为了关于推力的水平分量相对调节推力的竖直分量的可独立旋转的推进器/风扇发动机62的倾斜可在某些实例中使用，以调节航空器的某些性能方面。例如，如果需要在与航空器或喷气发动机对准的方向更快地加速或行进(诸如当在旋转前的起飞期间沿着跑道加速时)，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可根据环境与可旋转的推进器/风扇轴305对准，以增大推力的水平分量，如图3和4图解的。与之相比，如果需要爬升得更快、能够运载更多的负载、以较慢的速度飞行等，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可根据环境与倾斜的可旋转的推进器/风扇轴305a对准以增大推力的竖直分量，如参考图3和4所述的。例如，在旋转期间，混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为使得至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62倾斜以提供推力的增大的竖直分量，且允许航空器运行如同其重量减轻，由此能够在某些实施方式中例如能够以较快的爬升速度旋转后起飞、较短的起飞路程、较慢的飞行速度或其他这种性能特性。
例如，当飞机在最初的沿着跑道起飞期间起飞时，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可与可旋转的推进器/风扇轴305基本对准。随着航空器加速以到达其旋转点(在此处飞机起飞)，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可与可旋转的推进器/风扇轴305基本对准。
通过倾斜至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，可以修改各种混合推进发动机的性能参数。例如，通过向下倾斜至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，航空器具有更大的被向下操纵以下降的趋势。可能需要至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式在着陆后向下倾斜，使得航空器具有加重的效果，诸如可被配置为“粘到”跑道上。
另一个可提供给可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式相对于至少一个喷气发动机58的“位移”可包括使可独立旋转的推进器/风扇发动机62(在竖直偏移、水平偏移或其某些组合)相对于混合推进发动机或航空器的其余部分产生横向偏移。虽然图中没有显示该偏移，其可包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62在基本垂直于流过喷气发动机的工作流体的方向的位移。可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可位于固定的偏移位置，或可选地在飞行期间或在地面上时可移动地偏移。
可独立旋转的推进器/风扇发动机62的倾斜的某些实施方式可至少部分由飞行员或操作员通过各种感测的、确定的和/或计算的参数进行控制，或可选地至少部分由混合推进发动机控制器97进行控制。可以使用各种通常已知的、但不是限制性的机构或执行器诸如枢轴连接、液压装置、气动装置、步进马达等。可独立旋转的推进器/风扇发动机62的这些特定的倾斜的配置和操作在本质上意在示例性的，而不是限制范围。由于诸如电马达的扭矩转换机构107的某些实施方式能够相对容易地倾斜、偏移、形成角度或与可独立旋转的推进器/风扇阀发动机62组合以其他方式位移，其可在构造上相对简单，诸如可为混合推进发动机100的各种实施方式提供位移(且可不必依赖于诸如例如从传统的喷气发动机传输扭矩的轴、传动装置等的机械连接)。
扭矩转换机构107的某些实施方式可被配置为允许如参考图2描述的可旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式关闭，或在地面或飞行中重新起动。可被配置为加速于是导致至少一个喷气发动机58加速或起动的该可旋转的工作流体位移发动机74的某些实例可包括，但不限于：如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、如参考图9所述的至少一个可独立旋转的压缩机转子120、如参考图10所述的至少一个可独立旋转的压缩机定子493，及如参考图11所述的至少一个可独立旋转的涡轮定子477。通过提供至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62相对于至少一个喷气发动机58的更为适合的配置，混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为相当大地提高航空器的燃料效率。可旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式可被相对较快地加速，因为其由扭矩转换机构107而不是喷气发动机58加速，从而减少喷气发动机的转动。在一个具有多个喷气发动机的航空器中，在低于峰值需求期间，至少一部分喷气发动机可以关闭，且当需求提高时再重新起动。可选地，与喷气发动机的操作相关的至少一部分能量能够转换为电流，其可用于为可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供动力。
在喷气发动机58不运行时，根据混合推进发动机100的配置，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可运行一段规定的时间。考虑，例如，航空器起飞和在起飞后马上损失功率。在这些难以控制的情景中，可能高度需要提供足够的功率(例如，使用可独立旋转的推进器/风扇发动机62)给该航空器以允许适当的推进和/或可操作性诸如允许在飞行和/或着陆期间改善控制，即使航空器损坏。
应该注意可配置航空器的不同实施方式以用于不同类型的操作且可配置以提供不同类型的飞行特性。例如，装备有混合推进发动机的某些实施方式的某些喷气战斗机可利用可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式的倾斜和/或偏移以提供改善的机动性、增大的加速度和/或降低的转动速率。与之相比，装备有混合推进发动机的某些实施方式的某些喷气航空器或商业喷气机可利用可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式的倾斜和/或偏移，诸如提供提高的燃料经济、某些改进的起飞、爬升、或着陆特性等。
诸如通过使用扭矩转换机构107选择性地提高或降低至少一个可旋转的推进器/风扇258中的至少一部分的旋转速度，及偏移或倾斜至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一部分，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可运行以提供或增强可操纵性。该可操纵性可用于正常和紧急状况。考虑图1的航空器，如果位于航空器的一侧的涡轮推进器发动机、涡轮风扇发动机或喷气发动机比位于航空器的另一侧(例如，右侧)的发动机运行得更有威力，则在航空器的左侧上将有较强的不对称的推力，且飞机将易于偏航到右侧。如果非对称推力的水平足够大，航空器甚至变得不可控。运行可独立旋转的推进器/风扇发动机62中的至少某些可以减小、限制或甚至排除该非对称推力及其影响。虽然由于其提供了不可控性，这种非对称推力在某些实例中可能是不期望的，但当其在限制内时，可需要其提供可操纵性给飞机75或其他交通工具。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式由此可被配置为提供或确保各种航空器的某些类型的操纵性。考虑如果在航空器的左侧的某些至少一个混合推进发动机100及某些至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62比在航空器的右侧的那些运行速度更快。趋势是航空器在被加速的喷气发动机位于的一侧(例如，右侧)相反的方向偏航。另一个趋势可能为，例如，航空器向右侧倾斜，因为左机翼比右机翼行进得更快，因此较快的左机翼将比较慢的右机翼具有更大的升力(由于在其他方面相同的情况下，行进较快的机翼比较慢的机翼具有更大的有助于升起的力)。因此，加速在航空器(典型地在多发动机航空器中)的一侧的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，同时保持航空器的另一侧的可独立旋转的推进器/风扇发动机62，可导致倾斜，并随之产生朝向航空器的与加速的一侧相对的一侧的翻转。类似地，降低在航空器的一侧的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的旋转速度，同时保持航空器的另一侧的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62，可导致倾斜并产生被减速的航空器的一侧的翻转。
这种翻转的功率供给可被执行为协调，尤其在没有应用相当大的控制表面时。在本公开内，飞机的控制表面例如可包括但不限于外副翼、舵和飞行员或操作员可用于控制航空器的路径的升降机。通过选择性地将至少一个混合推进发动机100相对于航空器的重心定位，可以实现由至少一个混合推进发动机提供的关于航空器的偏航、俯仰或倾斜轴中的至少一个的可操纵性。例如，通过经由混合推进发动机100的各发动机同时提供或多或少的功率能够实现关于俯仰轴的可操纵性。可能包括靶机或其他无人驾驶的飞机的航空器的某些实施方式可利用这些技术以实现可操纵性，且可在某些实例中限制适合的诸如舵、外副翼、升降机、副翼等的控制表面的使用。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为提供或增强某些类型的调整装置(trim)给各种航空器。在航空器中，调整装置指控制调整机构，通过其，飞行员、用户或远程航空器控制器可选取或输入例如从控制表面施加到控制(control yolk)或操纵杆的控制压力，诸如通过稍微移动所谓的“调整片”来限制。通过改变在特定的控制表面上方的气流等，诸如限制调整装置的需要可操纵调整片。飞行没有调整装置的有人或无人驾驶的航空器可能低效，因为过多的控制力和控制表面应用对于控制无调整机构的航空器来说是必要的。当不恰当地应用时，调整片或调整表面实际上起着速度制动的作用，由于过多的控制力和控制表面应用变得不必要且可要求航空器以不协调的方式飞行。
调整片最经常用于限制沿着俯仰轴的控制压力，在某些航空器中沿着偏航轴。例如，如果航空器趋于在航空器的一侧(例如，左侧)偏航，可增加在航空器的该侧(例如，左侧)的一个或多个可独立旋转的推进器/风扇发动机62。与之相比，调整可包括通过控制某些至少一个混合推进发动机100的相关操作，尤其是某些至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的操作来实现的粗调或细调。通过提供可提供或增强可操纵性和/或调整性的至少一个混合推进发动机100的各种实施方式，能够相当大地限制某些控制表面和/或调整片的尺寸和/或甚至必要性，诸如通过至少一个混合推进发动机100的某些实施方式的可控操作。通过限制某些控制表面和/或调整片的使用和/或尺寸，预想某些航空器能够在空中更有效地飞行，导致提高的燃料经济。
可能包括无人驾驶的靶机等的某些航空器可以设计有减少的关于一个或多个飞行轴的控制表面和/或调整片等，通过为至少一个混合推进发动机100的至少一部分可独立旋转的推进器/风扇发动机62或某些至少一个喷气发动机58提供动力或去除动力，至少部分使用上述控制技术来提供可操纵性，如在本公开中所描述的。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为使得至少一个可独立旋转的推进器/风扇258诸如在着陆以减速航空器期间能够提供反向推力。例如，可通过反转至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转方向，这可通过反转相关的至少一个扭矩转换机构107的方向来实现，来提供这种反向推力。这种反向推力与前向推力一样应该可调节以控制其应用。由于扭矩转换机构能够快速加速或反转方向，它们能够快速切换到反向推力模式或从反向推力模式切换(通常比用于转动某些传统的喷气发动机的时间更快)。而且，如参考图3到11所述的，至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式能够进入反向推力模式而不用起动包含在传统的涡轮风扇发动机和涡轮推进器发动机中的用于反向推力的较复杂的叶片和管道。可配置为电马达的扭矩转换机构107的某些实施方式可被配置为经常通过按压开关或接触以切换电马达的极性来切换旋转方向。此外，包含在传统的涡轮风扇发动机和涡轮推进器发动机中的叶片和管道能增加相当大的重量及航空器设计的复杂度，这两者都受到被配置为可独立旋转的推进器/风扇258的扭矩转换机构的使用的限制。
使用自动驾驶仪可相当大程度地增加航空器的燃料效率，由于许多自动驾驶仪限制控制表面的变化，及与由飞行员或操作员(尤其是没有经验的飞行员或操作员)施加的变比相比，最终的偏航、俯仰和/或倾斜的调整量的变化。例如，连续将航空器转向期望路线的左侧和右侧，及爬升到期望高度以上或下降到期望高度以下，可提供减小的燃料效率。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可导致相当大的燃料效率，尤其当与自动驾驶仪组合使用时。在许多情况中，期望飞行员/操作员路线尽可能不变地飞行(没有爬升或下降，或过度地转向期望路线的左侧或右侧)以增大航空器的燃料效率。同时考虑使用至少一个混合推进发动机100的某些实施方式能限制控制表面、调整片、致动器、连接件、电缆组件、控制杆等的相对大小。在航空器设计中，限制这些控制表面、调整片等的大小可导致总体限制航空器75的重量，同时限制了相关组件的复杂性。
某些喷气航空器通常在较高的高度更高效(但需要相对大量的能量爬升到该高度)，尤其当长距离行进在较高的高度时。例如，推进器驱动的航空器通常具有较低的使用升限，诸如它们不能在高于10000到20000英尺的高度运行，尽管诸如某些功率大的军事活塞航空器的功率大的活塞航空器可具有更高的实用升限。混合推进发动机100的某些实施方式可允许某些至少一个混合推进发动机100能够提供改善的高度性能，因为能够运行最高效的发动机(在至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62之间)。可基于诸如密度高度、压力、期望的飞行速度等考虑选取特定的高度。例如，在20000英尺以上主要使用喷气发动机58。在10000英尺以下，及在噪音敏感的机场运行期间，可使用可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式等。
混合推进发动机100的某些实施方式因此可被配置为利用喷气发动机的某些效率及推进器和/或风扇的某些效率以产生相对高效的发动机。因此，至少一个喷气发动机58的某些实施方式及至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式或其组合可被配置用于在某些飞行活动、高度、状况、操作等的高效运行。
具有相对高效的设计的某些喷气发动机或气体涡轮可集成到混合推进发动机100的各种实施方式以提供相对高效的运行。混合推进发动机100的各种实施方式的结构和操作将在本公开的下文描述，诸如参考但不限于图8所述的。在本公开内，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的相对功率、可旋转速度和其他特性和/或参数，与至少一个喷气发动机58相比，可以改变或相对调整。例如，在某些航空器中，可独立旋转的推进器/风扇发动机62可以足够强健和/或图8的(可选的)能量存储设备264可不充分充电以保持航空器在某些巡航水平或甚至允许稍微的爬升(特别在较低的高度)，其中当一个或多个至少一个喷气发动机62不运行时，推进器和/或风扇尤其高效。与之相比，对于航空器的某些实施方式，至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62可能(自身)不够强健，或相关的电池可以不充分充电，以保持航空器在某些巡航水平。即使至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62不足以保持航空器在特定的高度，或以特定的速率爬升；但使用至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62应该足以增大喷气发动机出滑行距离。例如，由于如此增大航空器的喷气发动机出滑行距离，航空器将能够滑行一段增大的距离，诸如可包括一适合的或期望的机场或着陆位置。因此，可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式的相对功率，及至少一个能量存储设备264的某些实施方式的能量存储容量可与喷气发动机相互作用以提供至少一个混合推进发动机100的某些实施方式的适合的操作性能。
