CN115123550A - 电力推进系统 - Google Patents

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Abstract

一种推进系统包括电力推进器和燃气涡轮发动机。该推进系统还包括联接到燃气涡轮发动机的旋转构件的电机，其在燃气涡轮发动机的操作期间生成处于基线电压幅值的电压。提供电连通总线来将电机电连接到电力推进器。推进系统还包括用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件。

Description

电力推进系统
技术领域
本主题大体上涉及用于航空装置的电力推进系统。
背景技术
典型的飞行器推进系统包括一个或多个燃气涡轮发动机。对于某些推进系统，燃气涡轮发动机大体上包括与彼此流动连通地布置的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，一个或多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直到空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃料气流驱动涡轮区段，且然后传送穿过排气区段，例如，至大气。
对于某些飞行器，可能是有益的是，推进系统包括电风扇以补充由推进系统包括的一个或多个燃气涡轮发动机提供的推进动力。然而，向飞行器提供足量的储能装置来对电风扇供能可能在空间和重量上不可行。值得注意的是，某些燃气涡轮发动机可包括例如定位在燃气涡轮发动机的整流罩内的辅助发电机。然而，这些辅助发电机并未构造成提供足量电能来充分地驱动电风扇。
因此，用于具有一个或多个燃气涡轮发动机和能够向电风扇或其它电力推进器提供期望量的电能的发电机的飞行器的推进系统将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地陈述，或可从描述中清楚，或可通过本发明的实践而理解到。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于航空装置的推进系统。推进系统包括电力推进器和燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机包括压缩机区段、涡轮区段和旋转构件，旋转构件是与压缩机区段的至少一部分和涡轮的至少一部分一起可旋转的。推进系统还包括联接到燃气涡轮发动机的旋转构件的电机，电机在燃气涡轮发动机的操作期间生成处于基线电压幅值(baseline voltage magnitude)的电压。推进系统还包括将电机电连接到电力推进器的电连通总线。推进系统还包括用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件。
在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种用于航空装置的推进系统。推进系统包括电力推进器、包括旋转构件的第一燃气涡轮发动机，以及联接到第一燃气涡轮发动机的旋转构件的第一电机。第一电机是中心抽头接地AC发电机。推进系统还包括第二燃气涡轮发动机，其包括旋转构件和联接到第二燃气涡轮发动机的旋转构件的第二电机。第二电机是中心抽头接地AC发电机。推进系统还包括将第一电机和第二电机电连接到电力推进器的电连通总线。电连通总线包括至少一个AC至DC转换器，以用于将来自第一电机的AC电压和来自第二电机的AC电压转换为正DC电压和负DC电压，来用于为电力推进器供电。
在本公开的又一示例性实施例中，提供了一种用于航空装置的推进系统。推进系统包括电力推进器、包括旋转构件的第一燃气涡轮发动机，以及联接到第一燃气涡轮发动机的旋转构件的第一电机。第一电机是构造成生成正DC电压的DC发电机。推进系统还包括第二燃气涡轮发动机，其包括旋转构件，以及联接到第二燃气涡轮发动机的旋转构件的第二电机。第二电机是构造成生成负DC电压的DC发电机。推进系统还包括电连通总线，该电连通总线将第一电机和第二电机电连接到电力推进器，以向电力推进器提供等于正DC电压的幅值的大约两倍的净差分电压。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求书变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述一起用于阐释本发明的原理。
附图说明
针对本领域的技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且开放的公开参照附图在说明书中陈述，在附图中：
图1为根据本公开的各种示例性实施例的飞行器的俯视图。
图2为图1的示例性飞行器的左舷视图。
图3为按照本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
图4为按照本公开的示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机中的电机的示意性横截面视图。
图5为按照本公开的另一示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机中的电机的示意性横截面视图。
图6为按照本公开的示例性实施例的定位在冷却导管内的电缆的特写横截面视图。
图7为按照本公开的又一示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机中的电机的示意性横截面视图。
图8为按照本公开的又一示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机中的电机的示意性横截面视图。
图9为按照本公开的示例性实施例的电缆的特写横截面视图。
图10为按照本公开的示例性实施例的推进系统的示意图。
图11为按照本公开的示例性实施例的电机的示意图。
图12为按照本公开的另一示例性实施例的电机的示意图。
图13为按照本公开的又一示例性实施例的电机的示意图。
图14为按照本公开的示例性实施例的AC至DC电压转换器的示意图。
图15为按照本公开的另一示例性实施例的推进系统的示意图。
图16为按照本公开的另一示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字标记和字母标记来表示附图中的特征。附图和说明书中相似或类似的标记已用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中所使用的，用语"第一"、"第二"和"第三"可互换使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语"前"和"后"是指燃气涡轮发动机内的相对位置，其中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。用语"上游"和"下游"是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，且"下游"是指流体流至的方向。
