CN110884665B - 具有后发动机的飞行器 - Google Patents

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Abstract

一种用于操作飞行器推进系统的电风扇的方法，该方法包括：利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力；在利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力之后，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。

Description

具有后发动机的飞行器
技术领域
本主题大体涉及具有后发动机的飞行器，或者更具体地涉及包括电驱动后风扇的飞行器。
背景技术
传统的商用飞行器通常包括机身，一对翼和提供推力的推进系统。推进系统通常包括至少两个飞行器发动机，例如涡轮风扇喷气发动机。每个涡轮风扇喷气发动机安装到飞行器的相应一个翼上，例如安装在翼下方的悬挂位置，与翼和机身分开。这样的构造允许涡轮风扇喷气发动机与不受翼和/或机身影响的单独的自由流气流相互作用。
此外，传统的商用飞行器将包括冲压空气涡轮。冲压空气涡轮通常可以容纳在飞行器的机身内，并且仅在主飞行器发动机(例如，涡轮风扇喷气发动机)中的一个或两个发生故障的情况下才被调动。冲压空气涡轮可用于从飞行器机身上的气流中提取能量并将这种能量转换成电力。可以在这种故障模式中利用电力。
然而，冲压空气涡轮增加了飞行器生产的费用和成本，以及在正常操作期间飞行器的重量。因此，包括能够更换冲压空气涡轮的一个或多个特征的飞行器将是有用的。具体地，包括用于在故障状态期间产生电力而不使用专用冲压空气涡轮的一个或多个特征的飞行器将是有益的。
发明内容
本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于操作飞行器推进系统的电风扇的方法。该方法包括：利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力；在利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力之后，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。
在某些示例性方面，电风扇是飞行器推进系统的后发动机的电风扇，并且其中利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力包括修改后发动机的可变几何形状部件。
例如，在某些示例性方面，修改后发动机的可变几何形状部件包括改变后发动机的多个可变入口导向轮叶的有效俯仰角、后发动机的多个可变出口导向轮叶的有效俯仰角、或后发动机的有效喷嘴区域中的至少一个。
例如，在某些示例性方面，修改后发动机的可变几何形状部件包括改变后发动机的多个可变导向轮叶的有效俯仰角。
例如，在某些示例性方面，修改后发动机的可变几何形状部件包括改变后发动机的有效喷嘴区域。
例如，在某些示例性方面，该方法还包括接收指示推进系统的一个或多个部件的故障状况的数据，并且其中修改后发动机的可变几何形状部件包括响应于接收指示故障状况的数据而修改后发动机的可变几何形状部件。
例如，在某些示例性方面，修改后发动机的可变几何形状部件包括修改后发动机的可变几何形状部件以修改利用电机产生的电力量。
在某些示例性方面中，利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片包括在电风扇的多个风扇叶片处于第一角位置时利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片，并且其中利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力包括在电风扇的多个风扇叶片处于第二角位置时，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。
例如，在某些示例性方面，该方法还包括将电风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。
例如，在某些示例性方面，第一角位置是正角位置，并且其中第二角位置是负角位置。
例如，在某些示例性方面，正角位置和负角位置限定了至少约20度以及高达约100度的角度差。
例如，在某些示例性方面，飞行器推进系统还包括第一推进器，并且该方法还包括接收指示第一推进器的故障状况的数据，并且其中移动电风扇的多个风扇叶片包括响应于接收指示第一推进器的故障状态的数据而移动电风扇的多个风扇叶片。
例如，在某些示例性方面，该方法还包括确定飞行器的空速，电风扇的旋转速度或两者，并且其中将电风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置包括至少部分地基于所确定的飞行器的空速，所确定的电风扇的旋转速度或两者，将电风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。
例如，在某些示例性方面，该方法还包括在电风扇的多个风扇叶片处于第一角位置时利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生初始电力量，并且其中将电风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置包括至少部分地使用初始电力量将电风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。
在某些示例性方面中，利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片包括使电风扇的多个风扇叶片在第一旋转方向上旋转，并且其中利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机包括使电风扇的多个风扇叶片在第二旋转方向上旋转，第二旋转方向与第一旋转方向相反。
在某些示例性方面，飞行器推进系统还包括第一推进器，其中第一推进器是气动推进器，并且其中该方法还包括操作第一推进器以产生电力，并且其中利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片包括为电机提供通过第一推进器的操作产生的电力的至少一部分。
在某些示例性方面，飞行器包括后端，并且其中电风扇是安装在飞行器的后端处的边界层摄取电风扇。
在某些示例性方面，电风扇的电机通过齿轮箱机械地联接到电风扇的多个风扇叶片。
在本公开的示例性实施例中，提供了一种飞行器。该飞行器包括：机身，其在前端和后端之间延伸；翼，其从机身延伸；推进系统。推进系统包括：发电机；燃气涡轮发动机，其安装到飞行器的翼，燃气涡轮发动机构造成驱动发电机以产生电能；后发动机，其在机身的后端处安装到机身，后发动机包括风扇和电机，电机与发电机电连通，后发动机还包括一个或多个可变几何形状部件。后发动机的电机被构造为在第一操作模式下至少部分地使用由发电机产生的电力来驱动风扇，并且其中后发动机的电机被构造为在第二操作模式下由风扇驱动以产生电力。
在某些示例性实施例中，后发动机限定轴向方向，其中风扇包括多个风扇叶片，其中当多个风扇叶片处于第一角位置时多个风扇叶片中的每个风扇叶片与轴向方向限定正角度，并且其中当多个风扇叶片处于第二角位置时多个风扇叶片中的每个风扇叶片与轴向方向限定负角度，并且其中当多个风扇叶片处于第一角位置时电机被构造为至少部分地使用由发电机产生的电力驱动多个风扇叶片，并且其中当多个风扇叶片处于第二角位置时电机被构造为由多个风扇叶片驱动以产生电力。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：