某些航空器或其他交通工具可利用用于某些类型的元件的能量以提高特定的交通工具的效率。至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可包括至少一个能量存储设备264，诸如电池、飞轮、电容器等以允许由喷气发动机58(使用能量提取机构66)的至少一部分产生的电流由至少一个可选的诸如电池、飞轮等的能量存储设备264存储，于是电流可提供给可独立旋转的推进器/风扇发动机62的扭矩转换机构107，如参考图8所述的。与之相比，如参考图8所述的至少一个混合推进发动机100的某些实施方式不包括至少一个可选的能量存储设备，而是由至少一个喷气发动机58(利用能量提取机构66)产生的电流于是基本即时应用以为扭矩转换机构107提供动力。能够存储/从至少一个能量存储设备264获取的能量的量可基于至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62以某一适合的旋转速度运行一段适合的间隔所需要的能量的量选取。如参考图3、4、30和31所述的，某些适合和结构固定的配置的安装件42可用于物理上将至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62(通常包括扭矩转换机构107和/或物理相关的可旋转的推进器/风扇258)附接到喷气发动机58或机身的某些其他适合的部分，以便物理上支撑和/或确保扭矩转换机构和/或物理上相关的可旋转的推进器/风扇258。安装件42可包括一个或许多支撑组件、杆、横木、安装件、扣件以允许至少一个可独立旋转的推进器/风扇258以相对于喷气发动机58做旋转运动(可至少部分由至少一个扭矩转换机构107提供)的方式支撑扭矩转换机构107和/或相关的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258。
本公开提供了各种技术，通过这些技术，可关于喷气发动机58内的涡轮可旋转元件105的旋转速度使用各种诸如可被飞行员或操作员通过混合推进发动机控制器的图8的输入输出界面811起动或查看，和/或使用参考图8所述的混合推进发动机控制器的各种实施方式自动执行的手动杠杆、选择器和/或指示器等可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转速度。这种对旋转速度的控制可以是绝对的，其中至少一个可独立旋转的推进器/风扇258和至少一个喷气发动机58的旋转速度均单独控制；或相对的，其中至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转速度关于至少一个喷气发动机58进行控制。
在某些实例中，对于飞行员在正常或紧迫的情景下记忆和/或手动适当控制如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258及可独立旋转的推进器/风扇发动机62的功率设置(由飞行员、飞行乘务人员和/或远程地)可能具有挑战性。然而，功率设置在许多实例中可至少部分利用混合推进发动机控制器97的某些(例如，手动或自动)实施方式和使用手写或数字清单更适当地或可靠地确定或控制功率设置。在本公开中描述了混合推进发动机控制器97的某些实施方式的操作、输入/输出及结构。
混合推进发动机100的某些实施方式可被布置为使得喷气发动机58因此在转动期间能加速(包括至少一个涡轮可旋转元件105和至少一个压缩机可旋转元件103)，且可独立旋转的推进器/风扇发动机62可使用由扭矩转换机构107提供的力加速。多级转动经常比单级完成得更快，因为使用涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机，当涡轮可旋转元件105、压缩机可旋转元件103和/或旋转的推进器/风扇258中的大部分使用施加的相同的力(例如，来自涡轮)同时转动时，必须起动总计更大的惯量的更多的可旋转元件。某些传统的涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机的推进器/风扇经常具有固定的机械连接(可能包括一个或多个轴和/或变速箱)，所有的都由从喷气发动机的涡轮施加的力加速。
在混合推进发动机100的某些实施方式中，可独立旋转的推进器/风扇发动机62可以按关于至少一个喷气发动机58的某种方式在位置上确保允许至少一个喷气发动机58的至少一个压缩机部102和至少一个涡轮部104及轴64经由一个或多个轴64旋转。该经由轴64的旋转传输可等效为提供其间的机械旋转连接。轴的机械连接可允许轴64的旋转从图11示出的至少一些涡轮转子130直接传递到其他可旋转组件(诸如至少一个压缩机部102的至少一些可独立旋转的压缩机转子120或连接的压缩机转子叶片122，或可选地，轴或多个轴部)直接到提供连接到图11示出的涡轮转子130的轴58和其他可旋转组件(诸如至少一个压缩机部102的至少一些可独立旋转的压缩机转子120或连接的压缩机转子叶片122)之间的某些恒定的变速比的轴64的非旋转延伸部(或可选地，经由变速箱)。因此，使用从至少一个涡轮部104的旋转部件产生的电流的混合推进发动机的一个实施方式可根据环境被配置为提供可运行至少一个压缩机部102及至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的间接地来自至少一个涡轮部104的电流。
混合推进发动机100的某些实施方式，尤其是那些推进载人航天器的实施方式，意在诸如通过使至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62即使在至少一个喷气发动机失效时根据需要继续运行来安全运行。使至少一个可独立旋转的推进器/风扇258以低于期望值的较慢的速率运行，或在飞行期间停止旋转，可对航空器75的期望的飞行特性明显不利。正如与推进器驱动的航空器中的推进器一样，减慢或停止可独立旋转的推进器/风扇发动机62的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258在某些速度(例如，停止速度可增加)可减小航空器75的空气动力。
考虑到不旋转的推进器不可能会产生升力，反而能提供与不旋转的推进器的前侧面积成比例的空气阻力。考虑这些实例，其中涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机中的至少一个喷气发动机58的至少一部分变得不运行且不提供期望的或设计的推力，与所谓的“压缩机停转”一样。由于该压缩机停转，通过减慢或停止通过喷气发动机的工作流体流使至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的运行受到影响，由于涡轮可旋转元件105和压缩机可旋转元件103的较慢的旋转速度，期望这两者在产生类似的组合推力的同时消耗较少的燃料。
使用可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式可减少航空器在诸如起飞的爬升期间使用的能量的量。在某些实施方式中，在诸如滑行期间可以对电池进行充电，或在起飞前将电池接通以供电。因此，由混合推进发动机100提供的推力可包括由至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供的扭矩转换机构107(例如，电马达)的第一推力加上由喷气发动机提供的第二推力的总和。扭矩转换机构可独立于喷气发动机运行(没有扭矩像在传统的涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机中那样经由轴传输)，因此提供到至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的推力不限制由至少一个喷气发动机58产生的推力。
根据特定的配置，在该情况下，至少一个可独立旋转的推进器/风扇258可停转、静止、借风力旋转，或可提供其他潜在不需要或不恰当的操作以产生期望的升力。可期望喷气发动机58可被配置得更小和/或更轻以产生比传统的喷气发动机稍微较小的力；因为喷气发动机与由扭矩转换机构107提供动力的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108组合的组合推力可提供与传统的喷气发动机类似的推力。此外，由于至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇258之间的轴64的受限的链接，至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的可旋转操作依赖于至少一个喷气发动机58的旋转。
如参考图3、4、8、30、31和32及在本公开的其他位置所述的本公开的某些实施方式可提供至少一个可旋转的推进器/风扇258关于至少一个喷气发动机58的独立的可旋转操作。因此，至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可(依赖于提供给诸如电马达的扭矩转换机构107的电功率约束)以相同的旋转速度旋转、只有一个运行在旋转速度而其他停止、每个均运行在不同的可旋转速度、每个均运行在相同的方向，或每个均运行在与至少一个喷气发动机58相反的方向。这种对至少一个可独立旋转的推进器/风扇258及喷气发动机的旋转速度的控制可通过飞行员或空勤人员至少部分通过混合推进发动机控制器97执行，或甚至至少部分经由远程控制执行(诸如在从地面控制无人驾驶的航空器的情形)。
至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可具有至少部分由扭矩转换机构107提供的动力，源于以某种方式从包括涡轮叶片132的涡轮转子130的旋转产生的电流。
至少一个可独立旋转的推进器/风扇258相对于至少一个喷气发动机58的独立的可旋转操作在某些实施方式中可由飞行员或空勤人员控制，混合推进发动机控制器97可位于航空器上，或与航空器远离。这种喷气发动机的可旋转部分相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的独立的可旋转操作可视为涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机设计的代表。混合涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机设计从而可视为提供至少一个喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇258之间的独立操作。在本公开中应用的术语“混合”根据环境可类似地用于混合动力的汽车，其中燃气发动机和扭矩转换机构中的任一、都不或两者都被配置为在运行的某些时间施加功率以推进交通工具。
关于混合推进发动机100的某些这种混合实施方式，由喷气发动机58和扭矩转换机构107提供的功率的时间和比例可根据诸如交通工具的速度、从扭矩转换机构可得到的电流、交通工具是否在爬升或下降等因素而变化。该喷气发动机的可旋转部分相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的独立的可旋转操作可提供大体上改善和延伸的飞行操作，诸如通过限制延伸轴、变速箱和其他机械连接增大有效载荷以提供至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转运动。
喷气发动机58的可旋转部分相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的该独立可旋转操作的某些实施方式也可提供由一个喷气发动机产生的功率(电流)在一个或多个可旋转的推进器/风扇组件108之间分享的功率分享。相反地，喷气发动机58的可旋转部分相对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的该独立可旋转操作的某些实施方式也可提供从可旋转涡轮部件和/或包括在不止一个喷气发动机内的工作流体产生的由一个可独立旋转的推进器/风扇组件108利用的功率(电流)的功率分享。对于通常的运行操作及紧急状况，可利用这种在一个或多个喷气发动机58之间相对于一个或多个由能量提取机构提供动力的可旋转的推进器/风扇组件108的功率分享。
例如，由于效率原因，可能需要关闭某些至少一个喷气发动机58(例如，在四喷气发动机航空器中两个舱内混合推进发动机或两个舱外喷气发动机)。由于相对高效的功率分享的目的，如参考图45到50所述的，通过关闭某些喷气发动机，来自运行的发动机的能量(例如，产生的电流)可用于产生电流以提供可旋转力到所有的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，以根据期望或需要，实现由其各自的如在本公开中描述的扭矩转换机构107为一个或多个至少一个可独立旋转的推进器/风扇258提供动力。各扭矩转换机构107(与特定的一个喷气发动机及58和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇258相关的)从特定的能量提取机构66接收功率可能是不必要的。产生的电流的形式的功率能够在施加到不同的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的引起力之间转移。从至少一个能量提取机构66的这个功率转移使得相应的力施加到不同的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，这也可称为功率分享，其中由至少一个喷气发动机产生的功率可以分配到不止一个的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，或可选地称为功率平衡，其中减小由一个或多个喷气发动机58提供的在多个至少一个可独立旋转的推进器/风扇258之间的功率差。
对于如参考图45到50所述的某些功率分享或功率平衡方案，也可期望通过例如控制供应到相关的至少一个扭矩转换机构107的电流来增大某些至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转速率(诸如由每分钟的转数或RPM量度的旋转速度)使其高于或低于其他转速。考虑如果一个或多个喷气发动机在飞行的给定时间没有运行或不能运行，则相关的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258能够加速到较大的旋转速度(或降低到较小的旋转速度)，以和喷气发动机在运行的混合推进发动机100相比，在喷气发动机不运行的发动机100之间保持更均衡的推进。
可能希望相对控制某些至少一个可独立旋转的推进器/风扇258以围绕至少一个轴驾驶航空器。例如，可能希望加速位于航空器的一侧(例如，右侧)的那些至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，如参考图1所述的，以将航空器有效偏航到航空器的另一侧(例如，其左侧)。与之相比，将航空器78偏航到右侧，在航空器的左侧的至少一个混合推进发动机100与右侧的相比，可以旋转加速(RPM提高)，和/或可选地，左侧的那些发动机可被减速。因此，航空器75或其他交通工具98的某些实施方式可被配置为通过选择性控制混合推进发动机100的某些实施方式，尤其是至少一个可独立旋转的推进器/风扇258，可被驾驶或操作。例如，在航空器的左侧的至少一个混合推进发动机100与右侧的相比，旋转速度的增大可导致左侧机翼比右侧机翼加速更快(具有更大的推力)，也可能导致左侧机翼比右侧机翼具有大相当多的升力。反之，如果航空器的右侧机翼比航空器的左侧机翼加速更快，亦然。
为了增大航空器的整体速度，在航空器的两侧的至少一些混合推进发动机可类似地增加，例如，类似的RPM数。在巡航期间，可能需要能够控制至少一个可独立旋转的推进器/风扇258运行的相对旋转速度，因此控制至少一个可独立旋转的推进器/风扇的推力。这种相对控制许多至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的旋转速度可称为功率分享，在本公开的某些部分描述该过程为功率分享。功率分享的最基本形式包括试图平衡在不同的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258之间的可旋转加速度和/或推力(或限制其差异)。
混合推进发动机100的某些实施方式被配置为如果其他的发动机失效或出现故障，诸如通过允许喷气发动机58或可独立旋转的推进器/风扇发动机62运行来限制燃料不足。这种燃料不足的原因包括但不限于，阻塞的燃料线路、破裂的燃料线路、用完喷气燃料等。
因此，可能希望即使与一个或多个至少一个可独立旋转的推进器/风扇258相关的一个或多个至少一个喷气发动机58不运行，也能够以恒定的旋转速度运行至少一个可独立旋转的推进器/风扇258。这种关闭某些至少一个喷气发动机58同时保持多个至少一个可独立旋转的推进器/风扇258以提供改善的运行效率，趋于增大航空器75的范围，增大在空中的时间等，这些均可视为航空器75或其他交通工具98在某些巡航、起飞、着陆或紧急操作配置期间效率的提高。在某些有噪声限制的机场，例如，可能需要限制运行中的喷气发动机58的数量，或限制喷气发动机的可旋转速度(其通常相对嘈杂)；同时可能最大化至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的数量或至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的运行可旋转速度(其通常相对安静)。
本公开由此描述了如参考图8所述的混合推进发动机100的各种实施方式，其在至少部分运行期间由扭矩转换机构107和至少一个喷气发动机58提供动力。至少一个喷气发动机58的某些实施方式可包括，但不限于，至少一个压缩机部102、至少一个涡轮部104和能量提取机构66。诸如可包括在至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108中的扭矩转换机构107的某些实施方式可从能量提取机构66获得至少一部分功率。如在本公开中描述的，至少一个能量提取机构66可至少部分集成到至少一个涡轮部104中。被配置为至少部分基于涡轮转子132的旋转运动产生电流的能量提取机构66具有各种实施方式。
图2、3、4、8、30、31和32示出了包括提供可用于为扭矩转换机构107提供动力的电流的能量提取机构66(如参考图8所述)的许多实施方式的混合推进发动机100的某些实施方式。某些实施方式包括能量提取机构66和可选的能量存储设备264。能量提取机构66(其通常可视为如参考图12-15所述的发电机)的某些实施方式可至少部分基于涡轮可旋转元件105的旋转产生电流。涡轮可旋转元件105的某些实施方式可包括依赖于涡轮或轴64的运动和/或通过喷气发动机的工作流体的能量提取机构66。能量存储设备264的某些实施方式可存储由能量提取机构66产生的能量直到能量被扭矩转换机构107利用。如参考图8所述的扭矩转换机构107至少部分驱动至少一个旋转的推进器/风扇258。至少一个旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可被配置为诸如从至少一个能量提取机构66提取外部能量，而其他的不行。