现在参看附图，其中相同的数字遍及附图表示相同的元件，图1提供可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提供如图1中所示的飞行器10的左舷视图。如图1和2中共同所示，飞行器10限定延伸穿过其的纵向中心线14、竖直方向V、侧向方向L、前端16和后端18。此外，飞行器10限定在飞行器10的前端16与后端18之间延伸的中线15。如本文中所使用的，"中线"是指沿着飞行器10的长度延伸的中点线，其中未考虑飞行器10的配件(诸如下面讨论的机翼20和稳定装置)。
此外，飞行器10包括从飞行器10的前端16朝飞行器10的后端18沿纵向延伸的机身12，以及一对机翼20。如本文中所使用的，用语"机身"大体上包括飞行器10的所有本体，诸如飞行器10的尾翼。此机翼20中的第一个相对于纵向中心线14从机身12的左舷22沿侧向向外延伸，且此机翼20中的第二个相对于纵向中心线14从机身12的右弦24沿侧向向外延伸。用于所描绘的示例性实施例的各个机翼20包括一个或多个前缘襟翼26和一个或多个后缘襟翼28。飞行器10还包括具有用于偏航控制的方向舵襟翼32的竖直稳定装置30，以及各自具有用于俯仰控制的升降舵襟翼36的一对水平稳定装置34。机身12还包括外表面或蒙皮38。然而，应当认识到，在本公开的其它示例性实施例中，此外或备选地，飞行器10可包括可以或可以不直接沿竖直方向V或水平/侧向方向L延伸的稳定装置的任何其它适合的构造。
图1和2的示例性飞行器10包括推进系统100，在此称为"系统100"。示例性系统100包括一个或多个飞行器发动机和一个或多个电力推进发动机。例如，所描绘的实施例包括多个飞行器发动机，每个飞行器发动机构造成安装到飞行器10(诸如安装到一对机翼20中的一个)，以及电力推进发动机。更具体地，对于所描绘的实施例，飞行器发动机构造成燃气涡轮发动机，或者更确切地说，构造成涡扇喷气发动机102,104，其以翼下构造附接到机翼20并悬挂在机翼20下方。另外，电力推进发动机构造成安装在飞行器10的后端，且因此所描绘的电力推进发动机可称为"后发动机"。此外，所描绘的电力推进发动机构造成摄取和消耗形成飞行器10的机身12之上的边界层的空气。因此，所描绘的示例性后发动机可称为边界层摄取(BLI)风扇106。BLI风扇106在机翼20和/或喷气发动机102,104后方的位置处安装到飞行器10。具体地，对于所描绘的实施例，BLI风扇106在后端18处固定地连接到机身12，使得BLI风扇106结合到后端18处的尾部区段或与其融合，并且使得中线15穿过其延伸。然而，应当认识到，在其它实施例中，电力推进发动机可以以任何其它合适的方式构造，并且可不必构造为后风扇或BLI风扇。
仍参照图1和图2的实施例，在某些实施例中，推进系统还包括与喷气发动机102,104一起可操作的一个或多个发电机108。例如，喷气发动机102,104中的一个或两个可构造成从旋转轴(诸如LP轴或HP轴)向发电机108提供机械动力。尽管示意性地描绘在相应的喷气发动机102,104外部，但在某些实施例中，发电机108可定位在相应的喷气发动机102,104内。另外，发电机108可构造成将机械功率转换成电功率。对于所描绘的实施例，推进系统100包括用于每个喷气发动机102,104的发电机108，并且还包括功率调节器109和储能装置110。发电机108可向功率调节器109发送电力，功率调节器109可将电能转换为适当的形式，并且将能量存储在储能装置110中或者将电能发送到BLI风扇106。对于所描绘的实施例，发电机108、功率调节器109、储能装置110和BLI风扇106都连接到电连通总线111，使得发电机108可与BLI风扇106和/或储能装置110电连通，并且使得发电机108可向储能装置110或BLI风扇106中的一个或两个提供电力。因此，在这样的实施例中，推进系统100可称为气电推进系统。
然而，应当认识到的是，图1和2中描绘的飞行器10和推进系统100仅通过示例提供，且在本公开的其它示例性实施例中，任何其它适合的飞行器10可提供成具有以任何其它适合方式构造的推进系统100。例如，应当认识到，在各种其它实施例中，BLI风扇106可备选地定位在靠近飞行器10的后端18的任何合适位置处。此外，在还要其它的实施例中，电力推进发动机可不定位在飞行器10的后端，且因此可不构造为"后发动机"。例如，在其它实施例中，电力推进发动机可结合到飞行器10的机身中，并因此构造为"吊舱式发动机"或吊舱安装发动机。此外，在还要其它的实施例中，电力推进发动机可结合到飞行器10的机翼中，并因此可构造为"机翼融合发动机(blended wing engine)"。此外，在其它实施例中，电力推进发动机可不是边界层摄取风扇，且可改为作为自由流喷射风扇安装在飞行器10上的任何合适位置。此外，在还要其它的实施例中，推进系统100可不包括例如功率调节器109和/或储能装置110，且改为(一个或多个)发电机108可直接连接到BLI风扇106。
现在参考图3，提供按照本公开的示例性实施例的推进发动机的示意性横截面视图。在某些示例性实施例中，推进发动机可构造为高旁通涡扇喷气发动机200，在此称为"涡扇200"。值得注意的是，在至少某些实施例中，喷气发动机102,104还可构造为高旁通涡扇喷气发动机。在各种实施例中，涡扇200可代表喷气发动机102,104。然而，备选地，在其它实施例中，涡扇200可结合到任何其它合适的飞行器10或推进系统100中。
如图3所示，涡扇200限定轴向方向A(平行于用于参考提供的纵向中心线201延伸)、径向方向R和周向方向C(围绕轴向方向A延伸；图3中未示出)。大体上，涡扇200包括风扇区段202和设置在风扇区段202下游的核心涡轮发动机204。
描绘的示例性核心涡轮发动机204大体上包括基本上管状的外壳206，其限定环形入口208。外壳206以串流关系包围：包括增压器或低压(LP)压缩机210和高压(HP)压缩机212的压缩机区段；燃烧区段214；包括高压(HP)涡轮216和低压(LP)涡轮218的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段220。压缩机区段、燃烧区段214和涡轮区段一起限定从环形入口208延伸穿过LP压缩机210、HP压缩机212、燃烧区段214、HP涡轮区段216、LP涡轮区段218和喷气喷嘴排气区段220的核心空气流径221。高压(HP)轴或转轴222将HP涡轮216传动地连接至HP压缩机212。低压(LP)轴或转轴224将LP涡轮218传动地连接至LP压缩机210。
对于所描绘的实施例，风扇区段202包括可变桨距风扇226，其具有以间隔开的方式联接至盘230的多个风扇叶片228。如所描绘的，风扇叶片228从盘230大体上沿径向方向R向外延伸。每个风扇叶片228是通过风扇叶片228关于盘230围绕桨距轴线P可旋转的，风扇叶片228可操作地联接至适合的致动部件232，致动部件232构造成一起地共同改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片228、盘230和致动部件232是通过跨过动力变速箱234的LP轴224围绕纵向轴线12一起可旋转的。动力变速箱234包括多个齿轮，以用于使LP轴224的转速逐步降低至更高效的旋转风扇速度。