图1是根据本公开的各种示例性实施例的飞行器的俯视图。
图2是图1的示例性飞行器的左舷侧视图。
图3是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
图4是图1的示例性飞行器的后端的特写示意性横截面视图。
图5是沿着图4的示例性后发动机的中心线轴线截取的图4的示例性后发动机的入口的横截面视图。
图6是图4的示例性后发动机的多个风扇叶片的平面视图。
图7是图4的示例性后发动机的多个风扇叶片的另一平面视图。
图8是根据本公开的示例性方面的用于操作飞行器推进系统的电风扇的方法的流程图。
图9是根据本公开另一示例性方面的用于操作飞行器推进系统的风扇的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和说明书中的相同或类似的标记已用于指代本发明的相同或类似的部分。
如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“前”和“后”是指发动机或运载工具内的相对位置，并且指的是发动机或运载工具的正常操作姿态。例如，关于发动机，前指的是更靠近发动机入口的位置，而后指的是更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
除非本文另有规定，否则术语“联接”，“固定”，“附接到”等指的是直接联接，固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接，固定或附接。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一种”和“该”包括复数指代。
在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言用于修饰任何可以允许变化的定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(例如“约”，“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可能指的是在10％的范围内。
这里和整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这些范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有说明。例如，本文公开的所有范围包括端点，并且端点可彼此独立地组合。
现在参考附图，其中相同的数字在整个附图中表示相同的元件，图1提供了可以结合本发明的各种实施例的示例性飞行器10的俯视图。图2提供了如图1所示的飞行器10的左舷侧24视图。如图1和2共同所示，飞行器10限定了延伸通过其的纵向中心线12，竖直方向V，横向方向L，前端14和后端16。此外，飞行器10限定了在飞行器10的前端14和后端16之间延伸的平均线18。如本文所用，“平均线”是指沿着飞行器10的长度延伸的中点线，未考虑飞行器10的附件(例如下面讨论的翼22和稳定器)。
此外，飞行器10包括机身20和一对翼22，机身20从飞行器10的前端14朝向飞行器10的后端16纵向延伸。这样的翼22中的第一翼从机身20的左舷侧24相对于纵向中心线12横向向外延伸，并且这样的翼22中的第二翼从机身20的右舷侧26相对于纵向中心线12横向向外延伸。用于所示的示例性实施例的每个翼22包括一个或多个前缘襟翼28和一个或多个后缘襟翼30。飞行器10还包括竖直稳定器32和一对水平稳定器36，竖直稳定器32具有用于偏航控制(yaw control)的舵翼34，每个水平稳定器36都具有用于俯仰控制(pitch control)的升降翼38。机身20另外包括外表面40。
图1和图2的示例性飞行器10还包括推进系统。示例性推进系统包括多个飞行器发动机，多个飞行器发动机中的至少一个安装到该对翼22中的每一个。具体地，多个飞行器发动机包括安装到该对翼22的第一翼的第一飞行器发动机42和安装到该对翼22的第二翼的第二飞行器发动机44。在至少某些示例性实施例中，飞行器发动机42,44可以被构造为以翼下构造悬挂在翼22下方的涡轮风扇喷气发动机。例如，在至少某些示例性实施例中，第一和/或第二飞行器发动机42,44可以以与下面参照图3描述的示例性涡轮风扇喷气发动机100基本相同的方式构造。然而，替代地，在其他示例性实施例中，可以提供任何其他合适的飞行器发动机。例如，在其他示例性实施例中，第一和/或第二飞行器发动机42,44可替代地构造为涡轮喷气发动机，涡轮轴发动机，涡轮螺旋桨发动机等。
另外，推进系统包括后发动机200，后发动机200安装到飞行器10的机身20，靠近飞行器10的后端16，或者更具体地，安装在翼22和飞行器发动机42,44后面的位置。示例性后发动机200安装到飞行器10的机身20，使得平均线18延伸通过其。然而，在其他示例性实施例中，后发动机200可以替代地例如在后端16处与机身20混合，或者以其他方式结合到机身20中。
此外，对于所示的示例性实施例，推进系统包括电通信总线46，如图1中的虚线所示，该电通信总线46将第一和/或第二飞行器发动机42,44的一个或多个部件电连接到后发动机200。电通信总线46可包括一个或多个电能存储单元或电池组48，电力控制器50等。后面将参考图4至7更详细地讨论后发动机200和电通信总线46。
现在参考图3，提供了示例性飞行器发动机的示意性横截面视图。具体地，对于所描绘的实施例，飞行器发动机被构造为高旁通涡轮风扇喷气发动机，在此称为“涡轮风扇发动机100”。如上所述，图1和图2中描述的示例性飞行器10的第一和/或第二飞行器发动机42,44中的一个或两个可以以与图3的示例性涡轮风扇发动机100基本相同的方式构造。
如图3所示，涡轮风扇发动机100限定轴向方向A1(平行于提供用于参考的纵向中心线102延伸)和径向方向R1。通常，涡轮风扇10包括风扇区段104和设置在风扇区段104下游的涡轮机106。
所描绘的示例性涡轮机106通常包括基本上管状的外壳108，其限定了角入口110。外壳108以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机112和高压(HP)压缩机114；燃烧区段116；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮118和低压(LP)涡轮120；和喷射排气喷嘴区段122。高压(HP)轴或线轴124将HP涡轮118驱动地连接到HP压缩机114。低压(LP)轴或线轴126将LP涡轮120驱动地连接到LP压缩机112。压缩机区段，燃烧区段116，涡轮区段和喷嘴区段122一起限定了核心空气流动路径137。
对于所描绘的实施例，风扇区段104包括变距风扇(variable pitch fan)128，其具有以间隔开的方式联接到盘132的多个风扇叶片130。如图所示，风扇叶片130大体沿径向方向R从盘132向外延伸。借助于风扇叶片130可操作地联接到合适的致动构件134，每个风扇叶片130可相对于盘132绕俯仰轴线(pitch axis)P1旋转，该致动构件134被构造成一致地共同改变风扇叶片130的节距(pitch)。风扇叶片130，盘132和致动构件134一起可通过越过动力齿轮箱136的LP轴126绕纵向中心线102旋转。动力齿轮箱136包括多个齿轮，用于将风扇128相对于LP轴126的旋转速度调节到更有效的旋转风扇速度。
