CN118457923A - 在飞行器的混合动力系统中产生和使用电力的方法 - Google Patents

在飞行器的混合动力系统中产生和使用电力的方法 Download PDF

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Abstract

一个实施例提供了在飞行器的混合动力系统中产生和使用电力的方法。混合动力系统具有发动机和将发电机‑电动机系统、AC分配系统和DC分配系统互连的高压DC(HVDC)总线。该方法包括通过多个不同操作阶段操作发动机。该方法还包括基于发动机的推力需求，将来自HVDC总线的电力选择性地提供给发电机‑电动机系统，以辅助发动机提供推力。该方法还包括使用通过高压卷轴(HPS)轴和/或低压卷轴(LPS)轴驱动发电机‑电动机系统的发动机，来从该发动机选择性地提取电力。该方法还包括选择性地将从发动机提取的电力传送到AC分配系统和/或DC分配系统。

Description

在飞行器的混合动力系统中产生和使用电力的方法
技术领域
公开的实施例涉及用于飞行器的混合动力系统。
背景技术
具有混合动力(hybrid power)系统的飞行器可利用航空燃料(aviation fuel)和电力来产生推进力，并且混合动力系统可另外实现电力的产生和有利使用。与基于燃料的动力系统相比，这种混合动力系统可有助于降低航空燃料的消耗并减少碳排放。
发明内容
一个实施例提供了一种在飞行器的混合动力系统中产生和使用电力的方法。混合动力系统具有发动机和将发电机-电动机系统、AC分配系统和DC分配系统互连的高压DC(HVDC)总线。该方法包括通过多个不同操作阶段操作发动机。该发动机具有与该发电机-电动机系统的HPS发电机/电动机相联接的高压卷轴(HPS)轴和与该发电机-电动机系统的LPS发电机/电动机相联接的低压卷轴(LPS)轴。该方法还包括基于发动机的推力需求，选择性地从HVDC总线向发电机-电动机系统提供电力，以辅助发动机提供推力。该方法还包括使用通过HPS轴和LPS轴中的一者或两者驱动发电机-电动机系统的发动机，选择性地从发动机提取电力。该方法进一步包括选择性地将从发动机提取的电力输送到AC分配系统和DC分配系统中的一者或两者。
附图说明
图1示出了飞行器上的实施例混合动力系统的框图。
图2示意性地示出了在地面操作和发电机/发动机起动期间用于图1的混合动力系统的电力的实施例流动。
图3示意性地示出了在起飞和爬升操作阶段期间用于图1的混合动力系统的电力的实施例流动。
图4示意性地示出了在巡航操作阶段期间图1的混合动力系统的电力的实施例流动。
图5示意性地示出了在下降接近操作阶段期间图1的混合动力系统的电力的实施例流动。
图6示出了具有降压变压器的实施例AC分配系统的框图。
图7示出了具有升压变压器的实施例AC分配系统的框图。
图8示出了没有变压器的实施例AC分配系统的框图。
图9示意性地示出了用于生成三相AC总线的实施例总线配置。
图10示出了实施例DC分配系统的框图。
图11示出了实施例发电机-电动机系统的框图。
图12示出了利用同轴耦合的实施例发电机-电动机系统的框图。
图13示出了具有非推进力涡轮机的实施例辅助动力系统的框图。
图14示出了具有DC电源的实施例辅助动力系统的框图。
图15示意性示出了实施例电动机配置。
图16示意性示出了利用并联模块化转换器的实施例电动机配置。
图17示出了用于在飞行器上操作混合动力系统的实施例方法的流程图。
具体实施方式
一些飞行器采用混合动力系统，其中一些类型的发电机机构连接到发动机以产生电力。然而，这种混合动力系统可能具有各种缺点。通常，这些系统以发电机连接到飞行器的喷气发动机并与喷气发动机相互作用的方式被限制。例如，在高旁通比的发动机中，典型地仅从发动机的高压卷轴(HPS)轴提取电分量，并且不提供/不可获得用于辅助发动机的电动动力。