仍参看图3的示例性实施例，盘230由可旋转的前毂236覆盖，前毂48空气动力学地成轮廓，以促进空气流穿过多个风扇叶片228。另外，示例性风扇区段202包括环形风扇壳或外机舱238，其沿周向包绕风扇226和/或核心涡轮发动机204的至少一部分。机舱238由多个沿周向间隔开的出口导向导叶240相对于核心涡轮发动机204支承。机舱238的下游区段242在核心涡轮发动机204的外部之上延伸，以便在它们之间限定旁通空气流通路244。
尽管未描绘，但涡扇发动机10的各种旋转构件(例如，LP轴224、HP轴222、风扇202)可由一个或多个油润滑轴承来支承。所描绘的涡扇发动机10包括润滑系统245，以用于为油润滑轴承中的一个或多个提供润滑油。此外，润滑系统245可包括一个或多个热交换器，以用于利用例如旁路空气、放出空气或燃料从润滑油传递热。
另外，所描绘的示例性涡扇200包括与风扇226一起可旋转的电机246。具体地，对于所描绘的实施例，电机246构造为同轴地安装到LP轴224并且与LP轴224一起可旋转的发电机(对于所描绘实施例，LP轴224还穿过动力变速箱234使风扇226旋转)。如本文中所使用的，"同轴地"是指轴线对齐。然而，应当认识到，在其它实施例中，电机246的轴线可从LP轴224的轴线径向偏移，并且还可倾斜于LP轴224的轴线，使得电机246可定位在核心空气流径221的至少部分内侧的任何合适位置。
电机246包括转子248和定子250。在某些示例性实施例中，电机246的转子248和定子250以与下面描述的电机的示例性转子和定子基本相同的方式构造。值得注意的是，当涡扇发动机200集成到上面参照图1和图2描述的推进系统100中时，发电机108可以以与图3的电机246基本相同的方式构造。
然而，还应当认识到的是，图3中所描绘的示例性涡扇发动机200仅通过示例的方式提供，且在其它示例性实施例中，涡扇发动机200可具有任何其它适合的构造。例如，在其它示例性实施例中，涡扇发动机200可构造为涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、不同构造的涡扇发动机、或任何其它合适的燃气涡轮发动机。
现在参考图4，描绘按照本公开的示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机内的电机246。更具体而言，对于所描绘的实施例，电机246嵌入燃气涡轮发动机的涡轮区段内，且还要更具体而言，附接至燃气涡轮发动机的LP轴224。另外，电机246沿轴向方向A至少部分地定位在涡轮区段内或涡轮区段后方。在某些示例性实施例中，图4中描绘的电机246和燃气涡轮发动机可以与上文参照图3描述的示例性电机246和涡扇发动机200基本相同的方式构造。因此，相同或相似的数字可指相同或相似的部分。
如所描绘的，电机246大体上包括转子248和定子250。转子248经由多个转子连接部件252直接地附接到LP轴224，使得转子248是与LP轴224一起可旋转的。相比之下，定子250经由一个或多个定子连接部件254附接到涡轮区段的结构支承部件256。在至少某些示例性实施例中，电机246可为发电机，使得转子248且转子连接部件252由LP轴224驱动。在这样的实施例的情况下，转子248相对于定子250的旋转可生成电力，该电力可经由电连通总线258传递，下面将更详细地讨论。
然而，应该认识到，在其它示例性实施例中，电机246可改为具有任何其它合适的构造。例如，在其它实施例中，电机246可包括位于定子250的径向内侧的转子248(例如，作为运行中的电机(in-running electric machine))。
仍然参考图4的示例性电机246，结构支承部件256可构造为后架组件257的一部分并且从燃气涡轮发动机的后架组件257的后架支柱258延伸。后支柱258延伸穿过燃气涡轮发动机的核心空气流径221，并且构造成为燃气涡轮发动机提供结构支承。结构支承部件256还向前延伸以支承后发动机轴承262，后发动机轴承262可旋转地支承LP轴224的后端。
定子连接部件254可为从燃气涡轮发动机的结构支承部件256延伸的环形/圆柱形部件。对于所描绘的实施例，定子连接部件254通过一个或多个轴承来支承多个转子连接部件252的旋转。更具体地，前电机轴承264定位在电机246的前方并且沿着径向方向R定位在转子连接部件252和定子连接部件254之间。类似地，后电机轴承266定位在电机246的后方，并且沿径向方向R定位在在转子连接部件252与定子连接部件254之间。特别地对于所描绘的实施例，前电机轴承264构造为滚子元件轴承，且后电机轴承266包括一对轴承，该一对轴承构造为滚子元件轴承和滚珠轴承。然而，应认识到，前电机轴承264和后电机轴承266可在其它实施例中具有任何其它合适的构造，并且本公开不旨在限于所描绘的特定构造，除非这些限制加至权利要求书中。
燃气涡轮发动机还包括包绕电机246的至少一部分的腔壁268。更具体地，对于所描绘的实施例，腔壁268基本上完全包绕电机246，从电机246的前方(通过定子连接部件254附接到结构支承部件256)的位置延伸到电机246后方的位置。腔壁268至少部分地限定电机贮槽270，其基本上完全包绕电机246。更具体地，电机贮槽270从电机246前方的位置连续延伸到电机246的后方位置。燃气涡轮发动机的某些构件包括开口272，以允许电机贮槽270的这种连续延伸。
值得注意的是，对于所描绘的实施例，电机贮槽270还包围燃气涡轮发动机的后发动机轴承262。燃气涡轮发动机包括密封臂274，密封臂274附接到结构支承部件256并且在后发动机轴承262的前方延伸以与LP轴224形成密封，并且包括在电机贮槽270内的后发动机轴承262。值得注意的是，密封组件276设置为密封臂274和/或LP轴224的一部分，以用于提供这种密封并维持密封的电机贮槽270。还如图所描绘的，燃气涡轮发动机还包括与前电机轴承264和后电机轴承266相邻的多个密封组件276，以用于维持密封的电机246，即防止润滑油到达电机246的转子248和定子250。
此外，所描绘的燃气涡轮发动机包括电机润滑系统278，其中电机润滑系统278与电机贮槽270流体连通，以用于向电机贮槽270提供热流体。对于所描绘的实施例，电机润滑系统278可独立于燃气涡轮发动机润滑系统操作，诸如上面参考图3描述的润滑系统245。
具体地，对于所描绘的实施例，电机润滑系统278包括连接至延伸到电机贮槽270的供应管线282的供应泵280。供应管线282从核心空气流径221的外侧的位置沿径向方向R延伸，穿过后发动机支柱258(并穿过核心空气流径221)，穿过腔壁268并到达电机贮槽270。热流体可为润滑油或用于润滑前电机轴承264和后电机轴承266以及后发动机轴承262的其它合适的润滑剂。值得注意的是，热流体还构造成接收来自多个轴承和电机贮槽270的热。经加热的热流体经由润滑系统278的清除管线284从电机贮槽270中清除，清除管线284从电机贮槽270延伸，穿过核心空气流径221，并到达清除泵286。然而，应认识到，尽管清除管线284对于所描绘的实施例而言在支柱260外侧的位置处延伸穿过核心空气流径221，但是在其它实施例中，清除管线284可改为与供应线282并排延伸穿过支柱260。