仍然参照图3的示例性实施例，盘132由可旋转的前毂138覆盖，该前毂138在空气动力学上成形为促进通过多个风扇叶片130的气流。另外，示例性风扇区段104包括角风扇壳或外机舱140，其周向地围绕风扇128和/或涡轮机106的至少一部分。应该理解的是，机舱140可以构造成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶142相对于涡轮机106被支撑。此外，机舱140的下游区段144在涡轮机106的外部分上延伸，以在其间限定旁路气流通道146。
值得注意的是，应当理解，示例性涡轮风扇发动机100还包括机械地联接到涡轮发动机106的一个或多个旋转部件的电机150。更具体地，对于所描绘的实施例，电机150容纳在涡轮机106的外壳108内并且通过延伸部152机械地联接到LP轴126。然而，在其他实施例中，电机150可以替代地以任何其他合适的方式可旋转地联接到涡轮风扇发动机100的任何其他合适的旋转部件。例如，在其他实施例中，电机150可以中心线安装在例如涡轮机106的涡轮区段内的核心空气流动路径37内侧的位置。在至少某些示例性方面，电机150可以用作发电机，使得可以在操作期间从涡轮机106提取额外量的动力，并且将动力量转换成电力以供例如结合涡轮风扇发动机100(参见图1和2)的飞行器的推进系统，结合涡轮风扇发动机100的飞行器的各种系统等使用。然而，在其他示例性实施例中，电机150还可以用作电动机，例如，将旋转能量添加到涡轮风扇发动机100。
然而，应当理解，图3中描绘的示例性涡轮风扇发动机100仅作为示例，并且在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可以具有任何其他合适的构造，包括例如任何合适数量的轴或线轴，压缩机和/或涡轮。另外，在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可具有任何合适的齿轮传动或直接驱动构造，可变节距或固定节距风扇等。此外，在其他实施例中，涡轮风扇发动机100可以替代地构造为任何其他合适的涡轮发动机，例如任何合适的涡轮螺旋桨发动机，涡轮喷气发动机，涡轮轴发动机等。
现在参考图4，提供了上面参照图1和图2描述的示例性飞行器10的后端16的特写视图。如上所述，飞行器10的机身20大体从飞行器10的前端14朝向飞行器10的后端16延伸，其中后发动机200安装到机身20，靠近飞行器10的后端16。另外，所示的后发动机200限定了沿延伸穿过其中以用于参考的纵向中心线轴线202延伸的轴向方向A2，径向方向R2和周向方向C2(参见图5)。
值得注意的是，对于所描绘的实施例，后发动机200被构造为边界层摄取发动机，其被构造为摄取和消耗形成飞行器10的机身20上的边界层的空气。具体地，对于所描绘的实施例，后发动机200被构造为边界层摄取风扇，其在飞行器10的后端16处安装到飞行器10的机身20。
后发动机200包括：风扇204，其可绕中心线轴线202旋转；机舱206，其围绕风扇204的一部分延伸；一个或多个结构构件208，其在机舱206和飞行器10的机身20之间延伸。风扇204包括大体沿周向方向C2间隔开的多个风扇叶片210(参见图6)。另外，机舱206围绕多个风扇叶片210延伸并环绕多个风扇叶片210。具体地，当如图5中将后发动机200安装到飞行器10时，机舱206围绕飞行器10的机身20的至少一部分延伸。
仍然参照图4，一个或多个结构构件208在多个风扇叶片210前方的位置处在机舱206和飞行器10的机身20之间延伸。所示实施例的一个或多个结构构件208基本上沿着径向方向R2延伸，对于所示实施例，在机舱206和飞行器10的机身20之间延伸，用于将后发动机200安装到飞行器10的机身20。然而，还应当理解，在其他示例性实施例中，一个或多个结构构件208可以替代地基本上沿着轴向方向A2延伸，或者在轴向方向A2和径向方向R2之间的任何其他合适的方向上延伸。
所描绘的一个或多个结构构件208被构造为用于风扇204的入口导向轮叶，使得一个或多个结构构件208被成形和取向为引导和调节进入后发动机200的空气流，以增加后发动机200的效率。在某些示例性实施例中，一个或多个结构构件208可以被构造为在机舱206和飞行器10的机身20之间延伸的固定入口导向轮叶。然而，对于所示的实施例，结构构件208/入口导向轮叶被构造为可变入口导向轮叶，其可移动以改变提供给风扇204的气流的气流方向。具体地，对于所描绘的实施例，可变入口导向轮叶每个包括可围绕大致沿径向方向R2延伸的轴线(未示出)枢转的尾部209，以提供这种功能。此外，一个或多个致动器211定位在机舱206内，可与每个可变入口导向轮叶的尾部209一起操作，以便以本文所述的方式枢转相应的尾部209。然而，值得注意的是，在其他实施例中，可以为结构构件208/可变入口导向轮叶提供任何其他合适的可变结构。
此外，所示的示例性后发动机200还包括一个或多个出口导向轮叶212和尾锥214。所示实施例的一个或多个出口导向轮叶212在机舱206和尾锥214之间延伸，用于例如增加后发动机200的强度和刚度，以及用于引导空气流通过后发动机200。出口导向轮叶212可以沿周向方向C2(参见图5)均匀地间隔开，或者可以具有任何其他合适的间隔。另外，在某些实施例中，出口导向轮叶212可以是固定出口导向轮叶。然而，对于所示的实施例，出口导向轮叶212还被构造为可变出口导向轮叶212，其可移动以改变来自风扇204的气流的气流方向。具体地，对于所示的实施例，出口导向轮叶212每个包括可围绕大致沿径向方向R2延伸的轴线(未示出)枢转的尾部213，以提供这种功能。此外，一个或多个致动器215定位在机舱206内，可与每个可变出口导向轮叶212的尾部213一起操作，以便以本文所述的方式枢转相应的尾部213。然而，值得注意的是，在其他实施例中，可以为出口导向轮叶212提供任何其他合适的可变结构。
在多个风扇叶片210的后方，并且对于所描绘的实施例，在一个或多个出口导向轮叶212的后方，后发动机200另外在机舱206和尾锥214之间限定喷嘴216。喷嘴216可以构造成从流过其的空气产生推力量，并且尾锥214可以成形为使后发动机200上的阻力量最小化。然而，在其他实施例中，尾锥214可以具有任何其他形状，并且可以例如在机舱206的后端的前方终止，使得尾锥214在后端处被机舱206包围。另外，在其他实施例中，后发动机200可以不构造为产生任何可测量的推力量，而是可以构造成从飞行器10的机身20的空气边界层摄取空气，并且增加能量/加速这种空气以减少飞行器10上的整体阻力(从而增加了飞行器10的净推力)。
简言之，还应理解，对于所示实施例，喷嘴216是可变区域喷嘴。更具体地，对于所描绘的实施例，机舱206包括可在内部位置(示出)和外部位置(以虚线描绘)之间枢转的尾翼217。当尾翼217处于内部位置时，喷嘴216可以限定相对小的横截面区域，而当尾翼217处于外部位置时，喷嘴216可以限定相对大的横截面区域。与尾翼217处于外部位置时相比，当尾翼217处于内部位置时，后发动机200能够产生更大的推力。然而，应当理解，在其他实施例中，可以为机舱206和/或尾锥214提供任何其他合适的可变结构，以限定本文所述的可变区域喷嘴216。
仍然参考图4，并且现在简要地参考图5，提供沿着后发动机200的中心轴线202的视图，后发动机200或者更确切地说机舱206在机舱206的前端220(图4)处限定入口218。入口218由机舱206与机身20限定，即在机舱206和机身20之间。如上所述，后发动机200的机舱206围绕后发动机200的风扇204的多个风扇叶片210延伸并包围其。对于所描绘的实施例，机舱206还至少部分地围绕后发动机200的中心轴线202延伸，并且至少部分地围绕飞行器10的平均线18延伸。具体地，对于所描绘的实施例，机舱206围绕后发动机200的中心轴线202延伸大致三百六十度(360°)，并且围绕飞行器10的平均线18延伸大致三百六十度(360°)。