因此，公开了涉及用于飞行器的具有混合涡轮机和多卷轴发电的混合动力系统的实施例。简言之，混合动力系统包括连接到高压直流(HVDC)总线的发电机-电动机系统。该发电机-电动机系统被配置成用于为其他用途提供推进力和/或电力。该发电机-电动机系统具有操作性地联接到飞行器发动机的低压卷轴(LPS)发电机/电动机以及HPS发电机/电动机，以便提供电发动机辅助和/或向HVDC总线提供电力。在一些实施例中，混合动力系统还包括连接到HVDC总线的电动机。电动机被配置为提供推进力和/或电力。AC分配系统和DC分配系统还连接到HVDC总线。在典型的实施例中，DC分配系统具有高电压(HV)电池。HV电池可以向HVDC总线提供电力。
控制系统被配置为选择性地控制各种部件与HVDC总线的连接。改变与HVDC总线的连接能够控制飞行器上的电力的分配、生产、消耗和存储。此外，LPS和HPS发电机/电动机的选择性控制可改善发动机稳定性裕度和/或提高飞行器发动机的燃料效率。更具体地，这样的配置可以改善混合动力系统的推力比燃料消耗(TSFC)，并且因此可以在一个或多个操作阶段增加飞行器的发电和/或推进效率。此外，所公开的混合动力系统可有助于减小/优化发动机的辅助设备功率提取和/或减小发动机的尺寸。
图1描述了飞行器100的部件的框图，该飞行器具有使用双卷轴配置的用于发电和电发动机辅助的实施例混合动力系统。虽然没有描述飞行器100的具体形状因数，但是应理解的是，本文中的混合动力系统实施例可应用于任何合适类型的飞行器，包括商用客机、军用飞行器、货运飞行器、无人驾驶飞行器或者具有多卷轴发动机的其他合适的飞行器。飞行器100包括第一混合动力系统102和第二混合动力系统104。第一混合动力系统102和第二混合动力系统104可包括类似的部件。为了清楚起见，从图1中省略了第二混合动力系统104的部件。在一些实施例中，第一混合动力系统102可向飞行器100的第一部分提供电力，并且第二混合动力系统104可向飞行器100的第二部分提供电力，例如，右侧和左侧。在其他实施例中，一个系统可以是主电力系统，而另一个提供冗余/备用电力系统。所描绘的实施例还包括总线连结断路器106、108和110，以在第一混合动力系统102和第二混合动力系统104之间提供可选择性控制的连接。在另外的实施例中，飞行器100可以具有多于两个的混合动力系统。
混合动力系统102具有HVDC总线112。在一些实施例中，HVDC总线112可包括具有正总线、中性总线和负总线的三线HVDC总线。在一些实施方式中，可需要三线HVDC总线以减小所述三个总线之间的电压差。如所指示的，例如，还可以包括低压直流(LVDC)总线114以支持适当的DC电压电平。
混合动力系统102还具有交流(AC)总线116。在一些实施例中，AC总线116可具有三相配置。如图所示，AC总线116被配置为连接到外部电力118，诸如例如地面支持设施处的电力网。在其他实施例中，HVDC总线112被配置为连接到外部DC电源。
混合动力系统102还具有发电机-电动机系统120，发电机-电动机系统120具有可操作地联接到发动机121的LPS发电机/电动机122。更具体地，LPS发电机/电动机122被配置为从发动机121的LPS轴提取电力。另外，LPS发电机/电动机122可以使用来自HVDC总线112的电力以电动模式驱动发动机121的LPS轴。类似地，HPS发电机/电动机124可操作地联接到发动机121的HPS轴，并且能够选择性地从HPS轴提取电力和/或利用从HVDC总线112抽取的电力驱动/电动HPS轴。
发动机121可以是涡扇发动机、高旁通比发动机或者采用多个卷轴的任何其他喷气发动机。发动机121可以向飞行器100提供推进力或推力。更具体地，发动机121通过利用由LPS轴直接驱动的风扇和从发动机121的喷嘴喷射的燃烧器排气来提供推进力。LPS发电机/电动机122和HPS发电机/电动机124被配置为同时或单独地向HVDC总线112提供卷轴提取的电力。发电机-电动机系统120通常还配置为在HPS发电机/电动机124与LPS发电机/电动机122之间传递电力。这样，从发动机121的LPS轴提取的电力可经由HPS轴提供电发动机辅助，反之亦然。例如，可以在低速发动机状况下(诸如在地面上、怠速、滑行)和在下降操作阶段期间使用电发动机辅助。这种双轴使用可增加发动机稳定性裕度和/或增加发动机121的燃料效率。作为具体的实施例，发电机-电动机系统120可以被选择性地控制到所希望的电力水平和/或期望的电力提取。尽管本实施例包括具有两个卷轴的发动机，但应了解的是，可以采用三个或更多个卷轴。因此，本讨论的一个发电机/电动机将与高压卷轴相关联，另一个将与低压卷轴相关联，并且在该发动机上将存在可以与或不与发电机/电动机附件相关联的其他卷轴。