混合推进发动机100的某些实施方式的某些元件可在操作上与如参考图2、3和4所述的其他混合推进发动机的某些元件相关。例如，在飞行期间，可能需要停止某些喷气发动机58，并允许其他发动机运行，使用至少一个能量提取机构66的某些实施方式从其提取能量，并使提取的能量(以电流的形式)可能施加到能量存储设备264和扭矩转换机构107。该提取的能量可用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机74，其可包括至少一个可独立旋转的压缩机定子493。在诸如巡航和/或下降的低需求期间运行较少的喷气发动机58可期望改善燃料英里数和至少一个混合推进发动机100的效率，及限制至少一个混合推进发动机的某些部件的磨损、应力、疲劳等。因此，至少一个旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可从一个或多个能量提取机构66接收功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的一个方面。类似地，如在本公开中描述的，各能量提取机构可从一个或多个不同的喷气发动机58接收产生的功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的另一个方面。
此外，至少一个旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可被配置为方便喷气发动机的起动而不需要远程起动器。这种起动或试图起动喷气发动机可发生在地面，或可选地在飞行中。这种方便的重新起动可发生部分是因为至少一个旋转的推进器/风扇258及可独立旋转的工作流体位移发动机74的其他部件可能并不都需要较高的旋转速度来重新起动，至少某些可独立旋转的工作流体的位移发动机74的质量可由至少一个扭矩转换机构107而不是至少一个喷气发动机58加速，如在本公开中所述的。因此，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，起动至少一个喷气发动机58可需要较少的惯量，因此至少一个喷气发动机的某些实施方式可被配置为以使用至少一个旋转的推进器/风扇258的某些实施方式协助的方式在飞行中起动。
如果至少一个喷气发动机的某些实施方式能够在飞行中更加容易起动，则由于预料它们能够被重新起动，因此它们能够在飞行中停止，这也是对的。考虑某些混合动力的汽车增加其燃料英里数的方式是在非峰值(扭矩)需求的某些时间关掉其燃气发动机。类似地，与至少一个混合推进发动机100相关的至少一个喷气发动机的某些实施方式的至少一部分可被配置为在诸如巡航和下降的低于峰值需求的时间停止，仅由那些运行的喷气发动机58产生的电流可使用能量提取机构66的某些实施方式进行提取。从至少一个喷气发动机58中的特定的一个提取的电流可施加给至少一个能量存储设备264和/或至少一个扭矩转换机构107(其与特定的至少一个喷气发动机可能相关或可能不相关)，如参考图45到50所述的。类似地，从至少一个喷气发动机58中的特定一个提取的电流可最终用于旋转一个或多个可旋转的工作流体位移发动机74(被配置为至少一个旋转的推进器/风扇258)，其在操作上可能与该特定的喷气发动机58相关，或可能不相关，如参考图45到50所述的。
图39图解了功率弧座902的一个实施方式，其可由航空器75的飞行员或机组人员使用，诸如通过使用可用于控制由至少一个喷气发动机58及至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62输出的功率的油门。如图39所述的，对于航空器75的各混合推进发动机100，油门弧座902的某些实施方式可包括一个喷气发动机油门904和一个推进器/风扇电发动机油门906。油门弧座912的某些实施方式可被配置为使得至少一个喷气发动机58的旋转速度独立于至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的某些实施方式(即使当一特定的喷气发动机在操作上与特定的可独立旋转的推进器/风扇发动机相关)可控制。
喷气发动机油门904的某些实施方式的运动可被配置为加速或减速如参考图8所述的喷气发动机58的压缩机可旋转元件103和/或涡轮可旋转元件105。推进器/风扇电发动机油门906的某些实施方式的运动可被配置为加速或减速扭矩转换机构107，因此加速或减速至少一个可独立旋转的推进器/风扇258。图23图解了油门弧座902的实施方式，其应用于具有单个混合推进发动机100(一个喷气发动机58及一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62)的航空器。对于具有N(从1到4的整数，或甚至多达8)个混合推进发动机100的航空器，将有N个喷气发动机油门904和N个推进器/风扇电发动机油门906以适当控制至少一个喷气发动机58及至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的可旋转速度(RPM)。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为在至少一部分时间，可使用至少一个喷气发动机58的设置背景来设置至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62。例如，可在航空器的周围布置许多传感器(未示出)以感测与喷气发动机操作、飞行状况、外部状况、油门设置、飞行状况(例如，起飞、巡航等)等相关的参数；且基于至少部分这些设置背景，混合推进发动机控制器97可适当地设置至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62。
6.包括可独立旋转的压缩机转子的混合推进阀发动机
本公开现在将描述被配置为旋转至少一个可独立旋转的压缩机转子120的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的许多实施方式(尤其参考图5、9和28及在本公开的其他位置所述)。在本公开内，至少一个可独立旋转的压缩机转子120的两个实施方式可被驱动以独立于由涡轮转子、轴等提供的旋转而旋转。混合推进发动机100的某些实施方式被配置为使得至少一个扭矩转换机构107可用于至少部分为至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力，工作流体位移发动机74又被配置为至少一个可独立旋转的压缩机转子120。这种独立驱动可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可根据环境，在任一方向和诸如可由参考图2及在本公开的其他位置所述的扭矩转换机构107(例如，电马达)的某些实施方式提供的某些可控制的旋转速度。
混合推进发动机100的某些实施方式可包括两种类型的压缩机转子，其均被配置为旋转以驱动通过压缩机部的至少一部分工作流体：a)可附接到且由参考图12到15所述的至少一个轴64驱动的那些，及b)可独立于至少一个轴64的旋转而驱动的那些，根据环境，其在本文称为“可独立旋转的压缩机转子”。压缩机转子的某些实施方式可被配置为在被配置为可独立旋转的压缩机转子和被配置为轴可旋转的压缩机转子之间切换。例如，某些可独立旋转的压缩机转子可被旋转地锁定、旋转地附接、旋转地有磁力地固定或以其他方式旋转地固定到至少一个轴64以和至少一个轴一同旋转，从而作为轴可旋转的压缩机转子(类似于传统的压缩机转子)。与之相比，旋转地解锁、旋转地断开连接或旋转地有磁力地解开固定该附接到轴的可独立旋转的压缩机转子允许它们再次作为可独立旋转的压缩机转子。
混合推进发动机100的某些实施方式被配置为使得如参考图12到15所述的至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机转子120(尤其参考图5、9、28和在本公开的其他位置所述的)提供动力。该由至少一个扭矩转换机构107为至少一个可独立旋转的压缩机转子120提供动力可允许独立于轴驱动的经由轴64(在图12到16示出)驱动的压缩机转子的操作和旋转。因此，在运行的最初阶段，仅某些压缩机转子可被轴驱动，使得其他被配置为至少一个可独立旋转的压缩机转子120的压缩机转子不必由轴驱动，导致由轴加速的质量和惯量减少。这允许至少一些可独立旋转的压缩机转子120在至少一个扭矩转换机构的功率下具有增大的起动速率、延长的持续运行及增大的旋转加速度(例如，转动)。即使喷气发动机58不能运行或关闭，至少一个可独立旋转的压缩机转子的某些实施方式仍能继续运行。混合推进发动机100的某些这种实施方式可提供改善的运行低效率，由于由至少一些可独立旋转的压缩机转子120提供的旋转速度及推力在某些实施方式中可相对于喷气发动机变化。
如参考图16所述的，压缩机部102的某些实施方式可包括许多压缩机级119。各压缩机级119的某些实施方式可包括至少一个可独立旋转的压缩机转子120和至少一个压缩机定子122。至少一个可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可附到轴64(从涡轮部105的涡轮转子130旋转)，并随之旋转。至少一个压缩机定子122的某些实施方式(与如参考图6和29在下一部分描述的可独立旋转的压缩机定子493相比)不必随着轴64的至少一部分旋转，实际上通常保持相对于喷气发动机58的非旋转部分基本固定。
如参考图5、9和28及在本公开的其他位置所述的混合推进发动机100的实施方式，可与至少一个扭矩转换机构107组合使用，或二者选一，以至少部分为至少一个压缩机转子120提供动力。混合推进发动机100具有许多实施方式，其中至少一个扭矩转换机构可用于至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机转子120提供动力。
因此，关于混合推进发动机100的某些实施方式，某些至少一个可独立旋转的压缩机转子120可经由轴从至少一些涡轮部的涡轮转子驱动，而某些涡轮转子可独立于轴64的旋转而驱动。例如，诸如包括在高压压缩机级(例如，靠近图16的燃烧室)中的某些可独立旋转的压缩机转子120可被配置为随着轴旋转；而诸如包括在低压压缩机级(例如，远离图16的燃烧室)的其他可独立旋转的压缩机转子120可被配置为独立于轴旋转，以由至少一个扭矩转换机构驱动。将哪些压缩机级配置为具有可独立旋转的压缩机转子120，以及将哪些配置为具有轴驱动的压缩机转子的选择表示一种设计或工程选择。
至少一个可独立旋转的压缩机定子493的那些不固定的部分可由至少一个扭矩转换机构107驱动。经由燃烧室施加以加热、膨胀通过喷气发动机的工作流体的燃料具有相对较低的效率(通常低于20％)。可使用增大的效率至少部分基于至少一个能量提取机构66将来自喷气发动机的大部分能量转换为电流。至少一个可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可被配置为诸如从至少一个能量提取机构66提取外部能量，而其他可能不行。
混合推进发动机100的某些实施方式的某些元件可在操作上与其他如参考图2和28所述的混合推进发动机的某些元件相关。例如，在飞行中，可能需要停止某些喷气发动机58，并允许其他发动机运行，使用至少一个能量提取机构66的某些实施方式从其提取能量，并将提取的能量(电流的形式)可能施加到能量存储设备264及扭矩转换机构107。该提取的能量可用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机74，其可包括至少一个可独立旋转的压缩机转子120。在诸如巡航和/或下降的低需求期间运行较少的喷气发动机58可期望改善燃料英里数和至少一个混合推进发动机100的效率，及限制至少一个混合推进发动机的某些部件的磨损、应力、疲劳等。因此，至少一个可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可从一个或多个能量提取机构66接收功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的一个方面。类似地，如在本公开中描述的，各能量提取机构可从一个或多个不同的喷气发动机58接收产生的功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的另一个方面。
此外，至少一个可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可被配置为方便喷气发动机的起动而不需要远程起动器。这种起动或试图起动喷气发动机可发生在地面，或可选地在飞行中。这种方便的重新起动可发生部分是因为至少一个可独立旋转的压缩机转子120及可独立旋转的工作流体位移发动机74的其他部件可能并不都需要较高的旋转速度来重新起动，至少某些可独立旋转的工作流体的位移发动机74的质量可由至少一个扭矩转换机构107而不是至少一个喷气发动机58加速，如在本公开中所述的。因此，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，起动至少一个喷气发动机58可需要较少的惯量，因此至少一个喷气发动机的某些实施方式可被配置为以使用至少一个可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式协助的方式在飞行中起动.
如果至少一个喷气发动机的某些实施方式能够在飞行中更加容易起动，则由于预料它们能够被重新起动，因此它们能够在飞行中停止，这也是对的。考虑某些混合动力的汽车增加其燃料英里数的方式是在非峰值(扭矩)需求的某些时间关掉其燃气发动机。类似地，与至少一个混合推进发动机100相关的至少一个喷气发动机的某些实施方式的至少一部分可被配置为在诸如巡航和下降的低于峰值需求的时间停止，仅由那些运行的喷气发动机58产生的电流可使用能量提取机构66的某些实施方式进行提取。从至少一个喷气发动机58中的特定的一个提取的电流可施加给至少一个能量存储设备264和/或至少一个扭矩转换机构107(其与特定的至少一个喷气发动机可能相关或可能不相关)，如参考图45到50所述的。类似地，从至少一个喷气发动机58中的特定一个提取的电流可最终用于旋转一个或多个可旋转的工作流体位移发动机74(被配置为至少一个可独立旋转的压缩机转子120)，其在操作上可能与该特定的喷气发动机58相关，或可能不相关，如参考图45到50所述的。
从不同的扭矩转换机构66(诸如包括能量提取机构66)和/或不同的扭矩转换机构(诸如均可包括电马达)为不同的可独立旋转的压缩机转子提供动力可增大至少一个混合推进发动机将继续运行的可能性。
混合推进发动机100的某些实施方式可提供增强的功率，因为可控制由扭矩转换机构107驱动的可独立旋转的压缩机转子部分以运行在更适于建立工作流体的期望的压缩的期望的旋转速度。例如，代替各压缩机转子都运行在相同的旋转速度，可选取至少某些转子运行在诸如提高效率的期望的旋转速度。关于至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，一个或多个压缩机转子可独立于喷气发动机的旋转进行旋转驱动以为至少一个混合推进发动机提供增大的效率。至少一个可独立旋转的压缩机转子120的那些不由喷气发动机直接从轴(及可旋转涡轮元件)驱动的部分由至少一个扭矩转换机构107驱动，其不具有与传统的喷气发动机(例如，Brayton循环)一样的受限的能量效率。
至少部分基于驱动可独立操作的可独立旋转的压缩机转子的至少一个能量提取机构66的操作以增大的效率将来自喷气发动机的大部分能量转换为电流。通过允许至少一些可独立旋转的压缩机转子独立可控，使得，当喷气发动机处于相对较低的需求期间(诸如当下降、滑行或在巡航中)，该可独立旋转的压缩机转子不必以这么高的旋转速度进行驱动。这种从相对较低的需求期间到随后的相对较高的期间的能量的使用可视为至少一个混合推进发动机100的再生操作。此外，在至少一个图9的扭矩转换机构107至少部分驱动至少一个可独立旋转的压缩机转子的至少一部分期间，该驱动力不必由至少一个喷气发动机58供应以驱动至少一个可独立旋转的压缩机转子。因此，可相应地减小从喷气发动机施加的以驱动可独立旋转的压缩机转子的力。该减小施加的以将至少一个可独立旋转的压缩机转子加速到特定的旋转速度的力可具有允许可独立旋转的压缩机转子及喷气发动机的其他部分具有更快的加速度或转动速率的效果。在某些实例中，该增大的转动速率可允许航空器爬升得更快，且可能更快(且可能更有效地)地爬升出危险或常规的处境。
例如，在巡航中，某些压缩机转子可被配置为作为至少一个可独立旋转的压缩机转子运行，且可用较少的施力旋转驱动剩余的轴驱动的压缩机转子的至少一个轴64。
可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式因此可被配置为在同一方向、在相反的方向旋转，或保持相对于由轴驱动的压缩机可旋转元件103固定。压缩机部的压缩效果因此随可独立旋转的压缩机转子的相对运动而变化。因此，即使轴以比某些传统的压缩机慢相当多的旋转速度旋转，某些压缩效果仍然能实现。
由于可独立旋转的压缩机转子120可由扭矩转换机构107驱动，依赖再生能量、从低需求期间到高需求期间获取能量及其他能效技术，可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可提供增强的效率。此外，对于一级或多级，在轴可旋转的压缩机转子和可独立旋转的压缩机转子120之间存在可提供增大的效率的相对旋转速度。在轴可旋转的压缩机转子和可独立旋转的压缩机转子120之间的高效的功率设置可基于相对旋转速度计算确定，或诸如通过设置混合推进发动机的测试标准由经验确定。
如参考图16和/或图28所述的，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为驱动一个或多个压缩机级119的压缩机可旋转元件。因此，代替为参考图9所述的至少一个可独立旋转的压缩机转子120中的一个或多个提供动力的扭矩转换机构107，本公开也提供了各种混合推进发动机100，其中喷气发动机58的各种实施方式可关于至少一个可独立旋转的压缩机转子120的各种实施方式单独控制。