仍然参照图4，风扇204还包括风扇轴222，多个风扇叶片210附接到风扇轴222。虽然未示出，但是风扇轴222可以由位于多个风扇叶片210前方的一个或多个支承件可旋转地支撑，并且可选地，可以由位于多个风扇叶片210后方的一个或多个支承件可旋转地支撑。这种支承件可以是辊支承件，滚珠支承件，推力支承件等的任何合适的组合。
对于所描绘的实施例，风扇204还包括变距机构(pitch change mechanism)224，并且多个风扇叶片210中的每一个限定俯仰轴线(pitch axis)P2。变距机构224构造成使多个风扇叶片210中的每一个围绕其相应的俯仰轴线P2旋转，例如，一致地旋转。变距机构224的这种操作和多个风扇叶片210围绕它们相应的俯仰轴线P2的旋转将在下面参照图6和7更详细地描述。
风扇204还包括电机226和齿轮箱228(对于所示实施例)。对于所描绘的实施例，电机226至少部分地定位在飞行器10的机身20内，并且风扇轴222和风扇204机械地联接到电机226。更具体地，对于所描绘的实施例，风扇轴222和风扇204通过齿轮箱228机械地联接到电机226。齿轮箱228可以构造成改变电机226的旋转速度，或者更确切地说，改变电机226的轴225的旋转速度，使得后发动机200的风扇204以期望的旋转速度旋转。齿轮箱228可以是固定比齿轮箱，或者可选地，齿轮箱228可以限定可变齿轮比。或者，在其他实施例中，后发动机200可以不包括齿轮箱，相反，电机226可以直接驱动风扇204。
另外，应当理解，尽管示例性电机226被描绘为部分地定位在飞行器10的机身20内，但是在某些示例性实施例中，电机226可替代地定位在例如飞行器10的机身20内，或后发动机200，或后发动机200内的任何其他合适位置处。
在至少某些实施例中，例如所示的示例性实施例，电机226，或者更确切地说是后发动机200，可以结合到混合电力推进系统中，诸如上面参考例如图1至3所述的示例性推进系统。例如，推进系统可具有一个或多个燃气涡轮发动机，例如图1和2的示例性飞行器发动机42,44和/或图3的示例性涡轮风扇发动机100。燃气涡轮发动机可以构造成旋转发电机(例如图3的发电机150)以在操作期间产生电力。电力可以直接或间接地通过例如一个或多个电能存储单元提供给后发动机200的电机226(参见图1的示例性电通信总线46，可选地包括一个或多个电能存储单元48和电力控制器50)。这种电力可用于为电机226供电，使得电机226可驱动风扇204的多个风扇叶片210。
从下面的描述将更全面地理解，电机226被构造为电动机/发电机。以这种方式，当电机226从例如混合电力推进系统内的电源接收电力时，电机226可以将接收的这种电力转换为传递到风扇204的机械动力。相反，在其他操作期间，电机226可以被构造为将来自风扇204(例如，从通过风扇204的气流产生)的机械动力转换成为例如，混合电力推进系统的一个或多个部件，一个或多个飞行器系统，或两者供电。
更具体地，后发动机200可以构造成操作，使得电机226在某些操作期间驱动风扇204，并且在其他操作期间由风扇204驱动以产生电力。例如，后发动机200可以构造成操作，使得电机226在各种向前推力操作(例如，起飞和巡航操作)期间驱动风扇204，并且可以构造成操作，使得电机226由风扇204驱动以在各种紧急操作期间产生电力。
例如，特别参考图6，提供了图4的示例性后发动机200的风扇204的多个风扇叶片210的示意性平面视图。对于图6的实施例，多个风扇叶片210可以通过电机226在第一周向方向230上旋转，使得它们产生飞行器10的向前推力。如将理解的，图6中描绘的多个风扇叶片210处于第一角位置，并且更具体地处于正角位置。值得注意的是，多个风扇叶片210中的每一个限定了弦线232，并且如这里所使用的，风扇叶片210的角位置指的是风扇叶片210的弦线232相对于中心轴线202的角度，这里更具体地称为俯仰角(pitch angle)234。以这种方式，可以理解的是，风扇叶片210的角位置表征了风扇叶片210的俯仰角234。因此，当处于正角位置时，风扇叶片210可以限定在大约十五(15)度至大约七十五(75)度之间的俯仰角234，例如在大约二十五(25)度至大约六十五(65)度之间。
值得注意的是，通过使风扇叶片210围绕它们各自的俯仰轴线P2(也参见图4)旋转，可以使用风扇204的变距机构224来修改多个风扇叶片210的俯仰角234。此外，应当理解，可以基于例如风扇204的多个风扇叶片210的旋转速度，飞行器10的空速，或两者来选择多个风扇叶片210的俯仰角234。以这种方式，可以选择多个风扇叶片210的俯仰角234，使得通过风扇204的气流的相对速度基本上与多个风扇叶片210的每个风扇叶片210的弦线232对齐。例如，应当理解，由图6中的箭头236指示的相对速度包括轴向分量和周向分量，其中轴向分量和周向分量的大小受到多个风扇叶片210的旋转速度和飞行器10的空速的影响。通过使相对速度与多个风扇叶片210的弦线232基本对齐，可以在操作期间使多个风扇叶片210上的力最小化。
在至少某些示例性实施例中，飞行器推进系统的一个或多个发动机可能发生故障(例如，图1和图2的示例性飞行器10的推进系统的飞行器发动机42,44)，使得这样的发动机不能为飞行器10产生电力。在这种情况下，后发动机200能够产生期望的电力量以为一个或多个飞行器系统(例如，飞行控制，环境系统等)供电。应当理解，利用这种构造，飞行器10因此可以不需要包括用于提供这种功能的单独的冲压空气涡轮。
更具体地，现在特别参考图7，提供了图6的多个风扇叶片210处于第二角位置的示意性平面视图。对于所描绘的实施例，第二角位置是负角位置。更具体地，当多个风扇叶片210处于第二负角位置时，多个风扇叶片210中的每一个与风扇204的中心轴线202限定负俯仰角234。例如，当处于负角位置时，风扇叶片210可以限定大约负五(-5)度至大约负六十(-60)度之间的俯仰角234，例如在大约负十(-10)度至负四十五(-45)度之间。以这种方式，可以理解的是，多个风扇叶片210的正角位置和多个风扇叶片210的负角位置一起限定了至少约二十(20)度，并且高达约一百一十(110)度的角度差。然而，在其他实施例中，多个风扇叶片210的正角位置和多个风扇叶片210的负角位置可以替代地限定任何其他合适的角度差。
当多个风扇叶片210处于负角位置时，多个风扇叶片210可以在与第一周向方向230相反的第二周向方向238上旋转。更具体地，应当理解，多个风扇叶片210中的每一个通常限定压力侧240和吸力侧242。在没有电机226朝向压力侧240(即，所示实施例的第一周向方向230；参见图6)驱动多个风扇叶片210的情况下，借助于跨越压力侧240和吸力侧242的压力差，通常将推动多个风扇叶片210朝向吸力侧242(即，所示实施例的第二周向方向238；参见图7)旋转。
此外，风扇204的电机226可以从电动机模式切换到发电机模式。这可以以任何合适的方式完成。例如，在某些示例性方面，电机226可以改变其相位。以这种方式，通过风扇204的气流可以使多个风扇叶片210在第二周向方向238上旋转，并且多个风扇叶片210又可以驱动构造为发电机的电机226，使得电机226产生用于推进系统和/或包含推进系统的飞行器10的电力。
