CN102795344B - 给飞机的自主驱动马达提供动力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在飞机的喷气式发动机不工作时给用于飞机的自主驱动设备提供动力的方法，该自主驱动设备包括一定数量的轮（6）用驱动马达（5），飞机包括驱动第一发电机的辅助动力单元或APU（2），该第一发电机在喷气式发动机不工作时提供动力给飞机上需要提供动力的设备，其特征在于，该方法包括专用于自主驱动设备的动力供给的第二发电机（8）的使用，第二发电机设置成与第一发电机并联，以便当其在由自主驱动设备回收的能量的作用下作为马达运行时由APU进行驱动，以便有助于APU驱动至少第一发电机。

Description

给飞机的自主驱动马达提供动力的方法
技术领域
本发明涉及一种给飞机的自主驱动马达提供动力的方法，特别是当飞机的喷气式发动机不工作时在地面滑行情形中。
背景技术
越来越多地设想给飞机装备自主驱动设备以在没有牵引机辅助时允许移动飞机，同时飞机的喷气式发动机不工作。为了这个目的，飞机起落架的至少一些轮子装备有允许所讨论的轮子被驱动并因此移动飞机的马达。在这些阶段中，由辅助动力单元（或APU）驱动的发电机给自主驱动马达提供动力，其是在飞机的喷气式发动机不工作时启动的热力机器。
然而，APU的发电机设计成能够确保连接到APU的最耗电设备的动力供应，在本实例中是自主驱动设备。为了给连接到APU的其它设备（机舱电力、机舱空调、航空电子设备等）提供动力，必须使用转换器以使发电机提供的电力适合于这些较低耗电的设备。
在特定情形中，自主驱动设备的马达能够作为发电机运行，例如在必须降低飞机速度的情形中。所产生的能量接着再注入到马达用的电力分配系统。该能量可接着储存在电池或电容中或被电阻中的焦耳热消耗。然而，这些设备意味着显著的重量不利。
本发明的目的是提供一种给自主驱动马达提供动力的优化方法，以及用来实施该方法的APU/发电组件。
发明内容
为了实现这个目的，提供一种至少在飞机的喷气式发动机不致动时给用于飞机的自主驱动设备提供动力的方法，该自主驱动设备包括一定数量的用于选择性地驱动轮的轮用驱动马达，飞机包括驱动第一发电机的辅助动力单元或APU，第一发电机在喷气式发动机不工作时提供动力给飞机上需要提供动力的设备。根据本发明，该方法包括专用于自主驱动设备的动力供给的第二发电机的使用，第二发电机设置成与第一发电机并联，以便当其在通过自主驱动设备回收动力的作用下作为马达运行时由APU进行驱动，以便有助于APU驱动至少第一发电机。
因此，第二发电机可根据自主驱动设备的要求精确地设计。此外，除了储存由自主驱动设备回收的能量，该能量还用来辅助APU以及因此降低后者的油耗。
根据本发明的一个具体方面，该方法包括以下步骤：如果飞机的速度低于所述要求的速度，就通过给自主驱动马达提供动力来控制在地面上方的飞机速度以便飞机加速到要求的速度，以及相反地，如果飞机的速度高于所述要求的速度，就使马达作为发电机运行以使飞机减速直到达到所述要求的速度，马达回收的电力接着反馈到第二发电机。这种方法可通过管理供应到自主驱动马达的动力的电力电子技术来实施。
本发明的另一主题是用来实施该方法的发电组件，包括：
-热力型辅助动力单元或APU；
-具有由APU驱动的输入轴的齿轮箱；
-由齿轮箱驱动的第一和第二发电机；
齿轮箱被构造成在第二发电机作为马达运行时用来将机械能的传送从第二发电机传送到至少第一发电机。
附图说明
根据以下单个附图示意性地说明本发明的一个具体实施例的说明将更好地理解本发明。
具体实施方式
飞机包括在飞机的喷气式发动机不工作时能够或必须被供电的几个设备或系统。例如，这些可以是空调系统、机舱照明系统、外部位置灯等。应该注意，由于它们通常不能作为马达运行，因此这些系统没有一个能够返回电力。
一个已知的解决方法是通过由借助飞机上的燃油运行的热力机器驱动的发电机1来给这些系统提供动力，在本实例中是辅助动力单元或APU2。该组件构成能够为消耗系统提供电力的动力发生单元3。众所周知的是APU可驱动诸如空气压缩机、液压泵等其它附件。
自主驱动设备4的添加导致能够将在飞机的喷气式发动机不工作时需要电力的附加消耗系统安装在飞机上。该自主驱动设备基本上包括设置成用来驱动飞机的轮6以便后者绕机场移动的马达5。通过电力电子系统7给马达提供电力，该电力电子系统7允许根据所需的加速度或速度来调节供应给马达的电力。
根据本发明，自主驱动设备4运行所需的电力通过第二专用发电机8提供且也可通过APU2驱动。更精确地，APU2联接到允许来自APU2的驱动轴10同时且并联地驱动发电机1和8的主齿轮箱（BTP）9。因此，动力发生单元3包括至少两个发电机，其中一个专用于自主驱动设备的动力供应。
该配置提供各种优点：
-每个发电机可根据消耗系统或与其相关联的系统的需要进行设计。通过实例的方式，对于空客A320型飞机，第一发电机1将设计成用来提供30kVA左右的电力，而第二发电机8将设计成用来提供90到140kVA左右的电力。
-在自主驱动设备作为发电机运行时，例如在飞机减速同时马达5与轮6配合时，所产生的电能通过电力电子系统7反馈到接着作为马达运行的第二发电机8。后者接着产生通过主齿轮箱9传送以驱动发电机1的机械能，缓解APU2同样数量的能量，这因此认为其油耗降低。应该注意，如果APU驱动诸如空气压缩机或液压泵的其它附件，这些也将得益于该回收的能量通过第二发电机8转换成机械能。
-自主驱动设备的马达5接着可有目的地用来使飞机减速，因此节省摩擦制动盘。所回收的能量接着用来缓解APU2。因此，根据以下方案控制在地面上飞机的速度变得可能：如果飞机速度低于给定的要求速度，就给自主驱动马达提供动力使飞机加速到所述要求速度，以及相反地，如果飞机速度高于所述要求速度，自主驱动马达就用作发电机以使飞机减速到所述要求速度，通过马达返回的能量被回收并反馈到第二发电机，如前面所解释的。这种方法可通过管理提供给马达的动力的电力电子技术来实施。要求的速度可通过机上计算机控制飞机在地面上方的移动而产生，或者响应通过飞行员的操作杆或其它控制设备的操作而产生。
本发明不局限于刚刚所描述的，而相反包括由权利要求书所限定范围内的所有变型。具体地说，可设置在发电机和主齿轮箱之间的耦合/去耦合设备。主齿轮箱也可驱动诸如例如泵的其它配件。
另外，虽然主齿轮箱通常是齿轮型的，也可使用任何其它类型的传动系统，诸如例如电磁传动系统，只要第二发电机在其接收由自主驱动设备返回的电能时能够产生的机械能可被传送并用来驱动第一发电机并由此解除APU即可。