由扭矩转换机构驱动的可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式通过适当控制扭矩转换机构的极性，可利用以提供离合功能、制动功能、或锁定到位功能的方式控制极性。通常控制扭矩转换机构的旋转速度、模式和方向很好理解，应用图9的可独立旋转的压缩机转子120的制动或锁定到位功能可提供有用的操作。
使用混合推进发动机100的某些实施方式，由此可至少部分使用至少一个扭矩转换机构107为至少一个可独立旋转的压缩机转子120的至少一部分提供动力。混合推进发动机100的某些实施方式(其中至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机转子120提供动力)因此可允许燃料高效的操作，及即使轴和涡轮可旋转元件由于任何原因停止操作也能持续的操作。
7.包括可独立旋转的压缩机定子的混合推进发动机
本公开现在描述被配置为旋转参考图6、10和29所述的至少一个可独立旋转的压缩机定子493的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的许多实施方式。因此，在本公开内，术语“可独立旋转的压缩机定子”可被配置为可独立旋转的设备，诸如可以按期望的旋转速度相对于特定的至少一个压缩机转子旋转。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为使得至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为被特别配置为至少一个可独立旋转的压缩机定子493(尤其参考图6、10和29及在本公开的其他位置所述的)的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力。这种独立驱动可独立旋转的压缩机定子的某些实施方式根据环境可在任一方向和某些可控的旋转速度，诸如可由参考图2及在本公开的其他位置所述的扭矩转换机构107(例如，电马达)的某些实施方式提供。
尤其参考图6、10和29及在本公开的其他位置描述至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为使至少一个扭矩转换机构107用于以允许独立于图12到16示出的轴64及至少一个涡轮转子130的操作和旋转的方式至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机定子493提供动力。这允许即使喷气发动机58变得不能运行或关闭，在至少一个扭矩转换机构的功率下，至少一些可独立旋转的压缩机定子493能够起动、持续运行及增大加速度。由于由至少一个可独立旋转的压缩机定子493提供的旋转速度和推力在某些实施方式中可关于喷气发动机变化，混合推进发动机100的某些这种实施方式可提供改善的运行低效率。
如参考图6、10和29及在本公开的其他位置所述的混合推进发动机100的实施方式可与至少一个扭矩转换机构107组合或二者择一地使用，使用至少一个扭矩转换机构以至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机定子493提供动力。混合推进发动机100具有各种实施方式，其中至少一个扭矩转换机构可用于至少部分为可独立旋转的压缩机定子493提供动力。
至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可利用离合机构(未示出)，使得当离合器扣紧时，可独立旋转的压缩机定子493被旋转扣紧以被固定，且当作为传统的压缩机定子时与之保持静止。可选地，可以从固定状态释放或松开至少一个可独立旋转的压缩机定子493的离合器，使得其可以被扭矩转换机构107的各种实施方式驱动，如参考图10所述的。有可能仅有压缩机部内的某些压缩机定子将被配置为由至少一个扭矩转换机构107驱动的至少一个可独立旋转的压缩机定子493；而其他压缩机定子将被配置为固定的传统的定子以相对于混合推进发动机100的壳体保持静止。因此，可能在混合推进发动机100的某些实施方式，压缩机定子的低压(例如，离图16的燃烧室最远的那些)实施方式可被配置为至少一个可独立旋转的压缩机定子493，而高压(例如，离图16的燃烧室最近的那些)压缩机定子可被配置为固定的；或反之亦然。
关于混合推进发动机100的某些实施方式，一个或多个可独立旋转的压缩机定子493可独立于喷气发动机的固定位置被旋转驱动。至少一个可独立旋转的压缩机定子493的这种独立旋转可导致诸如提高效率、改善各种安全相关方面诸如降低转动速率，及允许增大总功率(短暂的时间或较长的时间)。
关于至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，一个或多个可独立旋转的压缩机定子493可独立于喷气发动机的固定位置被旋转驱动，诸如在与压缩机转子120相反的旋转方向，如参考图29所述的。使可独立旋转的压缩机定子493在与压缩机转子120相反的旋转方向被旋转驱动可提供其间的等于两者旋转速度总和的相对旋转。因此，可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可导致提供在可独立旋转的压缩机定子493和至少一个压缩机转子120之间的相对旋转速度，而至少一个压缩机转子可运行在相当多地减小了的旋转速度。通过以相当多地减小了的旋转速度驱动至少一个压缩机转子120，转动压缩机转子(及参考图16所述的相关的轴64和/或涡轮旋转元件)的力和能量能够额外地减小。通过以相当多地减小了的旋转速度驱动至少一个压缩机转子120，施加到压缩机转子(及参考图16所述的相关的轴64和/或涡轮旋转元件)的应力和疲劳能够受到限制且这些部件失效的可能性能够受到限制。至少一个可独立旋转的压缩机定子493的那些不通过喷气发动机直接从轴(和可旋转的涡轮元件)驱动的部分由至少一个扭矩转换机构107驱动。经由燃烧室施加以加热、膨胀通过喷气发动机的工作流体的燃料具有相对低的效率(通常小于20％)。可使用增大的效率至少部分基于至少一个能量提取机构66将来自喷气发动机的大部分能量转换为电流。至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可被配置为诸如从至少一个能量提取机构66提取外部能量，而其他可能不行。
混合推进发动机100的某些实施方式的某些元件可在操作上与其他如参考图2和29所述的混合推进发动机的某些元件相关。例如，在飞行中，可能需要停止某些喷气发动机58，并允许其他发动机运行，使用至少一个能量提取机构66的某些实施方式从其提取能量，并将提取的能量(电流的形式)可能施加到能量存储设备264及扭矩转换机构107。该提取的能量可用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机74，其可包括至少一个可独立旋转的压缩机定子493。在诸如巡航和/或下降的低需求期间运行较少的喷气发动机58可期望改善燃料英里数和至少一个混合推进发动机100的效率，及限制至少一个混合推进发动机的某些部件的磨损、应力、疲劳等。因此，至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可从一个或多个能量提取机构66接收功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的一个方面。类似地，如在本公开中描述的，各能量提取机构可从一个或多个不同的喷气发动机58接收产生的功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的另一个方面。
此外，至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可被配置为方便喷气发动机的起动而不需要远程起动器。这种起动或试图起动喷气发动机可发生在地面，或可选地在飞行中。这种方便的重新起动可发生部分是因为至少一个可独立旋转的压缩机定子493及可独立旋转的工作流体位移发动机74的其他部件可能并不都需要较高的旋转速度来重新起动，至少某些可独立旋转的工作流体的位移发动机74的质量可由至少一个扭矩转换机构107而不是至少一个喷气发动机58加速，如在本公开中所述的。因此，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，起动至少一个喷气发动机58可需要较少的惯量，因此至少一个喷气发动机的某些实施方式可被配置为以使用至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式协助的方式在飞行中起动。
如果至少一个喷气发动机的某些实施方式能够在飞行中更加容易起动，则由于预料它们能够被重新起动，因此它们能够在飞行中停止，这也是对的。考虑某些混合动力的汽车增加其燃料英里数的方式是在非峰值(扭矩)需求的某些时间关掉其煤气发动机。类似地，与至少一个混合推进发动机100相关的至少一个喷气发动机的某些实施方式的至少一部分可被配置为在诸如巡航和下降的低于峰值需求的时间停止，仅由那些运行的喷气发动机58产生的电流可使用能量提取机构66的某些实施方式进行提取。从至少一个喷气发动机58中的特定的一个提取的电流可施加给至少一个能量存储设备264和/或至少一个扭矩转换机构107(其与特定的至少一个喷气发动机可能相关或可能不相关)，如参考图45到50所述的。类似地，从至少一个喷气发动机58中的特定一个提取的电流可最终用于旋转一个或多个可旋转的工作流体位移发动机74(被配置为至少一个可独立旋转的压缩机定子493)，其在操作上可能与该特定的喷气发动机58相关，或可能不相关，如参考图45到50所述的。
关于至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，可旋转驱动一个或多个至少一个可独立旋转的压缩机定子493。至少一个可独立旋转的压缩机定子493的那些不由喷气发动机直接从轴(和可旋转涡轮元件)驱动的部分因此可由至少一个扭矩转换机构107驱动。因此，即使当其他由涡轮可旋转元件驱动的部分不运行时，压缩机部的对应于至少一个可独立旋转的压缩机定子493的部分能够继续运行。这种从不同的扭矩转换机构66(诸如包括能量提取机构66)和/或不同的扭矩转换机构(诸如可均包括电马达)为可独立旋转的压缩机定子493提供动力可增大至少一个混合推进发动机的安全性。经由燃烧室施加以加热、膨胀通过喷气发动机的工作流体的燃料具有相当低的效率(通常低于20％)。至少部分基于至少一个能量提取机构66以提高的效率将来自喷气发动机的大部分能量转换为电流。
至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式因此可被配置为在同一方向、在相反的方向旋转，或保持相对于由轴驱动的压缩机转子120固定。压缩机部的压缩效果因此是可独立旋转的压缩机定子493相对于压缩机转子120的相对旋转的函数。因此，即使轴以比某些传统的压缩机慢相当多的旋转速度旋转，某些压缩效果仍然能实现。
例如，代替相对于(静止的)压缩机定子定位的压缩机可旋转元件103，其中压缩机可旋转元件必须以N rpm(N是整数，例如，1800rpm)运行。与之相比，包括至少一个包括压缩机转子120和可独立旋转的压缩机定子493的级的至少一个混合推进发动机100的那些实施方式可反而具有由可独立旋转的压缩机定子493和/或至少一个压缩机转子120之间的相对旋转速率提供的相对旋转。例如，为了达到1800RPM的相对旋转，压缩机转子可以按900RPM的旋转速度旋转，而相邻的可独立旋转的压缩机定子493可以按900RPM的旋转速度在相反的方向旋转。这种压缩机转子120(由涡轮的轴驱动)相对于可独立旋转的压缩机定子493(由扭矩转换机构驱动)的逆旋转可提供1800RPM的输出旋转，同时保持从压缩机部施加的压缩的工作流体的压力。因此，使用至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可提供至少一个压缩机转子120的降低的旋转速度，同时允许其间的类似的旋转速度及类似的工作流体的压缩。
由于可独立旋转的压缩机定子493可由扭矩转换机构107驱动及依赖于再生能量，从低需求期间到高需求期间获取能量及其他能效技术，级间的压缩机可旋转元件的某些实施方式可提供增强的效率。此外，对于一级或多级，在压缩机转子120和可独立旋转的压缩机定子493之间存在可提供增大的效率的相对旋转速度。在压缩机转子120和可独立旋转的压缩机定子493之间的高效的功率设置可基于相对旋转速度计算确定，或诸如通过设置混合推进发动机100的测试标准由经验确定。
通过允许更慢地驱动压缩机转子120的旋转速度(由于可控地逆旋转可独立旋转的压缩机定子493)可以按较慢的旋转速度驱动轴。因此，相关部件能够以减小的旋转速度运行，导致提供较少的噪音，并由于相关的可旋转压缩元件的较低的旋转速度部件，限制了施加到旋转部件的力、应力和疲劳。已有旋转涡轮和压缩机部件在运行其间破裂的实例，可期望以较慢的旋转速度运行轴和相关的压缩机旋转元件可限制这种损坏，并可能延长这些可旋转的压缩机元件及相关结构的运行寿命。
可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可独立于扭矩转换机构107进行推动和控制。因此，某些可独立旋转的压缩机定子493可非常快地加速和转动。可独立旋转的压缩机定子493的这种独立操作也可允许压缩机可旋转元件相对较快地达到其运行旋转速度，由于压缩机转子120的旋转速度可能慢于可比的传统的压缩机转子的旋转速度(例如，与传统的压缩机可旋转元件的1800RPM的相对旋转速度相比，900RPM)。
如参考图29所述，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式因此可被配置为提供至少一个可独立旋转的压缩机定子493相对于至少一个涡轮可旋转元件的独立运行。因此，至少部分使用扭矩转换机构107旋转至少某些至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式。
如参考图6、10、16和/或29所述，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为驱动一个或多个压缩机级119的压缩机可旋转元件。因此，本公开也可描述各种混合推进发动机100，其某些参考图10的框图描述，其中喷气发动机58的各种实施方式可关于至少一个可独立旋转的压缩机定子493的各种实施方式单独控制。关于混合推进发动机100的各种实施方式，使用至少一个扭矩转换机构为至少一个可独立旋转的压缩机定子493提供动力可在各种期间或可选择的飞行条件，组合或彼此不同地执行。
至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可被配置为以特定的旋转速度旋转，因为它们由至少一个扭矩转换机构驱动。可提供传感器、指示器和/或控制器以监视和/或控制至少一个可独立旋转的压缩机定子493的旋转速度。如果至少一个可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式的实际旋转速度从期望的或设定的旋转速度变化某些量，可促动扭矩转换机构以适当调整旋转速度。
由扭矩转换机构驱动的可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式通过适当控制扭矩转换机构的极性，可利用以提供离合功能、制动功能或锁定到位功能的方式控制极性。通常控制扭矩转换机构的旋转速度、模式和方向很好理解，应用图10和29的可独立旋转的压缩机定子493的制动或锁定到位功能可提供有用的操作。
图2的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式可包括离合机构372(诸如参考图32和33所述)，其可被配置为调节从至少一个喷气发动机提供给至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的喷气发动机功率和从至少一个扭矩转换机构提供给至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的扭矩转换机构功率之间的比率。该离合机构372可应用于可旋转的工作流体位移发动机74的诸如图8的可独立旋转的推进器/风扇发动机62、图9的可独立旋转的压缩机转子120、图10的可独立旋转的压缩机定子493和图11的可独立旋转的压缩机定子477的实施方式。
关于混合推进发动机100的某些实施方式，由此可至少部分使用至少一个扭矩转换机构107为至少一个可独立旋转的压缩机定子493的至少一部分提供动力。混合推进发动机100的某些实施方式(其中至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为至少一个可独立旋转的压缩机定子493提供动力)可允许相对低油耗的操作，及即使轴和涡轮可旋转元件由于任何原因停止运行仍可继续的操作。
8.包括可独立旋转的涡轮定子的混合推进发动机
本公开现在描述被配置为旋转参考图7、11和22所述的至少一个可独立旋转的涡轮定子477的至少一个工作流体位移发动机74的许多实施方式。如参考图18所述的传统的涡轮定子通常相对于喷气发动机58的壳体保持静止。与之相比，至少一个可独立旋转的涡轮定子477可由扭矩转换机构以可控的旋转速度，或以相对于至少一个涡轮转子的相对速度进行旋转驱动，如参考图17所述的。这种独立驱动可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可根据环境在任一方向和一些可控的旋转速度，诸如可由参考图2和在本公开的其他位置所述的扭矩转换机构107(例如，电马达)的某些实施方式提供。
因此，在本公开内，术语“可独立旋转的涡轮定子”可被配置为独立旋转的设备，诸如可以按期望的旋转速度相对于特定的涡轮转子旋转。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为使得至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为被特别配置为至少一个可独立旋转的涡轮定子477(尤其参考图7、11和22及在本公开的其他位置所述)的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74提供动力。