值得注意的是，在至少某些示例性方面中，可以利用将多个风扇叶片210从第一角位置移动到第二角位置所需的某些电力储备来消除触发后发动机200以产生电力的故障状况。例如，变距机构224可以是电动变距机构(或由电泵提供动力的液压或气动变距机构)。在这种情况下，如从上面的讨论中将理解的，从多个风扇叶片210的压力侧240到多个风扇叶片210的吸力侧242的压力差仍然可以使风扇204在第二周向方向238上旋转(尽管不如当多个风扇叶片210处于第二角位置时那样有效)，驱动被构造为发电机的电动机226。这可以产生初始电力量。然后可以至少部分地使用初始电力量以将多个风扇叶片210从第一角位置(图6)移动到第二角位置(图7)。
此外，类似于上述构造，响应于并且基于多个风扇叶片210的旋转速度，飞行器10的空速，或两者，可以通过例如变距机构224来修改第二角位置。以这种方式，可以修改多个风扇叶片210的俯仰角234，使得当风扇204驱动电机226以产生电力时，多个风扇叶片210中的每个风扇叶片210的弦线232基本上与通过风扇204的气流的相对速度236对齐。
值得注意的是，应当理解，将电机作为发电机操作可以充当飞行器10上的阻力。因此，后风扇200还可以在某些非紧急操作期间用作空气制动器，以便也产生电力。
然而，应该理解的是，这里描述的示例性后发动机200仅作为示例提供。例如，在某些示例性实施例中，后发动机200可以不包括上面例如参考图4描述的每个可变几何形状部件。例如，在其他示例性实施例中，结构构件208/入口导向轮叶，风扇204的风扇叶片210，出口导向轮叶212和具有限定可变区域喷嘴的襟翼217的机舱206中的一个或多个可被构造为固定构件。
此外，在其他示例性实施例中，后发动机200可以以任何其他合适的方式操作，以例如在故障状况(或者可能希望产生电力的其他操作模式)的情况下产生电力。例如，在某些示例性实施例中，替代地以使得多个风扇叶片改变旋转方向(即，从第一周向方向232到第二周向方向238)的方式改变多个风扇叶片210的俯仰角234，可以修改一个或多个其他可变几何形状部件以允许风扇204转动(windmill)并旋转电机226以产生电力。下面参考例如图9的方法400描述一个或多个这些示例性方面。附加地或替代地，应当理解，在其他示例性方面，可以改变多个风扇叶片210的俯仰角234以改变风扇204和电机226之间的扭矩方向，诸如对于例如图4的实施例在风扇轴222和电机轴225内。例如，当电机226驱动风扇204时，扭矩方向可以在第一周向方向230上(图6)，并且当风扇204驱动电机226时，扭矩方向可以在第二周向方向238上(图7)。扭矩方向的变化可以至少部分地由于俯仰角234的变化而实现。
现在参考图8，提供了根据本公开的示例性方面的用于操作飞行器推进系统的风扇的方法300。值得注意的是，由方法300操作的示例性飞行器推进系统可以以与上面参照图1至图7描述的一个或多个示例性实施例基本相同的方式构造。因此，风扇可以是安装在飞行器机身后端的后风扇。
方法300大体包括用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力，并且更具体地包括在(302)处在风扇的多个风扇叶片处于第一角位置时利用电机驱动风扇的多个风扇叶片。在至少某些实施例中，第一角位置是正角位置。更具体地，应当理解，风扇限定中心轴线，并且当多个风扇叶片处于正角位置时，多个风扇叶片中的每个风扇叶片与中心轴线限定正角度。
此外，在至少某些示例性方面，飞行器推进系统还可包括第一推进器。例如，第一推进器可以是气动推进器，例如燃气涡轮发动机，例如涡轮风扇喷气发动机。仍然参考图8的示例性方面，方法300还包括在(304)处操作第一推进器以产生电力。利用这样的示例性方面，在(302)处用电机驱动多个风扇叶片还包括在(306)处为电机提供在(304)处通过第一推进器的操作产生的电力。
此外，对于所描绘的示例性方面，方法300包括在(308)处接收指示第一推进器的故障状况的数据。以这种方式，方法300可能不再能够操作第一推进器以产生用于推进系统和/或包含推进系统的飞行器的电力。因此，飞行器推进系统的风扇可以以发电模式操作。
更具体地，方法300包括在(310)处将风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置，并且更具体地，对于所示的示例性方面，在(310)处移动风扇的多个风扇叶片包括在(312)处响应于在(308)处接收指示第一推进器的故障状况的数据而移动风扇的多个风扇叶片。第二角位置是负角位置。以这种方式，当多个风扇叶片处于负角位置时，多个风扇叶片中的每个风扇叶片与中心轴线限定负角度。在至少某些示例性方面，正角位置和负角位置一起限定了至少约20度以及高达约110度的角度差。
对于所示的示例性方面，在(310)处将多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置包括在(314)处利用变距机构将多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。可以使用存储的电力量，存储的液压动力量和/或存储的气动动力量来操作变距机构。
然而，应当理解，在至少某些示例性方面，推进系统和/或包含推进系统的飞行器可能没有足够的存储动力量以在(314)处利用变距机构将多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。因此，利用这样的示例性方面，如图8中的虚线所示，方法300可以进一步包括在(316)处在风扇的多个风扇叶片处于第一角位置时，利用风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生初始电力量。利用这样的示例性方面，如图8中的虚线所示，在(310)处将风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置可以进一步包括在(318)处至少部分地使用在(316)处通过驱动电机产生的初始电力量，将风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。
此外，方法300包括在利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力之后，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。更具体地，方法300包括在(320)处在风扇的多个风扇叶片处于第二角位置时利用风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。在(320)处产生的电力可以提供给例如推进系统的其他推进器，包含推进系统的飞行器的系统等。此外，应当理解，给定风扇叶片的结构(例如，包括压力侧和吸力侧)，在至少某些示例性方面，在(302)处利用电机驱动风扇的多个风扇叶片包括在(322)处使风扇的多个风扇叶片在第一旋转方向(即，第一周向方向)上旋转。相反，在(320)处利用风扇的多个风扇叶片驱动电机包括在(324)处使风扇的多个风扇叶片在第二旋转方向(即，第二周向方向)上旋转，第二旋转方向与第一旋转方向相反。
此外，应当理解，可以选择多个风扇叶片的第二角位置以最大化风扇的效率。以这种方式，如图所示，方法300还包括在(326)处确定飞行器的空速，风扇的旋转速度或两者。例如，风扇可包括一个或多个传感器，用于确定旋转速度，飞行器的空速或两者。然而，替代地，风扇可以从推进系统和/或飞行器的其他系统接收该数据。此外，在这样的示例性方面，在(310)处将风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置包括在(328)处至少部分地基于在(326)处所确定的飞行器的空速，所确定的风扇的旋转速度或两者将风扇的多个风扇叶片从第一角位置移动到第二角位置。