值得注意的是，对于所描绘的实施例，包括供应泵280和清除泵286的电机润滑系统278可至少部分地由电机246供能。另外，虽然未描绘，但是电机润滑系统278可进一步包括一个或多个热交换器，以用于在穿过供应管线282将此热流体提供回电机贮槽270之前降低清除的热流体的温度。
值得注意的是，在这样的实施例的情况下，润滑系统278可进一步构造为燃气涡轮发动机的冷却系统的一部分，以用于降低电机246的温度。例如，本公开的发明人已经发现，对于至少某些实施例，在低于约275℉(诸如低于约250℉)的温度下向润滑油供应管线282提供润滑油可允许润滑油接受在燃气涡轮发动机的操作期间将电机246维持在期望温度操作范围内所需的热量。应当认识到，如在本文中所使用的，诸如"大约"或"大致"的近似用语是指在10%的误差裕度内。而且，应当认识到，在其它实施例中，提供给供应管线282的润滑油可具有任何其它合适的温度。
为了进一步维持电机246的温度，所描绘的示例性燃气涡轮发动机的冷却系统还包括包绕电机246的至少一部分的缓冲腔288，以使电机246绝热。更具体地，对于所描绘的实施例，腔壁268还至少部分地限定缓冲腔288，其中缓冲腔288定位成与电机贮槽270的腔壁268相对。另外，如图4所描绘的，延伸部件290附接到结构支承部件256或与结构支承部件256一体地形成，并且至少部分地围绕腔壁268延伸。具体地，对于所描绘的实施例，结构支承部件256和延伸部件290一起完全围绕腔壁268延伸。结构支承部件256和延伸部件290一起限定缓冲腔288，对于所描绘的实施例，缓冲腔288从电机246前方的位置沿轴向方向A连续地延伸到电机246后方的位置。缓冲腔288可充当与在延伸穿过燃气涡轮发动机的涡轮区段的核心空气流径221内从相对热的操作温度的绝缘体。
此外，对于所描绘的实施例，燃气涡轮发动机还包括冷却管道292。冷却管道292与缓冲腔288气流连通，以用于向缓冲腔288提供冷却气流。例如，在所描绘的实施例中，冷却管道292限定出口293，出口293延伸穿过结构支承部件256，以用于提供来自冷却管道292的冷却气流穿过结构支承部件256并进入缓冲腔288。冷却管道292还可与相对冷的空气源气流连通，以用于提供冷却气流。在某些示例性实施例中，冷空气源可为燃气涡轮发动机的压缩机区段(其中冷却气流可从压缩机区段转移)，或者是燃气涡轮发动机的风扇(其中冷却气流可从风扇转移)。值得注意的是，对于所描绘的实施例，燃气涡轮发动机还包括排气管道291。排气管道291与缓冲腔288气流连通，并且构造成将冷却气流排出到核心空气流径221、旁路通路(例如，图3的通路244)、或环境位置。这样的构造可允许连续的冷却气流穿过缓冲腔288。
如所讨论的，电机润滑系统278、冷却管道292和缓冲腔288各自构造成冷却系统的一部分，以用于将电机246的至少某些构件维持在期望的温度范围内。例如，对于其中电机246构造成发电机的实施例，发电机可构造成包括多个永磁体294(以虚线描绘)的永磁体发电机。对于这些实施例，转子248可包括多个永磁体294，并且定子250可包括一个或多个导电线的线圈(未示出)。然而，应当认识到，在其它实施例中，电机246可备选地构造为电磁发电机，包括多个电磁铁和有源电路，作为感应式电机，开关磁阻型电机，作为同步AC电机，或作为任何其它合适的发电机或马达。
如将认识到，多个永磁体294中的每一个(当被包括时)限定居里温度极限(Curietemperature limit)，其可小于延伸穿过燃气涡轮发动机的涡轮区段的核心空气流径221内的温度。燃气涡轮发动机的冷却系统将电机246(且更具体而言每个永磁体294)的温度维持在低于用于多个永磁体294的居里温度极限。此外，冷却系统可将电机246的温度维持在居里温度极限的预定极限以下，以例如增加电机246的使用寿命。例如，在某些示例性实施例中，燃气涡轮发动机的冷却系统可将电机246的温度维持在居里温度极限的至少约50华氏度(℉)的极限以下，诸如低于居里温度极限的至少大约75℉极限或100℉极限。将电机246的温度维持在居里温度极限的这种极限以下可进一步防止电机246的任何永磁体经历不可恢复(或永久)的去磁，这可能对电机246寿命具有负面影响。
然而，应当认识到，图4的实施例中描绘的示例性冷却系统仅通过示例提供。在其它实施例中，燃气涡轮发动机可包括任何其它合适的冷却系统。例如，在其它实施例中，电机润滑系统278可具有任何其它合适的构造。例如，电机润滑系统278可与发动机润滑系统278一起可操作的。另外，在某些实施例中，腔壁268可具有任何其它合适的特征，以用于将电机246的温度维持在期望的操作范围内。例如，现在简要参考图5，描绘按照本公开的另一示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机内的电机246的横截面示意图。图5中描绘的示例性燃气涡轮发动机可以以与图4中描绘的示例性燃气涡轮发动机基本相同的方式构造，且因此相同或相似的数字可指代相同或相似的部分。然而，对于图5的实施例，至少部分地限定缓冲腔288的腔壁268还包括绝缘层296，以进一步使电机246与延伸穿过燃气涡轮发动机的涡轮区段的核心空气流径221内的相对热的操作温度隔离。绝缘层296可是任何合适的绝缘体，以用于降低包绕电机246的腔壁268的导热率。另外，虽然未描绘，但在某些实施例中，结构支承部件256和延伸部件290的一部分(也至少部分地限定缓冲腔288)也可包括绝缘层。
再次参考图4的实施例，如上面简要所述，在燃气涡轮发动机的操作期间，LP轴224可旋转电机246的转子248，从而允许电机246作为产生电力的发电机来发挥功能。另外，电机246与电连通总线258电连通，即电连接。电连通总线258在核心空气流径221的径向内侧的位置处电连接到电机246。电连通总线258包括安装到定子连接部件254的第一接线盒298。第一接线盒298接收来自电机246(对于所描绘的实施例，来自电机246的定子250)的电线300并且将电线300连接到电连通总线258的中间区段302。中间区段302在燃气涡轮发动机的整流罩内延伸穿过核心空气流径221到安装在核心空气流径221的径向外侧的位置处的第二接线盒304。第二接线盒304将电连通总线258的中间区段302连接到电连通总线258的出口线306，以用于连接到燃气涡轮发动机和/或安装燃气涡轮发动机的飞行器的一个或多个系统。如上面简要提到的，电机润滑系统278可电连接到电连通总线258的出口线306，以用于为电机润滑系统278供电。
如图4指出和所描绘的，电连通总线258的至少一部分延伸穿过核心空气流径221。更具体地，对于所描绘的实施例，电连通总线258的中间区段302在燃气涡轮发动机的燃烧区段(诸如图3的示例性涡扇发动机200的燃烧区段214)的下游位置处延伸穿过核心空气流径221。具体而言，中间区段302延伸穿过后支柱258/位于后支柱258内，后支柱258位于核心空气流径221的紧邻HP涡轮216下游的部分中。