尤其参考图7、11和22及在本公开的其他位置所述的至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式被配置为使得至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为至少一个可独立旋转的涡轮定子477提供动力。该为至少一个可独立旋转的涡轮定子477提供动力可以按能够允许独立于图12到16示出的轴64及至少一个涡轮转子130的操作和旋转的方式执行。
这允许即使喷气发动机58变得不能运行或关闭，在至少一个扭矩转换机构的功率下，至少一些可独立旋转的涡轮定子477能够起动、持续运行及增大加速度。由于由至少一个可独立旋转的涡轮定子477提供的旋转速度和推力在某些实施方式中可关于喷气发动机变化，混合推进发动机100的某些这种实施方式可提供改善的运行低效率。
参考图7、11和22及在本公开的其他位置所述的混合推进发动机100的实施方式可与至少一个扭矩转换机构107组合或二者择一地使用，以使用至少一个扭矩转换机构至少部分为至少一个可独立旋转的涡轮定子477提供动力。混合推进发动机100具有许多实施方式，其中至少一个扭矩转换机构可用于至少部分为可独立旋转的涡轮定子477提供动力。
至少一个可独立旋转的涡轮定子477可利用离合机构(未示出)以使得当离合器扣紧时，至少一个可独立旋转的涡轮定子477被旋转扣紧以被固定，且当作为传统的压缩机定子时与之保持静止。可选地，可以从固定状态释放或松开至少一个可独立旋转的涡轮定子477的离合器，使得其可以被扭矩转换机构107的各种实施方式驱动，如参考图11所述的。有可能仅有涡轮部内的某些涡轮定子将被配置为由至少一个扭矩转换机构107驱动的至少一个可独立旋转的涡轮定子477；而其他涡轮定子将被配置为固定的传统的定子以相对于混合推进发动机100的壳体保持静止。因此，可能在混合推进发动机100的某些实施方式中，涡轮定子的低压(例如，离图16的燃烧室最远的那些)实施方式可被配置为至少一个可独立旋转的涡轮定子477，而高压(例如，离图16的燃烧室最近的那些)涡轮定子可被配置为固定的；或反之亦然。
关于混合推进发动机100的某些实施方式，一个或多个可独立旋转的涡轮定子477可独立于喷气发动机的固定位置被旋转驱动。至少一个可独立旋转的涡轮定子477的这种独立旋转可导致诸如提高效率，改善各种安全相关方面诸如降低转动速率，及允许增大总功率(短暂的时间或较长的时间)。
关于至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，一个或多个可独立旋转的涡轮定子477可独立于喷气发动机的固定位置旋转驱动，诸如在参考图30所述的涡轮转子130的旋转的相反方向。使可独立旋转的涡轮定子477在与涡轮转子130的旋转的相反方向被旋转驱动可提供其间的等于两者旋转速度总和的相对旋转。由于至少一个涡轮转子130至少部分由于通过涡轮部的工作流体而旋转(即，其不是像传统的压缩机转子那样由轴驱动)，在许多情况中，可适当控制至少一个可独立旋转的涡轮定子477的旋转速度。
在通过轴连接到可独立旋转的压缩机定子493的涡轮转子的那些实施方式中，如参考图29所述的，如上所述可限制压缩机转子120的旋转速度。由于压缩机转子120经常以慢于许多传统的喷气发动机的角速度旋转，如参考图17所述的涡轮转子可相应地较慢地驱动。通过以相当减小的旋转速度驱动至少一个涡轮转子130，旋转涡轮转子(及参考图16所述的相关的轴64和/或涡轮旋转元件)的力和能量可额外地减小。通过以相当多地减小了的旋转速度驱动至少一个涡轮转子130，施加到涡轮转子(及参考图16所述的相关的轴64和/或涡轮旋转元件)的应力和疲劳能够受到限制，且这些部件失效的可能性能够受到限制。同样，由于以较低的旋转速度驱动至少一个涡轮转子，可导致提高燃料效率。至少一个可独立旋转的涡轮定子477的不通过喷气发动机直接从轴(和旋转的涡轮元件)驱动的那些部分由至少一个扭矩转换机构107驱动。经由燃烧室施加以加热、膨胀通过喷气发动机的工作流体的燃料具有相对低的效率(通常小于20％)。可使用增大的效率至少部分基于至少一个能量提取机构66将来自喷气发动机的大部分能量转换为电流。至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可被配置为诸如从至少一个能量提取机构66提取外部能量，而其他可能不行。
混合推进发动机100的某些实施方式的某些元件可在操作上与其他如参考图2和22所述的混合推进发动机的某些元件相关。例如，在飞行中，可能需要停止某些喷气发动机58，并允许其他发动机运行，使用至少一个能量提取机构66的某些实施方式从其提取能量，并将提取的能量(电流的形式)可能施加到能量存储设备264及扭矩转换机构107。该提取的能量可用于驱动至少一个可旋转的工作流体位移发动机74，其可包括至少一个可独立旋转的涡轮定子477。在诸如巡航和/或下降的低需求期间运行较少的喷气发动机58可期望改善燃料英里数和至少一个混合推进发动机100的效率，及限制至少一个混合推进发动机的某些部件的磨损、应力、疲劳等。因此，至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可从一个或多个能量提取机构66接收功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的一个方面。类似地，如在本公开中描述的，各能量提取机构可从一个或多个不同的喷气发动机58接收产生的功率，这可视为在本公开中描述的功率分享的另一个方面。
此外，至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可被配置为方便喷气发动机的起动而不需要远程起动器。这种起动或试图起动喷气发动机可发生在地面，或可选地在飞行中。这种方便的重新起动可发生部分是因为至少一个可独立旋转的涡轮定子477及可独立旋转的工作流体位移发动机74的其他部件可能并不都需要较高的旋转速度来重新起动，至少某些可独立旋转的工作流体位移发动机74的质量可由至少一个扭矩转换机构107而不是至少一个喷气发动机58加速，如在本公开中所述的。因此，在至少一个混合推进发动机100的某些实施方式中，起动至少一个喷气发动机58可需要较少的惯量，因此至少一个喷气发动机的某些实施方式可被配置为以使用至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式协助的方式在飞行中起动。
如果至少一个喷气发动机的某些实施方式能够在飞行中更加容易起动，则由于预料它们能够被重新起动，因此它们能够在飞行中停止，这也是对的。考虑某些混合动力的汽车增加其燃料英里数的方式是在非峰值(扭矩)需求的某些时间关掉其煤气发动机。类似地，与至少一个混合推进发动机100相关的至少一个喷气发动机的某些实施方式的至少一部分可被配置为在诸如巡航和下降的低于峰值需求的时间停止，仅由那些运行的喷气发动机58产生的电流可使用能量提取机构66的某些实施方式进行提取。从至少一个喷气发动机58中的特定的一个提取的电流可施加给至少一个能量存储设备264和/或至少一个扭矩转换机构107(其与特定的至少一个喷气发动机可能相关或可能不相关)，如参考图45到50所述的。类似地，从至少一个喷气发动机58中的特定一个提取的电流可最终用于旋转一个或多个可旋转的工作流体位移发动机74(被配置为至少一个可独立旋转的涡轮定子477)，其在操作上可能与该特定的喷气发动机58相关，或可能不相关，如参考图45到50所述的。
关于至少一个混合推进发动机100的某些实施方式，可旋转驱动一个或多个至少一个可独立旋转的涡轮定子477。至少一个可独立旋转的涡轮定子477的不由喷气发动机直接从轴(和可旋转涡轮元件)驱动的那些部分因此可由至少一个扭矩转换机构107驱动。因此，即使当其他由涡轮旋转元件驱动的部分不运行时，涡轮部的对应于至少一个可独立旋转的涡轮定子477的部分能够继续运行。这种从不同的扭矩转换机构66(诸如包括能量提取机构66)和/或不同的扭矩转换机构(诸如可均包括电马达)为可独立旋转的涡轮定子477提供动力可增大至少一个混合推进发动机的安全性。经由燃烧室施加以加热、膨胀通过喷气发动机的工作流体的燃料具有相当低的效率(通常低于20％)。至少部分基于至少一个能量提取机构66以提高的效率将来自喷气发动机的大部分能量转换为电流。
在某些实施方式中，代替邻近或相对于(静止的)涡轮定子旋转的涡轮转子130，涡轮转子被配置为以N rpm(N是整数，例如，1800RPM)运行。与之相比，在至少一个混合推进发动机100的那些实施方式中，其中至少一个涡轮级(包括涡轮转子130和可独立旋转的涡轮定子477)可改为具有由可独立旋转的涡轮定子477和/或至少一个涡轮转子130之间的相对旋转速率提供的相对旋转。例如，为了达到1800RPM的相对旋转，涡轮转子可以按900RPM的旋转速度旋转，而相邻的可独立旋转的涡轮定子477可以按900RPM的旋转速度在相反的方向旋转。这种涡轮转子130(由通过涡轮部的工作流体驱动)相对于可独立旋转的涡轮定子477(可由扭矩转换机构驱动)的逆旋转可提供N RPM的输出旋转，同时保持从涡轮部施加的压缩的工作流体的压力。
由于可独立旋转的涡轮定子477可由扭矩转换机构107驱动及依赖于再生能量，从低需求期间到高需求期间获取能量及其他能效技术，级间的涡轮可旋转元件的某些实施方式可提供增强的效率。此外，对于一级或多级，在涡轮转子130和可独立旋转的涡轮定子477之间存在可提供增大的效率的相对旋转速度。在涡轮转子130和可独立旋转的涡轮定子477之间的高效的功率设置可基于相对旋转速度计算确定，或诸如通过设置混合推进发动机100的测试标准由经验确定。
通过允许更慢地驱动涡轮转子130的旋转速度(由于可控地逆旋转可独立旋转的涡轮定子477)，可以按较慢的旋转速度驱动轴。因此，相关部件能够以减小的旋转速度运行，导致提供较少的噪音，并由于相关的可旋转涡轮元件的较低的旋转速度部件，限制了施加到旋转部件的力、应力和疲劳。虽然可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式被配置为相对于涡轮转子130逆旋转，预想存在涡轮转子可能与可独立旋转的涡轮定子477在同一方向运行的情况。至少一个可独立旋转的涡轮定子477和至少一个涡轮转子130之间的特定的相对旋转速度的确定可凭经验、不凭经验或其组合确定。已有旋转涡轮和涡轮部件在运行期间破裂的实例，可期望以较慢的旋转速度运行轴和相关的涡轮旋转元件可限制这种损坏，并可能延长这些可旋转的涡轮元件及相关结构的运行寿命。
可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可独立于扭矩转换机构107进行推动和控制。因此，某些可独立旋转的涡轮定子477可非常快地加速和转动。当起动喷气发动机时，可独立旋转的涡轮定子477在特定的方向的旋转可帮助起动喷气发动机58。可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式的这种独立操作也可允许涡轮转子相对较快地达到其运行旋转速度。在某些实例中，涡轮转子130的旋转速度可慢于可比较的传统的涡轮转子的旋转速度(例如，与传统的涡轮可旋转元件的1800RPM的相对旋转速度相比，900RPM)。因为它们由至少一个扭矩转换机构驱动，至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可被配置为以特定的旋转速度旋转。可提供传感器、指示器和/或控制器以监视和/或控制至少一个可独立旋转的涡轮定子477的旋转速度。如果至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式的实际旋转速度从期望的或设定的旋转速度变化某些量，可促动扭矩转换机构以适当调整旋转速度
如参考图22所述的，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式因此可被配置为提供至少一个可独立旋转的涡轮定子477相对于至少一个涡轮可旋转元件的独立运行。因此，如参考图2和11所述的，至少部分使用至少一个扭矩转换机构107旋转至少某些至少一个可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式。
如参考图7、11和22所述，至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为驱动一个或多个涡轮级119的涡轮可旋转元件。因此，本公开也可提供各种混合推进发动机100，其中某些参考图11的框图描述，其中喷气发动机58的各种实施方式可关于至少一个可独立旋转的涡轮定子477的各种实施方式单独控制。关于混合推进发动机100的各种实施方式，使用至少一个扭矩转换机构为至少一个可独立旋转的涡轮定子477提供动力可在各种时间或可选择的飞行条件，组合或彼此不同地执行。
由扭矩转换机构驱动的可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式通过适当控制扭矩转换机构的极性，可利用以提供离合功能、制动功能或锁定到位功能的方式控制极性。通常控制扭矩转换机构的旋转速度、模式和方向很好理解，应用图7、11和22的可独立旋转的涡轮定子477的制动或锁定到位功能可提供有用的操作。因此，对于混合推进发动机100的某些实施方式，至少一个可独立旋转的涡轮定子477及涡轮转子的旋转速度可精确控制，对于特定的航空器操作，这可适当建立由喷气发动机产生的特定的推力。
使用混合推进发动机100的某些实施方式，由此可至少部分使用至少一个扭矩转换机构107为至少一个可独立旋转的涡轮定子477的至少一部分提供动力。混合推进发动机100的某些实施方式(其中至少一个扭矩转换机构107用于至少部分为至少一个可独立旋转的涡轮定子477提供动力)因此可允许低油耗的操作，及即使轴和涡轮可旋转元件由于任何原因停止操作也能持续的操作。
9.混合推进发动机的效率/紧急情况方面
应用于交通的术语“混合”表示能效操作。通常，与内燃发动机的其他形式一样，喷气发动机58的某些实施方式可能相对低效。考虑一般的内燃发动机仅将其15％到25％的能量转换为在内燃发动机的输出的有用的动力(其中其余的通过热损失、噪声等消耗)。作为内燃发动机的一种形式的喷气发动机具有类似的效率。在本公开中提到的涡轮推进器发动机和涡轮风扇发动机与喷气发动机单独作用相比，通常代表相对高效的发动机。也考虑通常交通工具消耗相当大的量的能量在传动系统效率、空闲、停止、不合适的充气轮胎、快速加速等上面。同样，考虑在大多数飞行中，相当大比率的时间，由喷气发动机提供的大部分能量实际上被废弃(例如，起动、预飞行核查、下降、滑行、某些巡航考虑等)。混合推进发动机100的某些实施方式可允许一部分浪费的能量用于为扭矩转换机构107(随后至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62和/或至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108)提供动力。
因此，通常某些传统的交通工具内燃发动机(及尤其包括传统的涡轮推进器发动机和传统的涡轮风扇发动机的传统的喷气发动机)可能非常低效，且在某些情况中，使用混合推进发动机100的某些实施方式提供效率是适宜的。包括在混合推进发动机100中的至少一个可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式因此通过在诸如滑行、高效巡航、下降等至少一个混合推进发动机100的相对较低的需求期间产生可为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供动力的电流来提高总效率。与之相比，在相对较高的需求期间(起飞、爬升、某些紧急程序)使用在飞行的相对较低的需求期间产生的至少一部分电流运行至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为确定在至少一个喷气发动机58和至少一个可旋转的工作流体位移发动机74之间的相对高效的功率设置。至少一个混合推进发动机100的在至少一个喷气发动机58和至少一个可旋转的工作流体位移发动机74之间的这种功率设置的某些实施方式可考虑至少一个能量存储设备264的某些实施方式的存在或状态。与之相比，至少一个混合推进发动机100的在至少一个喷气发动机58和至少一个可旋转的工作流体位移发动机74之间的这种功率设置的某些实施方式在运行时可以没有至少一个能量存储设备264。
混合推进发动机100的某些实施方式因此可基于选择喷气发动机58的不同设置提供变化的效率和性能，其中喷气发动机58可包括图8的至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493以及参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477。因此，通过例如测试单独的或集成到图1的航空器75或其他交通工具98中的混合推进发动机100凭经验确定许多功率、性能和/或效率值。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可提供一显示器，使得用户能够理解如何高效地运行混合推进发动机100。考虑，例如，许多诸如第二代Toyota Prius的混合动力汽车的显示器，描述由燃气发动机产生了多少功率，由电发动机产生了多少功率，和/或在特定的瞬间如果任一发动机不运行，由电池提供或消耗了多少功率。类似的指示哪些部件在提供功率(例如，类似于图45到50)的显示器可在混合推进发动机100的某些实施方式中提供，其可指示那些例如由能量存储设备264及喷气发动机58提供或消耗的能量等这些示例性但不是限制性方面，及由能量提取机构提供了多少能量。这些显示器可帮助用户诸如飞行员高效地操作航空器75或其他交通工具。图42、43和44示出了可在图形用户界面(GUI)、LED显示器、头上显示器、全息显示器等上提供的显示内容。