然而，应当理解，以上关于图1至图7讨论的后风扇200和以上关于图8讨论的方法300仅作为示例提供。在其他示例性方面，本申请的系统和方法可以应用于任何其他电风扇(诸如安装到飞行器的翼，飞行器的稳定器的电风扇等)。以这种方式，方法300可以更一般地应用于操作电风扇(与仅后风扇相对)。此外，在其他示例性方面，本申请的系统和方法可以应用于固距电风扇(例如后风扇)，或者可以以其他方式能够操作以驱动电机而基本上不改变俯仰角。以这样的方式，方法300可以替代地包括，例如，在(302)处利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力，并且在(320)处在利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力之后，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。此外，利用这样的示例性方面，该方法可以不包括例如在(310)处移动多个风扇叶片。
现在参考图9，提供了根据本公开另一示例性方面的用于操作飞行器推进系统的风扇的方法400。值得注意的是，由方法400操作的示例性飞行器推进系统可以以与上面参照图1至图7描述的一个或多个示例性实施例基本相同的方式构造。因此，风扇可以是安装在飞行器机身后端的后风扇(或者更确切地说是后发动机的风扇)。
类似于上面参考图8描述的示例性方法300，方法400大体包括在(402)处利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力。虽然未示出，但是方法400可以进一步包括操作第一推进器以产生电力，并且向电机提供通过第一推进器的操作产生的电力，例如以在(402)处利用电机驱动风扇的多个风扇叶片。
此外，方法400包括在(404)处接收指示飞行器推进系统的一个或多个部件的故障状况的数据，并且在(406)处，在(402)处利用电机驱动电风扇的多个风扇叶片以产生飞行器的推力之后，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以产生电力。在(406)处利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机可以包括响应于在(402)处接收指示故障状况的数据，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机。然而，值得注意的是，在其他示例性方面，在(406)处利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机可以包括利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机以用于任何其他合适的目的，或者响应于任何其他合适的命令(例如，响应于空气制动命令，风车命令等)，利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机。
此外，对于图9中描绘的示例性方面，在(406)处利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机包括在(408)处修改后发动机的可变几何形状部件。例如，在某些示例性方面，后发动机可包括一个或多个可变入口导向轮叶。在这样的示例性方面，在(408)处修改后发动机的可变几何形状部件可以包括在(410)处改变多个入口导向轮叶的有效俯仰角。附加地或替代地，在其他示例性方面，后发动机可包括一个或多个可变出口导向轮叶。在这样的示例性方面，在(408)处修改后发动机的可变几何部件可以包括在(412)处改变多个出口导向轮叶的有效俯仰角。附加地或替代地，在其他示例性方面，后发动机可以限定可变区域喷嘴。可变区域喷嘴可以由具有可变几何形状的机舱限定，例如在其后端处。例如，机舱可包括多个可枢转的襟翼，其可在例如内部位置和外部位置之间移动，其中内部位置和外部位置之间的移动改变后发动机的有效喷嘴区域。在这样的示例性方面，在(408)处修改后发动机的可变几何形状部件可以包括在(414)处改变后发动机的有效喷嘴区域。
此外，对于所描绘的方法400的示例性方面，在(408)处修改后发动机的可变几何形状部件包括在(416)处响应于在(404)处接收指示故障状况的数据而修改后发动机的可变几何形状部件。
此外，应当理解，在一个或多个这些示例性方面中，在(408)处修改后发动机的可变几何形状部件可包括基于例如多个风扇叶片的旋转速度，包括飞行器推进系统的飞行器的空速，要产生的电力量或其组合，改变多个入口导向轮叶的有效俯仰角，改变多个出口导向轮叶的有效俯仰角，和/或改变后发动机的有效喷嘴区域。另外，在某些示例性方面，在(408)处修改发动机的可变几何形状部件可包括改变至少两个可变几何形状部件(例如，入口导向轮叶，出口导向轮叶，有效喷嘴区域，和/或风扇俯仰角(见图8)中的至少两个)。例如，作为示例，至少某些示例性实施例，在(406)处利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机可以包括增加出口导向轮叶的俯仰角并打开有效风扇喷嘴区域以允许风扇的多个风扇叶片尽可能自由地旋转。
另外，在某些示例性实施例中，方法400可以结合上述示例性方法300的各方面使用。因此，在某些示例性方面，在(408)处修改发动机的可变几何形状部件可以进一步包括改变风扇的多个风扇叶片的俯仰角和/或改变风扇的旋转方向。然而，替代地，在其他示例性方面，风扇可以是固距风扇，和/或利用电风扇的多个风扇叶片驱动电机，并且修改发动机的可变几何形状部件可以包括保持风扇的旋转方向。
此外，应当理解，在上述一个或多个示例性方面中，电机驱动电风扇以及由电风扇驱动在被电风扇驱动时能够产生不同的电力量。例如，电机可以根据电风扇的旋转速度产生不同的电力量。因此，在至少某些示例性方面，在(406)处和/或在(320)处利用多个风扇叶片驱动电机可以包括利用电机以大约28伏直流电的电力水平产生电力，以大约115伏交流电(例如，大约400赫兹)的水平产生电力，在不同时间以每个前述电力水平产生电力，或者以任何其他两个或更多电力水平产生电力。在这样的示例性方面，在(408)处修改后发动机的可变几何形状部件可以进一步包括在(418)处修改后发动机的可变几何形状部件以修改利用电机产生的电力量。
应当理解，本文描述的示例性方面仅是示例的，并且在其他示例性方面，本文的公开内容可以扩展到其他，例如推进系统和操作方法。例如，在其他示例性方面，本文描述的方法可以用于响应于飞行操作状况(代替或者除了故障状况之外)而产生电力(以及飞行器上的阻力)。例如，该方法可以响应于接收包括推进系统的飞行器处于下降操作模式的数据而驱动电机，这可以具有为飞行器产生电力并在飞行器上产生阻力(以允许改善下降剖面)的双重益处。在这种情况下，该方法可以修改一个或多个可变几何形状部件(例如，导向轮叶和/或螺旋桨叶片俯仰角，喷嘴区域等)以产生期望的电力量和/或阻力。此外，在其他示例性实施例中，本文描述的示例性方面和方法可以应用于任何电风扇或电推进器，并且不仅适用于边界层摄取电风扇。例如，本文描述的示例性方面和方法可以应用于安装到翼，机身(例如，飞行器的后端或其他地方处)，稳定器等的电推进器。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种操作飞行器推进系统的电风扇的方法，所述方法包括：利用电机驱动所述电风扇的多个风扇叶片，以产生所述飞行器的推力；和在利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片以产生所述飞行器的推力之后，利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机，以产生电力。