此外，如示意性所描绘的，所描绘的示例性中间区段302是电连通总线258的冷却部分，包括位于包含冷却流体的导管内/延伸穿过包含冷却流体的导管的电缆308(即，电导体)。具体地，现在还将参考图6，提供中间区段302的一部分的近视图，该中间区段302构造成延伸穿过燃气涡轮发动机的核心空气流径221。如所描绘的，电连通总线258的中间区段302包括定位在供应管线282内并与供应管线282同轴地延伸的电缆308，使得在操作期间，电缆308由待提供给例如电机贮槽270的相对冷的热流体流(由箭头310表示)包绕。因此，供应管线282被认为是描绘为电机润滑系统278的一部分以及电连通总线258的中间区段302的一部分的实施例。在操作期间，电连通总线258的中间区段302内的包绕电缆308的热流体可保护电缆308免受核心空气流径221内的相对高的温度的影响，将电缆308的温度维持在期望的操作范围内。然而，应当认识到，在其它实施例中，电连通总线258的中间区段302可改为包括定位在清除管线284内并与清除管线284同轴地延伸的电缆308(其也可在某些实施例中延伸穿过支柱260)。
值得注意的是，电缆308可为任何合适的电缆308，并且对于所描绘的实施例，包括包绕导电芯部分314的电绝缘层312。电绝缘层312可包括任何合适的电绝缘体，其能够暴露于相对高的温度，并且还能够隔离可穿过电缆308的导电芯部分314传输的相对大量的电力(参见下面的讨论)。另外，虽然未描绘，但是电缆308可还包括包绕电绝缘层312和导电芯部分314的阻挡层，以防止润滑油接触绝缘层312和导电芯部分314。另外，还在某些实施例中，电缆308可以以与下面参照图9描述的电缆308基本相同的方式构造。
如下面将更详细讨论的，电连通总线258的中间区段302构造成传输相对高功率水平的电功率。因此，在操作期间，由于传递相对高的功率水平，电连通总线258的中间区段302可能经历相对大量的焦耳加热或电阻加热。尽管经历了电阻加热并且暴露于核心空气流径221，但是将中间区段302的电缆308与润滑油供应管线282同轴地定位可帮助将电缆308的温度维持在期望的操作温度范围内。
然而，应当认识到，在其它示例性实施例中，电连通总线258可具有任何其它合适的构造，以用于将来自位于核心空气流径221径向内侧的电机246的电力传输到核心空气流径221径向外侧的位置。例如，现在简要参考图7，描绘按照本公开的又一示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机内的电机246的横截面示意图。图7中描绘的示例性燃气涡轮发动机可以以与图4中描绘的示例性燃气涡轮发动机基本相同的方式构造，且因此相同或相似的数字可指代相同或相似的部分。
然而，对于图7的实施例，电连通总线258改为构造为超导或超传导电连通总线258。因此，对于图7的实施例，电连通总线258的中间区段302可不构造有电机润滑系统278的供应管线282。而是，示例性电连通总线258包括单独的冷却的导管316，电缆308定位在该冷却的导管316内并在该冷却的导管316内延伸。电连通总线258包括制冷剂系统318，以用于在冷却的导管316内提供冷的制冷剂，来将延伸穿过其的电缆308的温度维持在相对低的温度下。例如，在某些实施例中，制冷剂系统可将电缆308的温度维持在或低于形成电缆308的材料的临界温度，或者比形成电缆308的材料的临界温度低至少1℉。
另外，冷的制冷剂延伸到第一接线盒298，其中制冷剂在穿过返回管线320(部分地描绘)返回时与电线分离。对于所描绘的实施例，电连通总线258可还包括用于在制冷循环中操作制冷剂系统318的构件，诸如泵、冷凝器和膨胀阀(未描绘)。值得注意的是，在至少某些实施例中，延伸穿过核心空气流径221的中间区段302的部分可充当制冷剂循环的蒸发器。
尽管对于所描绘的实施例，燃气涡轮发动机包括单独的电机润滑系统278和制冷剂系统318，但在其它实施例中，由电连通总线258的制冷剂系统318利用的制冷剂可另外地充当用于电机246内的各种轴承(以及对于所描绘的实施例，用于后发动机轴承262)的制冷剂，使得制冷剂系统318和电机润滑系统278可一起构造为单个系统。
现在参考图8，描绘按照本公开的又一示例性实施例的嵌入燃气涡轮发动机内的电机246的横截面示意图。图8中描绘的示例性燃气涡轮发动机可以以与图4中描绘的示例性燃气涡轮发动机基本相同的方式构造，且因此相同或相似的数字可指代相同或相似的部分。然而，对于图8的实施例，电连通总线258的中间区段302未构造成与冷却流体导管(例如，供应管线282)同轴。而是，对于图8的实施例，电连通总线258的中间区段302由电缆308形成，电缆308设计成在燃气涡轮发动机的燃烧区段下游位置处承受燃气涡轮发动机的核心空气流径221的相对高的温度。
更具体地，与上面描述的实施例一样，电连通总线258包括第一接线盒298、第二接线盒304，以及在它们之间(即，中间区段302)延伸的电缆308。虽然电缆308描绘为单根电缆，但在某些实施例中，电缆可包括多根电缆。现在还简要参考图9，提供电缆308的特写示意图，电缆308由能够传输相对高的电功率量并且暴露于核心空气流径221内的相对高的温度而不氧化的材料形成。
例如，在某些实施例中，电缆308可由至少一个实心镍线芯构成。或者，如在所描绘的实施例中，线缆308可由至少一个高电导率芯体积(诸如低电阻率/高电导率线缆芯322)以及至少一个电介质(电绝缘)屏障体积(诸如高电阻率线缆护套324)构成。线缆芯322定位在线缆护套324内，使得线缆护套324包围线缆芯322。在某些示例性实施例中，线缆芯322可为铜芯体积，并且线缆护套324可为非铜护套体积。线缆护套324可通过一种或多种包装工艺创建，诸如浸渍、共挤出、电镀、喷涂、包覆、型锻、辊轧成型、焊接、或它们的组合。所描绘的电缆308还包括定位于线缆芯322和线缆护套324之间的氧化屏障体积323。值得注意的是，线缆308可构造成线编织物、转置和压紧的线束、转置的(一个或多个)线束的(一个或多个)转置束，或用于以减少交流耦合损耗的方式传递交流("AC")电力的任何其它合适的线缆构造。
另外，对于所描绘的实施例，电缆308的线缆芯322和线缆护套324被覆盖并封闭在高温电绝缘材料326内。例如，在某些实施例中，高温电绝缘材料326可为喷涂的层状屏障涂层(陶瓷)、至少一个部分重叠的带层(云母、玻璃纤维、陶瓷纤维、和/或聚合物膜)、外部的装甲屏障(编织的、金属的和/或非金属的)、或它们的组合。如下所讨论的，高温电绝缘材料326可适用于将在相对高的温度下传递相对大量电力的线缆绝缘。此外，对于所描绘的实施例，电缆308包括至少一个外部装甲体积325作为抗磨损屏障，在某些实施例中，其可与绝缘材料326相同。
还如图所描绘的，电机润滑系统278(构造为整个电机冷却系统的一部分)构造成穿过连接线328将热流体直接提供给第二接线盒304，以用于主动地冷却第二接合盒304。另外，电机润滑系统278的热流体供应管线282延伸到第一接线盒298并且将热流体流直接提供给第一接线盒298，以用于主动地冷却第一接线盒298。值得注意的是，对于所描绘的实施例，第一接线盒298包括热流体出口330，以用于将提供给其的热流体流喷射到电机贮槽270。