显示器的某些实施方式可显示至少一个喷气发动机58、至少一个扭矩转换机构107和至少一个能量提取机构66的运行及能量水平。这种显示可器指示由喷气发动机提供的推力的百分比及喷气发动机的各种旋转元件(例如，涡轮、压缩机和/或轴)的旋转速度。
用于具有传统的涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机的航空器的起飞的传统技术通常包括在各涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机内施加全部的从至少一部分涡轮(经由一个或多个轴)获取的功率。与之相比，由于混合推进发动机100的某些实施方式可从两种独立运行的发动机中的各个获取功率，对于在两种功率源中的各个期间是否施加全部功率存在一些选择。这种以低于全功率的功率运行至少一个喷气发动机58和/或至少一个可独立选择的推进器/风扇发动机62可试图增大混合推进发动机100的某些实施方式的效率，及诸如在噪声敏感的机场减小产生的噪声。例如，在相对较低的高度(尤其在起飞、着陆、接近、出发和当在地面附近运行期间)，与在较高的高度的相比，推进器和风扇趋于比喷气发动机效率更高，可期望在起飞和/或爬升时并不使所有的喷气发动机运行在全功率，而至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件258运行在全功率。
与之相比，在相对较高的高度，推进器和风扇趋于没有喷气发动机效率高，可期望在起飞和/或爬升时使所有的喷气发动机58运行在全功率，而各至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件258可被配置为以低于全功率的功率运行。在噪声敏感的机场和地区起飞和着陆时，可期望选择功率设置以最大化由为至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62提供动力的至少一个扭矩转换机构107提供的功率，而保持由喷气发动机58提供的功率。可提供各种设置以允许在一定距离内起飞或着陆(或在跑道上起飞或着陆，或在具有特定的高度的障碍物上方起飞或着陆)。
由于混合推进发动机100的某些实施方式可从两种功率发动机(喷气发动机58的涡轮部104及扭矩转换机构107)中的各个获取功率，在两种功率发动机中的各个期间是否施加全功率的选择可由飞行员基于例如建议的航空器的操作手册或操作特性，及特定的飞行员和/或航空器操作员的操作技能之间的某些平衡。建议的航空器的操作手册或操作特性可包括在纸质手册或可由飞行员或航空器操作员设置的数据库中。这种变化的操作手册通常由飞行员理解和主要记忆，和/或可包括在检查表(其可为电子的或手写的)。
某些显示可以按“教导”飞行员或操作员如何高效地飞行的方式指示能量消耗。例如，考虑诸如Toyota Prius的这种混合动力汽车的显示，其指示给司机/乘客由扭矩转换机构、燃气发动机和/或电池消耗或提供的能量的量。例如，关于参考图8和11所述的混合推进发动机控制器97的输入输出界面811的某些实施方式，飞行员或航空器操作员通过选择或指示如参考图42到50所述的用于航空器和/或混合推进发动机100的操作的电流状态可在每一飞行阶段观察建议的操作参数，观察航空器和/或混合推进发动机100是否允许在规定的或建议的状态或状况。这种监视混合推进发动机100的状态、参数或状况的某些实施方式可主要为手动的，诸如飞行员或空勤人员指示当前的诸如起飞或有效巡航的飞行状态。与之相比，这种监视混合推进发动机100的状态、参数或状况的某些实施方式可主要为自动的，诸如由混合推进发动机控制器97至少部分确定当前的诸如起飞或有效巡航的飞行状态。
考虑，例如，飞行员、空勤人员或混合推进发动机控制器97可被配置为确定在图42的左侧的哪些飞行状况在任何给定的时间或飞行状况最适合航空器。考虑飞行员、空勤人员或混合推进发动机控制器97确定航空器正在起飞，则如按照图43和44的，可指示至少一部分电流参数及参数限制(括号)。在当前参数接近或超过特定的参数限制的实例中，可提供警告(诸如不同颜色的光、蜂鸣器等)以提醒飞行员该状况，可选地如果编程，该状况可自动变更。如参考图42到44所述的显示、用户界面、警告、危险等的某些实施方式可集成到混合推进发动机控制器97的输入输出界面811中，如在本公开中参考图8、9、10和11所述的。
混合推进发动机100的某些实施方式由此可被配置为分离功率生成(诸如从至少一个涡轮部104)和推力生成(诸如从涡轮部102)。这种可旋转地从至少一个涡轮部102分离至少一个涡轮部104可提供相当大的相对轴速和/或轴速百分比变化，诸如无需使用大量机械传输而存在。使这些连接和耦合相对庞大的一个原因是为了限制各相应的部件的任何失效概率，它们被过度设计。混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为使一个或多个扭矩转换机构中的各个位于提供动力(例如，可独立旋转的推进器/风扇发动机62和/或涡轮可旋转元件103)的项目附近。从至少一个涡轮部102旋转分离至少一个涡轮部104也可提供峰值推力，其通常(但不是总是)与产生的峰值(通常，但不是总是，电)功率异步发生。这种可旋转分离可提供时间平均的混合推进能量效率和操作的安全系数相当大的增益。
混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为允许至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108和混合推进发动机100之间的相对高效的操作，并可由此被视为混合发动机，引起功率可至少部分由扭矩转换机构107及至少部分由至少一个喷气发动机58提供。具有这种双重机制，某些现有的喷气发动机部件可被设计得不再那么笨重，因为这些部件的失效可能不具有其关键的影响。对于多发动机的航空器，甚至对于单发动机或双发动机的航空器，为各混合推进发动机100提供双重功率发动机可允许具有喷气发动机故障的航空器至少返回到附近的机场、场地等。因此，诸如航空器75的交通工具98可依赖于由至少一个喷气发动机58和扭矩转换机构107的某些组合提供的功率，并在减少与过度设计相关的许多部件的重量时提供安全性。这种独立于扭矩转换机构107和至少一个喷气发动机58提供功率允许商业认可，但对于平衡在各种配置和速度上的功率大的起飞/爬升推力和能量效率也可能是重要的。
混合推进发动机100的某些实施方式由此可利用扭矩转换机构107和至少一个喷气发动机58之间的这种混合动力的分离，这可导致相对定位扭矩转换机构107和至少一个喷气发动机58以使更易于产生推力定向性。例如，在混合推进发动机100的某些实施方式中，扭矩转换机构107的可旋转方向可与至少一个喷气发动机58的可旋转方向相反，且作为分开的单元，其方向在飞行中更易于改变。
在混合推进发动机100配置为涡轮风扇发动机的某些实施方式中，至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108将可能不直接从属于至少一个喷气发动机58的至少一个涡轮部104。次风扇不直接耦合到主风扇的喷气发动机设计的某些实施方式中，因此混合推进发动机100可被配置为在扭矩转换机构107和至少一个喷气发动机58之间根据需要优化功率分布。在某些实例中，由至少一个喷气发动机58产生的至少一部分能量可以施加以为至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108提供动力。航空器75的某些实施方式可被配置为分布来自扭矩转换机构107的功率，且至少一个喷气发动机58可以诸如在失去由至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的功率时，通过提高方向稳定性来增强行进安全性，由于即使在一个或多个至少一个喷气发动机58不能运行时，扭矩转换机构107也能继续运行。混合推进发动机100的某些实施方式因此可被配置为将由扭矩转换机构107提供的推力部与由至少一个喷气发动机58提供的功率产生部分开。这种将由扭矩转换机构107提供的推力部与由至少一个喷气发动机58提供的功率产生部分开对于载客的航空器75可能是有用的。这可能允许更有效地使用扭矩转换机构107，其可帮助使用至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62(在操作上与至少一个喷气发动机58分开)。注意，关于分开或以其他方式在操作上分离，这可允许一部分功率驱动来自除了喷气发动机的功率产生之外的任何地方的风扇；因此，用于至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的电池提供的功率可能比由喷气发动机58产生的功率安静的多，这可通过使用前者而不是后者来产生可能显著的噪音减小；此处一个感兴趣的方面是将功率馈送到喷气机的主风扇。
此外，在许多诸如高需求的爬升、着陆或紧急操作期间，来自喷气发动机58和至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的推力被引导以最有用地利用来自扭矩转换机构107的功率以为至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108提供动力。例如，在短场起飞或着陆，或软场起飞或着陆期间，可能需要限制航空器在跑道上起飞或着陆所必要的距离，及限制当航空器沿着跑道运行时由其产生的声音。因此，航空器75的某些实施方式可被配置为包括诸如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493，和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477的可独立旋转的工作流体位移发动机74。参考图8及在本公开的其他位置所述的可独立旋转的推进器/风扇的某些实施方式在较低的高度可提供相当大的响应功率。该特性对于应用相当大的功率的复飞或盘旋可能是有用的。这种增大推力对于提供诸如允许特定的航空器比从正常场短的场、航空母舰等起飞的“短场起飞和着陆”尤其有用。这种“短场起飞和着陆”在某些可使用至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的航空器中以非常低的飞行速度实现，在许多实例中，主要因为至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的可向上指引的推力可有效限制航空器在起飞期间的“重力”的影响，并允许航空器以较低的速度起飞。
航空器75的某些实施方式可被配置为使得当航空器加速时，至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的量沿着跑道使用。考虑某些传统的航空器(通常较大的航线或运货飞机等)在起飞时具有规定的副翼设置，且该副翼设置增大了机翼的弯曲度(曲率)及机翼的迎角。增大弯曲度和增大迎角都增大升力，因此允许航空器以较低的飞行速度起飞，也增大了机翼上的气流阻力，因此使飞机加速到起飞速度更加困难，由此增大了对于任何给定的状况起飞所需要的跑道长度。通过保持至少一个可独立旋转的推进器/风扇258在起飞运行时的功率，航空器的某些实施方式可具有增大的提供给机翼的升力以允许航空器以较短的距离起飞。因此，使用至少一个可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可提供较大改变的机翼/副翼设计及通过限制诸如在起飞期间的阻力来提供增大的飞行效率，及增大航空器在起飞期间的加速度。
在至少一些起飞、紧急或全功率状况，可需要施加全功率到至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108和至少一个喷气发动机58使其在全推力和/或功率。对于混合推进发动机100的某些实施方式，其中至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108由电池(提供动力到能量提取机构66，其中电池已经充电)提供动力，至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108可运行而无需直接或间接地消耗喷气燃料(间接等效于转换为由能量提取机构生成的电流)。
因此，为了提供全功率给航空器，或最大化由扭矩转换机构施加的功率的百分比，将需要增大可能包括或可能不包括(图8到11及本公开的其他位置所述的)至少一个能量存储设备264的至少一个扭矩转换机构107的效率。对于能量存储设备设计(及扭矩转换机构107)的某些实施方式，诸如电池，可能需要利用相对较近的电池技术诸如锂离子电池，及其他对于给定的电池重量，增大功率输出、功率输出的持续时间的有效的电池。
因此，至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108的某些实施方式可从扭矩转换机构107提供动力，而喷气发动机将从涡轮的旋转提供动力。由于喷气发动机不必与传统的涡轮推进器发动机/涡轮风扇发动机一样为所有的至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件提供动力，在起飞期间从喷气发动机只需消耗较少的能量，可从至少一个涡轮部104引导更多的功率以旋转至少一个涡轮部102。因此，在全功率期间，可从至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108和至少一个喷气发动机58的组合提供更多的总功率，这将允许航空器75爬升得更快及更迅速的飞行速度。此外，应该能减少在爬升期间消耗的航空燃料速率。这种在(通过由扭矩转换机构107提供的用于爬升的至少一部分能量，其可在飞行的较低的能量需求期间或在地面上时进行充电)爬升期间增大爬升速率及减小燃料消耗的因素可允许航空器75到达其预期的巡航高度，而机身上有较多的航空燃料，从而允许航空器在其巡航高度增大其范围。
在至少一部分巡航、下降或其他状况，可能需要以某些组合施加部分功率到至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108或至少一个喷气发动机58。这种对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108或至少一个喷气发动机58中的哪一个以哪种功率运行的确定经常取决于至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108与至少一个喷气发动机58相比的总效率。
在至少一部分接近、盘旋或其他状况，可能需要尽可能快地以某些组合从部分功率设置增大到一些增大的或全功率到至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108或至少一个喷气发动机58。
至少一个混合推进发动机100的某些实施方式可被配置为在飞行中起动或重新起动一个或多个喷气发动机58。这种起动或重新起动一个或多个喷气发动机的某些实施方式可以例行执行，诸如在停机坪上，或由于效率原因在飞行中暂停喷气发动机后起动。可选地，起动或重新起动一个或多个喷气发动机58的某些实施方式可在诸如至少一个发动机非预期地损失功率或涡轮失速的紧急情况执行。例如，在混合推进发动机100的某些实施方式中，这种起动或重新起动可通过起动可独立旋转的推进器/风扇发动机62(其至少部分使用至少一个扭矩转换机构107提供动力)来完成，在这期间，可建立通过喷气发动机的工作流体流，其足以旋转参考图11所述的涡轮旋转元件105，之后经由轴旋转涡轮旋转元件103。在充分旋转涡轮旋转元件105和涡轮旋转元件103后，通过对其施加充足的燃料点燃燃烧室，及在点燃期间施加热量。
需要理解，各种显示和/或用户界面可包括在航空器75中以控制混合推进发动机100，诸如但不限于参考图42到50所述的图形用户界面402。
10.混合推进发动机控制器
本公开提供了各种技术，通过其，诸如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477的可独立旋转的工作流体位移发动机74的旋转速度可基于例如飞行员或操作员输入或混合推进发动机控制器97的操作进行控制。本公开还提供了各种技术，通过其，由扭矩转换机构107驱动的喷气发动机58的至少一个压缩机可旋转元件的旋转速度可基于例如飞行员输入或混合推进发动机控制器97的操作进行控制。这种控制可来自飞行员，可使用各种诸如可由飞行员执行或查看的手动杠杆、选择器、图形用户界面(GUI)、指示器等，诸如可使用混合推进发动机控制器的输入输出界面811，和/或使用参考图8、9、10和/或11所述的混合推进发动机控制器的各种实施方式自动执行，或可选地如同在无人机或其他使用混合推进发动机控制器的实例中一样远程或自动控制。可以理解如参考图8所述的发动机的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258及可独立旋转的推进器/风扇发动机62的功率设置(为达到期望的RPM的油门位置)如何对于飞行员在某些情况下记忆或控制可能具有挑战性。因此，至少部分使用混合推进发动机控制器97的某些实施方式进行手动控制可能更精确、可靠或合适。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为允许在不同的驾驶航空器的飞行员之间的各种优选、技能、选择等。考虑某些飞行员可能更喜欢基于混合推进发动机97的监视状况控制至少一个喷气发动机58和/或作为参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477的至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74的操作。与之相比，某些飞行员更喜欢允许混合推进发动机控制器97的某些实施方式或几乎完全地或基于来自飞行员或空腔人员的有限的输入监视至少一个喷气发动机58和/或作为参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477的至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74的状况及设置其状态。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为提供混合推进发动机100和航空器的某些实施方式的各种操作。例如，如参考图3和4所述的，可独立旋转的推进器/风扇258的某些实施方式可加速、减速、停止、重新起动、倾斜、偏移或其他变化。与之相比，如参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120的某些实施方式可由扭矩转换机构107(和可能由能量存储元件264)提供动力以允许可独立旋转的压缩机转子120加速，而几乎不从至少一个喷气发动机58输入扭矩。参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493的某些实施方式可由扭矩转换机构107(和可能由能量存储元件264)提供动力以允许可独立旋转的压缩机定子493加速，而几乎不从至少一个喷气发动机58输入扭矩。最后，参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477的某些实施方式可由扭矩转换机构107(和可能由能量存储元件264)提供动力以允许可独立旋转的涡轮定子477加速，而几乎不从至少一个喷气发动机58输入扭矩。