2.根据任何在前条项的方法，其中所述电风扇是所述飞行器推进系统的后发动机的电风扇，并且其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力包括修改所述后发动机的可变几何形状部件。
3.根据任何在前条项的方法，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括改变所述后发动机的多个可变入口导向轮叶的有效俯仰角、所述后发动机的多个可变出口导向轮叶的有效俯仰角或所述后发动机的有效喷嘴区域中的至少一个。
4.根据任何在前条项的方法，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括改变所述后发动机的多个可变导向轮叶的有效俯仰角。
5.根据任何在前条项的方法，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括改变所述后发动机的有效喷嘴区域。
6.根据任何在前条项的方法，进一步包括：接收指示所述推进系统的一个或多个部件的故障状况的数据，并且其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括响应于接收指示所述故障状况的数据来修改所述后发动机的所述可变几何形状部件。
7.根据任何在前条项的方法，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括修改所述后发动机的所述可变几何形状部件，以修改利用所述电机产生的电力量。
8.根据任何在前条项的方法，其中利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括在所述电风扇的所述多个风扇叶片处于第一角位置时利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片，并且其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力包括在所述电风扇的所述多个风扇叶片处于第二角位置时利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力。
9.根据任何在前条项的方法，进一步包括：将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置。
10.根据任何在前条项的方法，其中所述第一角位置是正角位置，并且其中所述第二角位置是负角位置。
11.根据任何在前条项的方法，其中所述正角位置和所述负角位置限定至少约20度以及高达约100度的角度差。
12.根据任何在前条项的方法，其中所述飞行器推进系统进一步包括第一推进器，其中所述方法进一步包括：接收指示所述第一推进器的故障状况的数据，并且其中移动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括响应于接收指示所述第一推进器的所述故障状况的所述数据来移动所述电风扇的所述多个风扇叶片。
13.根据任何在前条项的方法，进一步包括：确定所述飞行器的空速、所述电风扇的旋转速度或两者，并且其中将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置包括至少部分地基于所确定的所述飞行器的空速、所确定的所述电风扇的旋转速度或两者，将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置。
14.根据任何在前条项的方法，进一步包括：在所述电风扇的所述多个风扇叶片处于所述第一角位置时利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生初始电力量，并且其中将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置包括至少部分地使用所述初始电力量来将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置。
15.根据任何在前条项的方法，其中利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括使所述电风扇的所述多个风扇叶片在第一旋转方向上旋转，并且其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机包括使所述电风扇的所述多个风扇叶片在第二旋转方向上旋转，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反。
16.根据任何在前条项的方法，其中所述飞行器推进系统进一步包括第一推进器，其中所述第一推进器是气动推进器，并且其中所述方法进一步包括：操作所述第一推进器以产生电力，并且其中利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括向所述电机提供通过所述第一推进器的所述操作产生的所述电力的至少一部分。
17.根据任何在前条项的方法，其中所述飞行器包括后端，并且其中所述电风扇是安装在所述飞行器的所述后端处的边界层摄取电风扇。
18.根据任何在前条项的方法，其中所述电风扇的所述电机通过齿轮箱机械地联接到所述电风扇的所述多个风扇叶片。
19.一种飞行器，包括：机身，所述机身在前端和后端之间延伸；翼，所述翼从所述机身延伸；和推进系统，所述推进系统包括：发电机；燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机安装到所述飞行器的所述翼，所述燃气涡轮发动机被构造为驱动所述发电机以产生电力；后发动机，所述后发动机在所述机身的所述后端处安装到所述机身，所述后发动机包括风扇和电机，所述电机与所述发电机电连通，所述后发动机进一步包括一个或多个可变几何形状部件；其中，所述后发动机的所述电机被构造为在第一操作模式下至少部分地使用由所述发电机产生的所述电力来驱动所述风扇，并且其中所述后发动机的所述电机被构造为在第二操作模式下由所述风扇驱动以产生电力。
20.根据任何在前条项的飞行器，其中所述后发动机限定轴向方向，其中所述风扇包括多个风扇叶片，其中当所述多个风扇叶片处于第一角位置时，所述多个风扇叶片中的每个风扇叶片与所述轴向方向限定正角度，并且其中当所述多个风扇叶片处于第二角位置时，所述多个风扇叶片中的每个风扇叶片与所述轴向方向限定负角度，并且其中当所述多个风扇叶片处于所述第一角位置时，所述电机被构造为至少部分地使用由所述发电机产生的所述电力来驱动所述多个风扇叶片，并且其中当所述多个风扇叶片处于所述第二角位置时，所述电机被构造为由所述多个风扇叶片驱动以产生电力。

Claims (20)

1.一种操作飞行器推进系统的后发动机的电风扇的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用电机驱动所述电风扇的多个风扇叶片，以产生所述飞行器的推力；
接收指示所述推进系统的一个或多个部件的故障状况的数据；和
在利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片以产生所述飞行器的推力之后，响应于接收到指示所述故障状况的数据，利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机，以产生电力；