通过主动地冷却第一接线盒298和第二接线盒304，可允许包括电缆308的中间区段302在电机246的操作期间电缆308的在相对高的温度(诸如由于暴露于核心空气流径221、以及焦耳加热或电阻加热而产生的温度)下操作。带有这种构造的电缆308的温度可在第一接线盒298和第二接线盒304处减小，允许电缆308电连接到其它电线(例如，出口线306和电线300)，其它电线可能未构造成用于在中间区段302的电缆308能够操作的相对高的温度下操作。
此外，如还示意性地描绘的，通过为第二接线盒304配备与流体转换连接线328热传递连通的嵌入式辅助流体流动回路331，可实现进一步有益的冷却。辅助流体流动回路331内的辅助流体可为由流体供应管线282供应的相同的流体，或者备选地，可为不同的热传递流体。此外，虽然未描绘，但辅助流体本身可与诸如飞行器发动机燃料、推进器风扇空气或马达电子设备冷却剂的散热介质进行后续的热传递连通。
在按照本公开的示例性实施例的包括电机246的燃气涡轮发动机的操作期间，电机246可构造成生成相对大量的交流电力。例如，在某些实施例中，电机246可构造成穿过电连通总线258生成并输送五百(500)伏("V")或更高的电功率。例如，在某些实施例中，电机246可构造成穿过电连通总线258生成并输送六百(600)V或更高的电功率。通过用于将电机246的温度维持在特定的操作温度范围内的所公开的冷却系统，和/或通过以允许其暴露在燃气涡轮发动机的燃烧区段下游的核心空气流径221内的相对高的温度的方式设计电连通总线258的中间区段302，可实现这样的构造。
另外，现在参考图10，提供示例性推进系统100的示意图。将认识到，图10(以及图11至15)中所描绘的符号可具有本领域中所附的普通含义。如示意性所描绘和上文所讨论的，推进系统100包括至少一个燃气涡轮发动机(其对于所描绘的实施例构造成第一发动机102)，以及联接到电连通总线258的第一电机108A。第一发动机102和第一电机108A构造用于在操作期间生成基线电压水平。推进系统100还包括电力推进器，在某些实施例中，电力推进器可为所描绘的示例性BLI风扇106(BLI风扇106包括为风扇352供能的电动机350)。此外，所描绘的示例性推进系统100包括用于向电力推进器提供差分电压的器件，该差分电压等于由第一电机108A生成的基线电压幅值的大约两倍。
更具体地，对于所描绘的实施例，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件包括第二燃气涡轮发动机和第二电机108B，其与电连通总线258组合。更具体地，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件包括第二发动机104和第二电机108B，其与电连通总线258组合。第一发动机102和第二发动机104以及第一电机108A和第二电机108B可以以与图1和图2中所描绘和上文所述的相同的方式构造。此外，第一发动机102和第二发动机104中的每一个和相应的电机108可以以与上面参照图4至图8描述的燃气涡轮发动机中的一个或多个和嵌入式电机246基本相同的方式构造。
一般而言，对于所描绘的实施例，第一电机108A和第二电机108B构造成生成处于基线电压水平的交流("AC")电压。电连通总线258构造成将AC电压转换为正直流("DC")电压和负DC电压，每个电压具有与基线电压水平基本相同的幅值，但是具有不同的极性。然后，电连通总线258将相等幅值(且相反极性)的两个DC电压转换回具有基线电压水平幅值的大约两倍的净差值的AC电压，并将这种差分AC电压提供给电力推进器/BLI风扇106的电动机350。
具体地，对于所描绘的示例性实施例，第一电机108A可为N相发电机，其具有生成处于基线电压水平的第一电压的第一终端354和第二终端356。第一电压水平可以是AC电压Vac。类似地，第二电机108B可为N相发电机，其具有生成也处于基线电压水平的第二电压的第一终端354和第二终端356。因此，第二电压水平也可为AC电压Vac。例如，在某些实施例中，第一电机108A和/或第二电机108B可以以与下面参照图11至图13描述的电机108中的一个或多个基本相同的方式构造。
此外，电连通总线258包括至少一个AC至DC转换器。具体地对于所描绘的实施例，电连通总线258包括电连接到第一电机108A的第一N相AC至DC转换器358以及电连接到第二电机108B的第二N相AC至DC转换器360。第一转换器358和第二转换器360一起将由第一电机108A和第二电机108B生成的电压Vac转换为正DC电压+Vdc和单独的负DC电压-Vdc。值得注意的是，如示意性表示的，第一转换器258和第二转换器260中的每一个都是底盘接地的。此外，第一转换器258包括第一模块358A，第一模块358A构造成将来自第一电机108A的第一终端354的电压Vac转换为正DC电压+Vdc，还有第二模块358B，第二模块358B构造成将来自第一电机108A的第二终端356的电压Vac转换为负DC电压-Vdc。类似地，第二转换器360包括第一模块360A，第一模块360A构造成将来自第二电机108B的第一终端354的电压Vac转换为正DC电压+ Vdc，还有第二模块360B，第二模块360B构造成将来自第二电机108B的第二终端356的电压Vac转换为负DC电压-Vdc。
此外，电连通总线258包括正DC传输线362和负DC传输线364。随后使用单独的N相DC至AC转换器366将正和负DC传输线362,364转换为AC电压。示例性转换器366的细节在图10中描绘的调出气泡368中示意性地示出和简化，并且通常可称为H桥脉宽调制电压转换器。转换器366还电连接到BLI风扇106的电动机350的终端370。
在至少某些实施例中，电力推进装置可能需要(或期望)大于基线电压水平的幅值的净差分电压，其可大于电连通总线258的任何一条传输线可安全传输的幅值。因此，图10中示意性示出的构造可允许电连通总线258向电动机350提供差分AC电压Vdiff，其是第一和第二电压Vac的幅值的两倍(即，Vdiff = (+Vac) － (-Vac) = 2 x |Vac|)。
例如，现在简要参考图11至图13，提供按照本公开的各种示例性实施例的各种电机108。在某些实施例中，第一电机108A和第二电机108B中的一个或两个可以以与图11至图13中所描绘的示例性电机108中的一个或多个基本相同的方式构造。另外，在某些示例性实施例中，图11至图13中所描绘的电机108可为嵌入式电机(类似于上面描述的电机)。