对于混合推进发动机100的某些实施方式使用混合推进发动机控制器97的某些实施方式的一个优势是至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74的各种实施方式诸如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477及至少一个喷气发动机58可具有用于包括各种正常运行及其他紧急情况的许多飞行情况的许多功率设置。对于飞行员来说，可能难以记住适合的功率设置及相关的飞行速度等。通过增加至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74诸如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477，则增大了适当应用合适的设置的可能性。对于特定飞行状况使用正确合适的功率设置是一个安全问题，对于特定的飞行不使用正确的功率设置可能危险。实际上，使用适合的功率设置确保航空器按照航空器或其他交通工具及至少一个混合推进发动机100的设计者或制造者的设计操作。
考虑在某些飞行情况下，对于空闲或关掉一个或多个至少一个喷气发动机甚至是适当的或需要的，并使用从一部分喷气发动机产生的电功率提供功率给至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74诸如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477。可能高度需要理解是否特定的飞行状况允许这样关闭喷气发动机。此外，由于混合推进发动机100的某些实施方式可提供在飞行中起动喷气发动机和重新起动喷气发动机，例如，可能高度需要确定喷气发动机在某些情况和飞行状况是否能够起动。
显示的某些实施方式可提供指示对于至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62和至少一个喷气发动机58的特定飞行状况所需要的合适的功率设置，及喷气发动机是否能起动或重新起动。这些考虑可能被视为安全问题，将更好地显示给飞行员(例如，诸如图形用户界面(GUI)的显示形式)。
在至少部分自动化的诸如无人机的飞行的实例中，混合推进发动机控制器97的某些实施方式可提供选择和应用至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62及至少一个喷气发动机58的合适的功率设置。例如，惯性航行单元和/或远程传感器及其他这样的设置可在手动和/或自动化的飞行中使用以确认实际飞行状况。一旦确定了实际飞行状况，可使用混合推进发动机控制器97的某些实施方式计算或获取至少一个可独立旋转的工作流体位移发动机74诸如参考图8所述的至少一个可独立旋转的推进器/风扇258、参考图9所述的可独立旋转的压缩机转子120、参考图10所述的可独立旋转的压缩机定子493和/或参考图11所述的可独立旋转的涡轮定子477和/或至少一个喷气发动机58的适合的功率设置。此外，混合推进发动机控制器97的某些实施方式可从飞行员及处理器、控制器、计算机等接收输入以设置可独立旋转的推进器/风扇发动机62和/或至少一个喷气发动机58。
本公开参考图8、9、10和/或11及在本公开的其他位置描述的混合推进发动机控制器97的许多实施方式，其意在控制和/或调整至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件108和/或至少一个喷气发动机58的旋转速度，这两者都视为包括在混合推进发动机100中。混合推进发动机100的某些实施方式的运行可不需要与混合推进发动机控制器97交互和/或极少交互，反而主要依赖于用户(飞行员)输入。与之相比，混合推进发动机100的某些实施方式可利用相当多的来自混合推进发动机控制器97的输入和/或完全利用来自其的输入，且仅部分依赖诸如通常的飞行操作(滑行、起飞、巡航、下降、紧急等)的用户输入。
与混合推进发动机控制器97的某些实施方式相关的一些操作可使用基于数字的技术进行控制，而其他实施方式可使用基于模拟的技术进行控制。例如，包括混合推进发动机控制器97的混合推进发动机100的某些实施方式，其主要基于数字和/或微处理器，可提供一般操作的主要为自动化的执行和/或到和/或自混合推进发动机100的信号。混合推进发动机100的许多部件可依赖于能够生成具有足够的功率的信号的模拟和/或数字控制器和/或计算机。其他来自混合推进发动机100的较低功率的信号可为模拟和/或数字控制的。被配置为将特定的电路打开或关闭的某些混合推进发动机控制器97，例如，如果基于数字，可尤其有效和/或有用。混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为确保与混合推进发动机控制器97相关的至少一个混合推进发动机100的相对合适、平稳或需要的操作。图2、8、9、10和11及在本公开的其他位置可表示可包括混合推进发动机控制器97以控制和/或调整混合推进发动机100的操作诸如相对旋转速度、到相应的喷气发动机或扭矩转换机构的输入混合或电供应或一些其他相关的操作的混合推进阀发动机100的某些相应的实施方式的框图。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为至少部分基于飞行状况或操作(例如，由飞行员选择的或存在的)和/或混合推进发动机100的配置提供混合推进发动机100的适当的参数的控制和/或调整。例如，如果用户希望控制和/或调整操作或检测的参数；则用户可提供适合的输入给混合推进发动机控制器97。这种到混合推进发动机控制器97的输入可经由输入/输出界面提供，例如，其在某些实施方式中可为图形用户界面(GUI)。
混合推进发动机100的某些实施方式由此可包括但不限于混合推进发发机控制器97的各种配置。混合推进发动机控制器97的某些实施方式也可至少部分基于计算机、基于控制器、基于微粒、基于手机和/或基于电子。分开的混合推进发动机控制器的某些实施方式可划分为模块，且可利用各种无线通信和/或网络技术以允许信息、数据等传送到混合推进发动机100的各种不同的部分或实施方式。混合推进发动机控制器97的某些实施方式可被配置为单一的设备、网络设备、单独的设备和/或这些和其他已知类型的设备的任何组合。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式可在其自动化、复杂度和/或精密度上变化；且可用于在航空器、喷气发动机或推进器/风扇操作期间控制、起动、建立和/或保持许多通信设备之间的通信。如在本公开中所描述的，多个混合推进发动机100的不同实施方式可传送关于通信链路的信息或数据到或自远程站点和/或可能与通信、监视和/或其他活动相关的某些中间设备。
混合推进发动机控制器97的某些实施方式(通常)可利用应用于混合推进发动机100的某些实施方式的不同的固件、硬件和/或软件技术。例如，混合推进发动机控制器97的某些实施方式可至少部分利用下列一个或多个：基于微粒的技术、基于微处理器的技术、基于微计算机的技术、显示技术、图像技术、通用计算机技术、专用计算机技术、应用型专用集成电路(AASIC)和/或各种其他计算机、电子、电磁、图像、肉眼观察、检测和/或信息提供技术以感测和/或控制混合推进发动机100的某些实施方式。
如参考图8、9、10和/或11及在本公开的其他位置所述的混合推进发动机控制器97的某些实施方式根据环境可包括诸如中央处理单元(CPU)的处理器803、存储器807、电路或电路部809及可包括总线(未示出)的输入输出界面(I/O)811。混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式可包括和/或成为其一部分：通用计算机、专用计算机、微处理器、微控制器、个人显示助手(PDA)、手机、无线通信设备、有线通信设备和/或其他已知的适合类型的可以硬件、软件、机电设备和/或固件实现的通信设备或电话、计算机和/或控制器。如参考图8、9、10和11及在本公开的其他位置所述的，处理器803的某些实施方式可为混合推进发动机100的某些实施方式执行处理和算法操作。混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式可控制信号处理、数据库查询和响应、计算、定时、数据传输和其他与混合推进发动机100的通用照明相关的过程。
混合推进发动机控制器97的存储器807的某些实施方式可包括随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)，其可共同存储控制混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式的操作的计算机程序、操作数和其他参数。存储器807可被配置为包含可由特定的混合推进发动机控制器97获取、保持或捕捉的数据、信息、图像、视觉显示、图像信息等，如在本公开中所述的。
总线的某些实施方式可被配置为提供在处理器803、电路809、存储器807、I/O 811、视觉显示、图像和/或提供信息的存储器或存储设备(其可为集成的或可移除的)、混合推进发动机100内的其他部分和/或混合推进发动机100外的其他部分之间的数字信息传输。在本公开中，存储器807可被配置为RAM、闪速存储器、半导体型存储器及可被配置为存储与混合推进发动机操作相关的数据的任何其他类型的存储器。总线的某些实施方式也可将I/O 811连接到可接收数字信息自、或传输数字信息到混合推进发动机100的其他部分或与之相关的其他系统和/或网络部件的混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式的部分。
如参考图8、9、10和/或11及在本公开的其他位置所述的，混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式可包括分离的、不同的、组合的和/或相关的发射机部分(未示出)，其可包括在混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式中并作为其一部分。混合推进发动机控制器97的某些实施方式能够可选地提供为一个分离的和/或组合的单元(例如，某些实施方式可以为基于处理器和/或基于通信技术的)。
如参考图8、9、10和/或11及在本公开的其他位置所述的，混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式可包括操作改变或控制部分，其可包括在混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式中并作为其一部分，或可选地，可提供为分离或组合的单元。
存储器807的某些实施方式可提供存储器储存部的实例。在某些实施方式中，监视的值包括但不限于：存储器807的百分比、指示存储或可存储在存储器807中的数据或关于数据存储或记录间隔。该存储器可包括关于通用照明灯设置的信息、期望的使用该区域等的个人的通用照明灯方面；也包括由混合推进发动机100的某些实施方式提供的一个或多个通用照明灯设置。
在某些实施方式中，可在混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式之间建立通用照明灯通信链路。通用照明灯通信链路可类似于通信链路进行构造，或可选地，可利用基于网络的计算机连接、因特网连接等以在混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式之间提供信息和/或数据传输。
在某些实施方式中，I/O 811提供一接口来控制混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式的各部件之间的数字信息的传输。I/O 811也提供了混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97的某些实施方式的部件之间的接口。电路809可包括诸如显示器和/或键盘的其他用户接口。在其他实施方式中，混合推进发动机100的混合推进发动机控制器97可被构造为诸如应用型专用集成电路(ASIC)、微处理器、微计算机或其他类似的设备的专用计算机。
11.混合推进发动机的某些实施方式以及相关流程图
在本公开内，在本公开内描述的类型的流程图应用于由可包含在混合推进发动机100的某些实施方式内的计算机或控制器执行的方法步骤，如在本公开内所述的。此外，在本公开内描述的流程图应用于可全部和/或主要利用机械设备、机电设备等，诸如在本公开内描述的混合推进发动机100的某些实施方式执行的操作或程序。该流程图也可应用于装置设备，诸如与之相关的天线或节点，其可包括例如，其结构和软件、固件、机电设备和/或硬件一起能够执行在流程图中描述的过程或技术的通用计算机或专用计算机。
混合推进发动机100的一个实施方式可提供如参考附图及在本公开的其他位置和在本公开的任何位置所述的混合推进发动机100的操作。具有各种可用于如在本公开中所述的可视化、图像或提供信息等的混合推进发动机100的实施方式。混合推进发动机100可具有各种实施方式。
图47示出了诸如关于但不限于图1和在本公开的任何位置的混合推进发动机100的混合推进发动机技术4600的某些实施方式。通用照明灯技术4600的高级流程图的某些实施方式参考图47描述，其可包括但不限于操作4602、4604、4606和4608。操作4602的某些实施方式可包括但不限于提供至少一部分与通过至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体流相关的推力。例如，喷气发动机58的某些实施方式可被配置为使用参考图8和16描述的压缩机部102、燃烧部109和涡轮部104提供推力。操作4604的某些实施方式包括但不限于从工作流体提取至少部分转换为电功率的能量。例如，如参考图2和8所述的能量提取机构66的某些实施方式可被配置为从各种位置产生电流的发电机，这些位置包括但不限于，与涡轮或诸如轴的相关元件的旋转相关的发电机、从与通过喷气发动机的工作流体流相关的动能获得电流的磁流体动力设备，及从通过喷气发动机或其下游的工作流体的热能获得电流的热力发动机，如参考图12到15及在本公开的其他位置所述。操作4606的某些实施方式可包括但不限于将至少一部分电功率转换为扭矩。例如，扭矩转换机构107的某些实施方式可包括电马达，其可基于电流输入产生扭矩，如参考图2、8和12到15及在本公开的其他位置所述的。操作4608的某些实施方式可包括但不限于在至少部分响应将至少一部分电功率转换为扭矩时，旋转至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件的至少可独立旋转的推进器/风扇，其中旋转至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件的至少可独立旋转的推进器/风扇被布置为产生至少一部分第二推力。例如，图2的可旋转的工作流体位移发动机74的某些实施方式可被配置为如参考图3、4和8所述的至少一个可旋转的推进器/风扇组件108。被配置为驱动至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的混合推进发动机100的某些实施方式可被布置为涡轮推进器发动机或涡轮风扇发动机。至少一个可独立旋转的推进器/风扇发动机62的相对操作可相对于喷气发动机58进行控制，以提供期望的操作给可独立旋转的推进器/风扇258，且可基于用户输入或感测的应用于至少一个混合推进发动机控制器的参数使用诸如倾斜、偏移、混合技术等，如参考图8所述的。
在一个或多个各个方面，相关系统包括但不限于用于使在本文引用的方法方面有效的电路和/或编程；电路和/或编程实际上根据系统设计者的设计选择可为可被配置为使在本文引用方法方面有效的硬件、软件、机电系统和/或固件的任何组合。
12.总结
本公开提供了可被配置为提供如在本公开中所述的航空器或其他交通工具的各种相对高效的操作的混合推进发动机100的许多实施方式。如在本公开中所述的，混合推进发动机的实施方式在本质上意在示例性的，且不限制范围。混合推进发动机控制器97的不同实施方式可提供对载人或不载人(及有人驾驶或无人驾驶)的航空器或其他交通工具的各种控制。
本领域技术人员将意识到计算机、控制器、通信、网络及其他类似技术的状态已发展到在系统方面的硬件、固件和/或软件实现之间几乎没有区别的阶段，诸如可在可使用混合推进发动机控制器97的实施方式进行监视和/或控制的分离的发动机中使用。硬件、固件和/或软件的使用因此通常表示(但不是总是，因为在某些环境中，硬件和软件之间的选择可能非常重要)代表至少一个混合推进发动机100的各种实施方式的成本相对效率权衡的一种设计选择。本领域技术人员将理解具有各种交通工具，通过其，在本文描述的过程和/或系统和/或其他技术可以实现(例如，硬件、软件和/或固件)，且交通工具可随着该过程和/或系统和/或其他技术所采用的环境而变化。例如，如果实现者确定速度和精度极为重要，则该分离的混合推进发动机的实现者和/或设计者可主要选择硬件和/或固件实现以控制和/或提供通用照明灯。在可选的实施方式中，如果灵活性极为重要，则实现者和/或设计者可主要选择软件和/或机械实现以控制和/提供通用照明灯。在其他实施方式中，实现者和/或设计者可选择硬件、软件、固件和/或机械实现以控制和/或提供混合推进发动机100。因此，具有几种可能的技术，通过其，本文描述的过程和/或设备和/或其他技术可以实现，这中间的任何一个在本质上都不优于其他的，因为将要利用的交通工具是一种取决于交通工具可被采用的环境及实现者的特别关注(例如，速度、灵活性或可预测性)的一种选择，这其中任何一个因素均可变化。