Claims (3)

1.一种至少在飞机的喷气式发动机不致动时给飞机中的自主驱动设备(4)提供动力的方法，所述自主驱动设备包括一定数量的用于选择性地驱动轮(6)的轮用驱动马达(5)，所述飞机包括驱动第一发电机(1)的辅助动力单元或APU(2)，所述第一发电机(1)在所述喷气式发动机不工作时提供动力给所述飞机上需要提供动力的设备，其特征在于，所述方法包括：
使用专用于所述自主驱动设备的动力供给的第二发电机(8)；
使用联接到所述APU以及联接到所述第一和第二发电机以使所述第一和第二发电机并联设置的齿轮箱，所述齿轮箱适于将机械能从所述APU传送到所述第一和第二发电机，以使所述第一和第二发电机可被所述APU并联驱动；以及
当所述第二发电机在通过所述自主驱动设备回收动力的作用下作为马达运行时，使用所述齿轮箱将机械能从所述第二发电机传送到所述第一发电机，以便协助所述APU驱动至少所述第一发电机。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：如果所述飞机的速度低于要求的速度，就通过给所述自主驱动设备提供动力来控制在地面上方的所述飞机速度以便所述飞机加速到所述要求的速度，以及相反地，如果所述飞机速度高于所述要求的速度，就使所述自主驱动设备作为发电机运行以使所述飞机减速直到达到所述要求的速度，所述自主驱动设备回收的电力反馈到接着作为马达运行的所述第二发电机。
3.动力发生组件，包括：
-能够传送机械能的辅助动力单元或APU(2)；
-由来自所述APU的驱动轴驱动的主齿轮箱(9)；
-自主驱动设备(4)，所述自主驱动设备包括一定数量的用于选择性地驱动飞机的轮(6)的轮用驱动马达(5)；
-至少第一和第二发电机(1，8)；
-其中，所述第一发电机(1)适于在所述飞机的喷气式发动机不工作时提供动力给所述飞机上需要提供动力的设备；
-其中，所述第二发电机(8)专用于将动力提供给所述自主驱动设备，从而驱动用于选择性地驱动所述轮(6)的轮用驱动马达(5)；
-其中，所述第一和第二发电机(1、8)机械地联接到所述主齿轮箱，
-其中，所述主齿轮箱适于将机械能从所述APU传送到所述第一和第二发电机，以使所述第一和第二发电机可被所述APU并联驱动，并且
其中，所述主齿轮箱进一步构造成在所述第二发电机作为马达运行时，用来将机械能的传送从所述第二发电机传送到至少所述第一发电机，以便协助所述APU驱动至少所述第一发电机。
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