首先参考图11的示例性实施例，发电机108可为具有第一终端354和第二终端356的N相发电机。应当认识到，如本文中所使用的，用语"N相"用于表示该构件包括任何合适数量的相的能力。因此，尽管对于所描绘的实施例，电机108可为两相发电机，但在其它实施例中，电机108可改为单相发电机、三相发电机、四相发电机等。电机108大体上包括转子372和定子374。转子372是通过轴376由发动机(例如，第一发动机102或第二发动机104)可旋转的。将会认识到，由电机108生成的电压是转子372的转速Ω、转子372的半径378、定子374中的匝数或绕组380等的函数。对于图11的电机108，定子374是中心抽头接地的(即，定子374的匝380的中心接地到底盘)，使得电机108可提供各自处于电压水平+/- Vac的正电压和负电压。然而，值得注意的是，为了这样做，假定定子374的匝380的数量已经有效地减少一半，则转子372可能需要以转速Ω的两倍旋转。此外，如示意性所描绘的，动力变速箱382可设在马达和电机108之间，以用于增加转子372相对于马达的转速。为了支持增加的转速Ω，所描绘的示例性转子372包括过带(over band)或支承带384以向其提供支承。值得注意的是，当电机108以与图4的示例性电机246相同的方式构造时，支承带384可构造成转子支承部件252的一部分。另外，应当认识到，在某些实施例中，支承带384可能是必需的，而不包括动力变速箱382。
现在参考图12，描绘按照另一示例性实施例的电机108。图12的示例性电机108可以以与上面参照图11描述的示例性电机108基本相同的方式构造。例如，图12的电机108大体上包括转子372和定子374，其中转子372是通过轴376由发动机可旋转的。然而，对于图12的实施例，转子372改为构造为串联转子(tandem rotor)，其具有沿轴376的轴线布置的第一转子区段386和第二转子区段388。注意，尽管第一转子区段386和第二转子区段388描绘为间隔开并通过单独的轴376连接，但在某些实施例中，第一转子区段386和第二转子区段388可改为彼此相邻地定位并且直接地附接或连接至彼此。
如示意性指示的，第一转子区段386的磁极计时滞后于第二转子区段388的磁极计时。具体地，对于所描绘的实施例，第一转子区段386与第二转子区段388异相一百八十度。另外，定子374具有图11的电机的定子374的匝380的两倍，但是类似地在中心处接地到底盘(即，中心抽头接地电机)。此外，对于所描绘的实施例，转子372，或更具体地，转子372的第一转子区段386和第二转子区段388各自限定半径378，该半径378是图11的示例性转子372的半径378的大致一半。因此，如将认识到的，图12的示例性电机108的转子372可以以与图11中所描绘的示例性第一电机108的转子372相同的转速旋转。然而，值得注意的是，由于图12的电机的转子372的半径378是图11的第一电机的转子372的半径378的大致一半，所以转子372可能不需要过带(或者支承带384)来在操作期间支承转子372。
对于上面参考图11和12描述的每个电机108，由于中心抽头接地构造，故电机108的第一终端354和第二终端356可各自提供从正Vac变到负Vac的AC电压。因此，在最简单的形式中，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件可为电机108，其是中心抽头接地电机。
此外，现在仍参考图13，提供本公开的另一示例性实施例。图13提供按照本公开的另一示例性实施例的电机108的示意图。图13的示例性电机108可以以与上面参照图12描述的示例性电机108基本相同的方式构造。例如，图13的电机108大体上包括转子372和定子374，其中转子372是通过轴376由发动机可旋转的。另外，转子372构造成具有第一转子区段386和第二转子区段388的串联转子。如示意性指示的，第一转子区段386的磁极计时也滞后于第二转子区段388的磁极计时。定子374包括与图12的示例性定子374本质上相同的匝数380。然而，定子374不是在中心接地，而是在位于邻近于第一转子区段386定位的第一定子区段390和邻近于第二转子区段388定位的第二定子区段392之间的中心处分开。此外，第一定子区段390中心抽头接地，且第二定子区段392也中心抽头接地。因此，第一定子区段390包括相应的第一组终端354,356，且第二定子区段392包括第二组终端354,356。在每个定子区段390,392的匝数380减少的情况下，为了生成与图11和12的示例性电机108类似的电压，转子372必须以转速Ω旋转，是图11和12的示例性电机108的示例性转子372的转速的两倍。同样，如示意性所描绘的，可在马达和电机108之间设置动力变速箱382，以用于增加转子372相对于马达的转速Ω。因此，尽管图13中的示例性转子372的半径378相对小，但是在给定的转速Ω增大的情况下，示例性转子372可能需要包括过带或支承带384，如图13中示意图所描绘的，以用于支承图13的示例性转子372。
值得注意的是，图13的示例性电机可用作单个电机，以用于为电力推进装置生成期望的电压。具体地，图13的第一定子区段390电机的第一终端354,356可构造成图10中的示例性第一电机108A的第一终端354和第二终端356，且图13的电机的第二定子区段392的第二终端354,356可构造为图10中的示例性第二电机108B的第一终端354和第二终端356。备选地，图13的示例性电机可简单地构造为两相电机，其中第一组终端354,356是第一相，而第二组终端354,356是第二相。
另外，应当认识到，在其它示例性实施例中，电机可以以任何合适的方式设计以如本文中所描述地执行。例如，在其它实施例中，转子372可限定任何合适的半径378或长度，定子374可包括任何合适数量的匝380，并且转子372可以以任何合适的速度Ω旋转，以生成期望的电压。
现在参考图14，按照本公开的另一示例性实施例示意性地描绘包括N相AC至DC转换器394的电连通总线258。在至少某些示例性实施例中，图14的示例性电连通总线258的转换器394可有效地组合上面参考图10描述的第一转换器358和第二转换器360两者。
更具体地，图14的示例性AC至DC转换器394构造成两相AC至DC转换器。然而，将会认识到，在其它实施例中，可外推出所描绘的示例性转换器394的特征以适应任何其它合适数量的相，使得转换器394可与具有任何合适数量的相的一个或多个发电机(诸如图10的第一电机108A和第二电机108B)一起使用。
具体参考图14，示例性两相AC至DC转换器394电连接到永磁发电机的第一相396，并且还电连接到永磁发电机的第二相398，每个包括第一终端354和第二终端356。在某些示例性实施例中，永磁发电机的第一相396可为第一发电机(诸如图11至图13中所描绘的电机108A中的一个或多个)，并且永磁发电机的第二相398可为第二发电机(如图11至13中所描绘的电机108中的一个或多个)。此外或备选地，在还要其它的实施例中，发电机的第一相396可由图13的示例性电机的第一转子区段386和第一定子区段390生成，并且发电机的第二相398可由图13的示例性电机的第二转子区段388和第二定子区段392生成。
因此，应当认识到，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件可包括与多相AC至DC转换器组合的多相中心抽头AC发电机，多相AC至DC转换器构造成将生成的AC电压转换为正DC电压和负DC电压。在这样的实施例的情况下，该器件还可包括DC到AC转换器，这取决于设有电力推进器的电动机的类型。