前面的详细描述通过使用框图、流程图和/或实例已提出了设备和/或过程的各种实施方式。至今这些框图、流程图和/或实例包含一个或多个功能和/或操作，本领域技术人员将理解在各框图、流程图或实例中的各功能和/或操作可以通过宽范围的硬件、软件、固件或实际上其任何组合针对个别地和/或总体地实现。在某些实施方式中，在本文描述的通用照明灯主题的几个部分可通过应用型专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成形式实现。然而，本领域技术人员将意识到在本公开描述的实施方式的某些方面全部或部分可等效地在标准集成电路中实现，如运行在一个或多个计算机上的一个或多个计算机程序(例如，如运行在一个或多个计算机系统的一个或多个程序)，如运行在一个或多个处理器的一个或多个程序(例如，运行在一个或多个微处理器上的一个或多个程序)，作为固件，或实际上作为其任何组合，及根据本公开为软件和/或固件设计电路和/或写代码是本领域技术人员熟悉的技能。此外，本领域技术人员将理解在本文描述的主题的系统能够被分布为各种形式的程序产品，且在本文描述的主题的示例性实施方式不考虑用于实际执行该分布的信号承载媒介的特定类型而等同地应用。信号承载媒介的实例包括但不限于下列：可记录型的媒介，如软盘、硬盘驱动器、CDROM、数字磁带和计算机存储器；传输型媒介，如使用基于TDM或IP的通信链路(例如，包链路)的数字和模拟通信链路。
在本说明书中引用的和/或在任何申请数据表中列出的上述所有的美国专利、美国专利申请出版物、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物都全文以引用方式并入本文。
本领域技术人员应该理解通常，在本公开内使用的术语，包括附图和所附权利要求(尤其在所附权利要求的主体使用的)，通常意指“开放式”术语。例如，术语“包括(including)”应解释为“包括但不限于”；术语“具有”应解释为“至少具有”；术语“包括(includes)”应解释为“包括，但不限于”；等。在本公开和所附权利要求中，在一个或多个物品、项目、和/或服务前的术语“一(a)”、“所述(the)”和“至少一个”意在应用于包括一个或多个物品、项目和/或服务。
此外，在使用了类似于“A、B、C等中的至少一个”的惯例的实例中，通常该解释意在在这个意义上本领域技术人员将理解该惯例(例如，“具有A、B、C中的至少一个的系统”将包括但不限于可只有A、只有B、只有C；具有A和B、具有A和C、具有B和C；和/或具有A、B和C等的系统)。在使用了类似于“A、B或C等中的一个”的惯例的实例中，通常该解释意在在这个意义上本领域技术人员将理解该惯例(例如，“具有A、B或C等中的至少一个的系统”将包括但不限于可只具有A；只具有B；只具有C；具有A和B；具有A和C；具有B和C；和/或A、B和C的系统等)。
本领域技术人员将理解本文描述的特别的示例性过程和/或设备和/或技术是在本文的其他地方，诸如与之提交的权利要求和/或在本申请的其他地方教导的更一般的过程和/或设备和/或技术的代表。
虽然本文已描述了各个方面和实施方式，其他方面和实施方式对本领域技术人员来说是明显的。在本文公开的各个方面和实施方式仅为示例的目的，且不意在限制，其真实的范围和精神由下面的权利要求表明。

Claims (56)

1.一种混合推进发动机，包括：
至少一个轴流式喷气发动机，其被配置为提供与通过所述至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体相关的至少一部分第一推力；
至少一个能量提取机构，其被配置为从所述工作流体提取能量，并至少部分地将所述能量转换为电功率；
至少一个扭矩转换机构，其被配置为将所述电功率的至少一部分转换为扭矩；及
至少一个可旋转的推进器/风扇组件，其包括至少一个可独立旋转的推进器/风扇，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为至少部分地响应于被配置为将所述电功率的至少一部分转换为扭矩的所述至少一个扭矩转换机构而被提供动力以进行旋转，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的所述旋转被布置为产生至少一部分第二推力，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的旋转轴被配置为相对于通过所述至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体的基本方向选择性地倾斜，以选择性地改变所述至少一部分第二推力的方向。
2.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括至少一个发电机。
3.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括至少一个涡轮旋转元件，所述涡轮旋转元件被配置为从所述至少一个轴流式喷气发动机内的所述工作流体的运动提取能量。
4.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个扭矩转换机构包括至少一个电马达。
5.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括被配置为从至少一个涡轮旋转元件的旋转提取能量的至少一个电能提取机构。
6.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为相对于至少一个涡轮旋转元件独立可控地旋转。
7.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括至少一个热力发动机，该至少一个热力发动机被配置为从被至少部分地施加到至少一种热量接受流体的所述工作流体提取至少一部分热量。
8.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一种热量接受流体被配置为经历相变。
9.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一种热量接受流体被配置为经历温度升高。
10.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一种热量接受流体至少部分地围绕闭环流动。
11.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一种热量接受流体至少部分地围绕开环流动。
12.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括被配置为从所述工作流体提取热能的至少一个热电热力发动机。
13.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括被配置为从所述至少一种热量接受流体提取热能的至少一个热电热力发动机。
14.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述喷气发动机还包括涡轮部，其中，所述涡轮部被配置为从所述至少一种热量接受流体提取电动率。
15.根据权利要求7所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构还包括被配置为从所述至少一种热量接受流体提取电功率的至少一个磁流体动力设备。
16.根据权利要求1所述的混合推进发动机，还包括被配置为产生第二扭矩的第二扭矩转换机构，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为，除了响应于被配置为将所述电功率的至少一部分转换为扭矩的所述至少一个扭矩转换机构外，至少部分地响应于被配置为产生第二扭矩的所述第二扭矩转换机构而被提供动力以进行旋转。
17.根据权利要求16所述的混合推进发动机，还包括至少一个涡轮旋转元件，所述至少一个涡轮旋转元件被配置为至少部分地响应于所述至少一个轴流式喷气发动机内的所述工作流体而进行旋转，且其中，所述第二扭矩转换机构被配置为响应于被配置为旋转的所述至少一个涡轮旋转元件而产生所述第二扭矩。
18.根据权利要求16所述的混合推进发动机，还包括离合机构，所述离合机构被配置为调节所述扭矩和为所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件提供动力以进行旋转的所述第二扭矩的比率。
19.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括被配置为从所述工作流体的流提取动能的至少一个磁流体动力设备。
20.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机包括至少一个涡轮喷气发动机。
21.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机包括至少一个实质上的轴流式喷气发动机。
22.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机包括至少一个冲压式喷气发动机。
23.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机包括至少一个外部加热的喷气发动机。
24.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机包括至少一个燃烧驱动的喷气发动机。
25.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇包括至少一个实质上的轴流式可旋转的推进器/风扇。
26.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括被配置为从被至少部分地施加到热量接受流体的所述工作流体提取至少一部分热量的至少一个热力发动机，其中，所述至少一个能量提取机构包括被配置为从所述工作流体提取热量形式的能量的Rankine循环能量提取机构。
27.根据权利要求1所述的混合推进发动机，还包括被配置为提供能量到所述至少一个扭矩转换机构的至少一个辅助电能源。
28.根据权利要求27所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个辅助电能源从至少一个主要能源获取至少一部分电。
29.根据权利要求27所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个辅助电能源包括至少一个可再充电的能量存储设备。
30.根据权利要求29所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可再充电的能量存储设备至少部分地从所述至少一个能量提取机构充电。
31.根据权利要求29所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可再充电的能量存储设备至少部分地从被配置为将所述电功率的至少一部分转换为扭矩的所述至少一个扭矩转换机构充电。
32.根据权利要求29所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可再充电的能量存储设备至少部分地从至少一个外部功率源充电。
33.根据权利要求1所述的混合推进发动机，还包括混合推进发动机起动器，所述混合推进发动机起动器被配置为以足够的旋转速度使所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的至少一部分旋转，以增强所述混合推进发动机的起动。
34.根据权利要求1所述的混合推进发动机，还包括混合推进发动机起动器，所述混合推进发动机起动器被配置为以足够的旋转速度使至少一个可旋转的压缩机元件的至少一部分旋转，以增强所述混合推进发动机的起动。
35.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机包括涡轮部，所述涡轮部包括至少一个涡轮旋转元件，其中，所述至少一个涡轮旋转元件被布置为，在接收到通过至少所述至少一个喷气发动机的至少一部分的所述工作流体的至少一部分时，响应性地提供涡轮旋转运动。
36.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，被配置为提供所述至少一部分第一推力的所述至少一个轴流式喷气发动机至少部分地响应于被布置为产生所述至少一部分第二推力的所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件而产生所述至少一部分第一推力。
37.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述工作流体中的至少一部分通过所述至少一个可独立旋转的推进器/风扇组件。
38.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个轴流式喷气发动机还包括压缩机部，且其中，所述压缩机部包括至少一个压缩机可旋转元件，且其中，所述至少一个压缩机可旋转元件被配置为压缩所述工作流体中的至少一部分。
39.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为被提供动力以在第一方向或可选地在与所述第一方向反向的第二方向进行可控制的旋转。
40.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为被变化地提供动力，以进行速度可变的旋转。
41.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的旋转轴被配置为相对于通过所述至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体的基本方向可改变地倾斜。
42.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的旋转轴被配置为相对于所述至少一个轴流式喷气发动机横向偏离。
43.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的旋转轴被配置为被可变地横向移位，以相对于所述至少一个轴流式喷气发动机产生可变的偏离。
44.根据权利要求1所述的混合推进发动机，被配置为涡轮风扇发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为带冠风扇。
45.根据权利要求1所述的混合推进发动机，被配置为涡轮推进器发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为未带冠的推进器。
46.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件包括至少一个有压缩力的风扇。
47.根据权利要求1所述的混合推进发动机，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件被配置为充分旋转以将至少第一部分流体引向所述至少一个轴流式喷气发动机，从而提供所述工作流体的至少一部分，同时引导流体的至少第二部分绕过所述至少一个轴流式喷气发动机。
48.根据权利要求1所述的混合推进发动机，被应用于航空器。
49.根据权利要求1所述的混合推进发动机，被应用于船或舰。
50.根据权利要求1所述的混合推进发动机，被应用于气垫船。
51.根据权利要求1所述的混合推进发动机，被应用于陆地交通工具。
52.根据权利要求1所述的混合推进发动机，还包括控制电路，所述控制电路允许用户至少部分地基于指示期望的飞行状况的用户输入来控制所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的适当的旋转速度。
53.根据权利要求52所述的混合推进发动机，其中，所述控制电路被配置为允许用户至少部分地基于至少一个感测的飞行参数来控制所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的适当的旋转速度。
54.根据权利要求52所述的混合推进发动机，其中，所述控制电路被配置为允许用户至少部分地基于涵道比来控制所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的适当的旋转速度。
55.根据权利要求1所述的混合推进发动机，还包括控制电路，所述控制电路允许用户至少部分地基于指示期望的飞行状况的用户输入来控制所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的适当的旋转极性。
56.一种混合推进方法，包括：
提供与通过至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体的流相关的至少一部分第一推力；
从所述工作流体提取能量，该能量被至少部分地转换为电功率；
将所述电功率的至少一部分转换为扭矩；及
至少部分响应于将所述电功率的至少一部分转换为扭矩而使至少一个可旋转的推进器/风扇组件的至少一个可独立旋转的推进器/风扇旋转，其中，所述使至少一个可旋转的推进器/风扇组件的至少一个可独立旋转的推进器/风扇旋转被布置为产生至少一部分第二推力，其中，所述至少一个可旋转的推进器/风扇组件的旋转轴被配置为相对于通过所述至少一个轴流式喷气发动机的至少一部分的工作流体的基本方向选择性地倾斜，以选择性地改变所述至少一部分第二推力的方向。
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