其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力包括修改所述后发动机的可变几何部件；
其中修改所述后发动机的所述可变几何部件包括修改所述后发动机的所述可变几何部件以修改所述电机产生的电力的量；
其中修改所述后发动机的所述可变几何部件包括响应于接收到指示所述故障状况的数据而修改所述后发动机的所述可变几何部件；并且所述方法进一步包括：
将产生的电力提供给所述飞行器推进系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述电风扇是所述飞行器推进系统的后发动机的电风扇，并且其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力包括修改所述后发动机的可变几何形状部件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括改变所述后发动机的多个可变入口导向轮叶的有效俯仰角、所述后发动机的多个可变出口导向轮叶的有效俯仰角或所述后发动机的有效喷嘴区域中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括改变所述后发动机的多个可变导向轮叶的有效俯仰角。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括改变所述后发动机的有效喷嘴区域。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括响应于接收指示所述故障状况的数据来修改所述后发动机的所述可变几何形状部件。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中修改所述后发动机的所述可变几何形状部件包括修改所述后发动机的所述可变几何形状部件，以修改利用所述电机产生的电力量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括在所述电风扇的所述多个风扇叶片处于第一角位置时利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片，并且其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力包括在所述电风扇的所述多个风扇叶片处于第二角位置时利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生电力。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述第一角位置是正角位置，并且其中所述第二角位置是负角位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述正角位置和所述负角位置的角度差范围在20度至110度之间。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中所述飞行器推进系统进一步包括第一推进器，其中所述方法进一步包括：
接收指示所述第一推进器的故障状况的数据，并且其中移动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括响应于接收指示所述第一推进器的所述故障状况的所述数据来移动所述电风扇的所述多个风扇叶片。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：
确定所述飞行器的空速、所述电风扇的旋转速度或两者，并且其中将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置包括至少部分地基于所确定的所述飞行器的空速、所确定的所述电风扇的旋转速度或两者，将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述电风扇的所述多个风扇叶片处于所述第一角位置时利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机以产生初始电力量，并且其中将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置包括至少部分地使用所述初始电力量来将所述电风扇的所述多个风扇叶片从所述第一角位置移动到所述第二角位置。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括使所述电风扇的所述多个风扇叶片在第一旋转方向上旋转，并且其中利用所述电风扇的所述多个风扇叶片驱动所述电机包括使所述电风扇的所述多个风扇叶片在第二旋转方向上旋转，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述飞行器推进系统进一步包括第一推进器，其中所述第一推进器是气动推进器，并且其中所述方法进一步包括：
操作所述第一推进器以产生电力，并且其中利用所述电机驱动所述电风扇的所述多个风扇叶片包括向所述电机提供通过所述第一推进器的所述操作产生的所述电力的至少一部分。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述飞行器包括后端，并且其中所述电风扇是安装在所述飞行器的所述后端处的边界层摄取电风扇。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述电风扇的所述电机通过齿轮箱机械地联接到所述电风扇的所述多个风扇叶片。
19.一种飞行器，其特征在于，包括：
机身，所述机身在前端和后端之间延伸；
翼，所述翼从所述机身延伸；和
推进系统，所述推进系统包括：
发电机；
燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机安装到所述飞行器的所述翼，所述燃气涡轮发动机被构造为驱动所述发电机以产生电力；
后发动机，所述后发动机在所述机身的所述后端处安装到所述机身，所述后发动机包括风扇和电机，所述电机与所述发电机电连通，所述后发动机进一步包括一个或多个可变几何形状部件；
其中，所述后发动机的所述电机被构造为在第一操作模式下至少部分地使用由所述发电机产生的所述电力来驱动所述风扇，并且其中所述后发动机的所述电机被构造为响应于接收到指示所述推进系统的一个或多个部件的故障状况的数据在第二操作模式下由所述风扇驱动以产生电力；
其中所述后发动机进一步被配置成在移动到所述第二操作模式时修改所述后发动机的可变几何部件；
其中修改所述后发动机的所述可变几何部件包括响应于接收到指示所述故障状况的数据而修改所述后发动机的所述可变几何部件；其中所述推进系统被配置为接收由所述电机产生的所述电力。
20.根据权利要求19所述的飞行器，其特征在于，其中所述后发动机限定轴向方向，其中所述风扇包括多个风扇叶片，其中当所述多个风扇叶片处于第一角位置时，所述多个风扇叶片中的每个风扇叶片与所述轴向方向限定正角度，并且其中当所述多个风扇叶片处于第二角位置时，所述多个风扇叶片中的每个风扇叶片与所述轴向方向限定负角度，并且其中当所述多个风扇叶片处于所述第一角位置时，所述电机被构造为至少部分地使用由所述发电机产生的所述电力来驱动所述多个风扇叶片，并且其中当所述多个风扇叶片处于所述第二角位置时，所述电机被构造为由所述多个风扇叶片驱动以产生电力。
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