还应当认识到，在其它示例性实施例中，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件可包括两个N相AC发电机，每个发电机联接到N相AC至DC转换器，该N相AC至DC转换器构造成将来自相应的发电机的AC电压转换为组合的正DC电压和组合的负DC电压。同样，在这样的实施例的情况下，该器件还可包括DC到AC转换器，这取决于设有电力推进器的电动机的类型。
此外，应当认识到，在还要其它的实施例中，电机108可不是AC发电机，而是可改为DC发电机。例如，现在参见图15，提供按照另一示例性实施例的推进系统100的示意图。如示意性所描绘的，推进系统100包括至少一个燃气涡轮发动机(其对于所描绘的实施例构造为第一发动机102)，以及联接至电连通总线258的第一电机108A。第一发动机102和第一电机108A构造用于在操作期间生成基线电压水平。推进系统100还包括电力推进器，在某些实施例中，电力推进器可为所描绘的示例性BLI风扇106(BLI风扇106包括为风扇352供能的电动机350)。此外，所描绘的示例性推进系统100包括用于向电力推进器提供差分电压的器件，该差分电压等于由第一电机108A生成的基线电压幅值的大约两倍。
更具体地，对于所描绘的实施例，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件包括第二燃气涡轮发动机和第二电机108B，其与电连通总线258组合。更具体地，用于向电力推进器提供等于基线电压幅值的大约两倍的差分电压的器件包括第二发动机104和第二电机108B，其与电连通总线258组合。第一发动机102和第二发动机104以及第一电机108A和第二电机108B各自构造为DC发电机。第一电机108A构造为生成正DC电压Vdc，且第二电机108B构造为生成负DC电压-Vdc。来自第一电机108A和第二电机108B的电压Vdc,-Vdc组合以向电力推进装置的马达350提供差分电压Vdiff，其等于由第一电机108A生成的基线电压幅值的大约两倍(即，Vdiff = (+Vdc) － (-Vdc) = 2 x |Vdc|)。
此外，现在参考图16，提供按照本公开的另一示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。在某些实施例中，图16中描绘的示例性燃气涡轮发动机可以以与上面参考图3描述的示例性燃气涡轮发动机基本相同的方式构造。因此，相同或相似的数字可指代相同或相似的部分。例如，如所描绘的，燃气涡轮发动机构造为涡扇发动机，其大体上包括风扇202和核心涡轮发动机204。核心涡轮发动机204包括通过LP轴224连接到LP涡轮218的LP压缩机210，以及通过HP轴222连接到HP涡轮216的HP压缩机212。对于所描绘的实施例，涡扇发动机200还包括电机246。电机246可以以与上面参考前面的附图描述的实施例中的一个或多个基本相同的方式构造。
然而，如示意性且以虚线所描绘的，对于所描绘的实施例，电机246可定位在任何其它合适的位置。例如，电机246可为与LP轴224同轴地安装在HP压缩机212前方的位置并且基本上在LP压缩机210的径向内侧的电机246A。此外或备选地，电机246可为与HP轴222同轴地安装在例如在HP压缩机212前方的位置的电机246B。此外或还要备选地，电机246可为与LP轴224同轴地安装在至少部分地位于HP涡轮216的后方并且至少部分地位于LP涡轮218的前方的位置的电机246C。此外或还要备选地，电机246可为与LP轴224和HP轴222同轴地安装的电机246D，使得电机246D是差动电机。此外，在还要其它的实施例中，电机246可安装在任何其它合适的位置。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括并非不同于权利要求书的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它示例意图在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种限定径向方向和轴向方向的燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括：
涡轮区段；
旋转构件，其与所述涡轮区段的至少一部分一起可旋转；
润滑组件；
电机，其沿所述径向方向至少部分地在所述涡轮区段的内侧联接到所述旋转构件；
电机贮槽，其与所述润滑组件流体连通，用于接收来自所述润滑组件的润滑流体流；和
冷却系统，其构造为将所述电机保持在预定温度范围内。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述润滑组件被构造为所述冷却系统的一部分以冷却所述电机，使得所述电机维持在所述预定温度范围内。
3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，
其中所述润滑组件包括润滑油供应管线，该润滑油供应管线将润滑流体流提供到所述电机贮槽，并且
其中，所述润滑组件被构造为在低于275°F的温度下向所述润滑油供应管线提供润滑油流。
4.根据权利要求3所述的燃气涡轮发动机，
其中所述润滑组件包括热交换器，该热交换器降低提供给所述润滑油供应管线的润滑油流的温度。
5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，
密封腔组件，其包括一个或多个流体密封件，所述流体密封件至少部分地限定密封腔并且构造成防止来自所述电机贮槽的润滑流体进入所述密封腔，其中所述电机被封闭在所述密封腔内。
6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，
其中，所述冷却系统包括缓冲腔，所述缓冲腔围绕所述密封腔的至少一部分以使所述电机绝热。
7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，
其中所述电机包括多个永磁体，并且
其中，整个预定温度范围比所述多个永磁体中的每一个的居里温度极限低至少100°F。
8.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，
其中所述涡轮区段部分地限定所述燃气涡轮发动机的核心空气流径，
其中所述润滑组件包括润滑油供应管线，该润滑油供应管线将润滑流体流提供到所述电机贮槽，并且
其中所述润滑油供应管线穿过所述燃气涡轮发动机的后框架内的核心空气流径。
9.一种操作限定径向方向和轴向方向的燃气涡轮发动机的方法，
其中燃气涡轮包括涡轮区段，以及沿所述径向方向至少部分地位于所述涡轮区段内侧的电机，
该方法包括：
通过冷却系统将所述电机维持在预定温度范围内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述维持还包括：
经由润滑组件冷却所述电机，使得所述电机维持在所述预定温度范围内。
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