可以与发电机-电动机系统120相关地提供适当的转换器。在本实施例中，第一AC/DC转换器126连接到LPS发电机/电动机122和HVDC总线112。类似地，第二AC/DC转换器128连接到HPS发电机/电动机124、第一AC/DC转换器126和HVDC总线112。
混合动力系统102具有连接到HVDC总线112的可选的电动机130。电动机130被配置为选择性地提供推进力和电力中的一个或多个。更具体地，在一些操作模式中，电动机130从HVDC总线112接收电力，并为飞行器100提供推进力。在其他操作模式中，电动机130可在发电模式中操作，以向HVDC总线112提供电力。以这种方式，电动机130可以帮助向飞行器100提供推进力和/或电力，并且由此减少飞行器的燃料消耗和/或碳排放。
混合动力系统102包括可选的辅助动力系统132。辅助动力系统132是非推进动力源和转换器。非推进动力源可包括涡轮机或DC电源，如下文参见图13和图14所述。辅助动力系统132可根据需要通过HVDC总线112帮助将附加电力供应至其他部件。
混合动力系统102还具有连接到HVDC总线112的AC分配系统134。AC分配系统134包括转换器136和服务于不同AC负载的AC负载网络138。AC负载的实施例包括压缩机系统、空调系统、泵系统、液压系统和风扇系统。下面将参照图6、图7和图8进一步讨论实施例负载。此外，当AC总线116连接到外部电源118时，可使用转换器136将电力从AC总线116传输到HVDC总线112。
混合动力系统102还具有连接到HVDC总线112的DC分配系统140。在当前实施例中，DC分配系统140具有通过转换器144连接到HVDC总线112的HV电池142。在各种实施例中，HV电池142可稳定HVDC总线112上的电压或为电发动机辅助提供额外的电力。HV电池142的实施例包括锂离子电池、镍金属氢化物电池、铅酸电池或任何其他合适类型的电池。
DC配电系统140还具有DC/DC转换器146，其被配置为实现HVDC总线112和LVDC总线114之间的电压转换。LV电池148可连接至LVDC总线114以向LVDC总线114提供电力。DC负载网络150连接到LVDC总线114，用于服务各种DC负载，例如航空电子设备、功率控制器和仪器总线。
混合动力系统102还具有控制系统152。控制系统152被配置为选择性地控制连接到第一AC/DC转换器126、第二AC/DC转换器128、电动机130、AC分配系统134、DC分配系统140和辅助动力系统132中的一个或多个的HVDC总线112的状态。连接到HVDC总线112的状态可以基于与混合动力系统102相关的推进力需求、电负载需求和/或任何其他合适的标准、模式等来控制。此外，每个连接的状态可通过利用接触器、断路器或其他合适的开关设备硬件(为了清楚起见，在图1中未示出)来改变。连接状态的实施例包括打开状态和关闭状态。以这种方式，控制系统152可选择性地控制哪些系统正在产生电力和向HVDC总线112提供电力。在各种实施例中，电动机130、LPS发电机/电动机122、HPS发电机/电动机124、辅助动力系统132、HV电池142和LV电池148中的一个或其任何合适的组合可产生电力。控制系统152被进一步配置为选择性地控制总线连结断路器106、108和110的状态。
控制系统152可被配置为将电力引向LPS发电机/电动机122和/或HPS发电机/电动机124以用于推进力辅助，例如发动机起动、涡轮电动和电发动机辅助。控制系统152可进一步被配置为改变混合动力系统102中各种电力转换器的操作模式，诸如转换器136、转换器144、DC/DC转换器146、第一AC/DC转换器126和第二AC/DC转换器128。控制系统152可被配置为对电动机130、LPS发电机/电动机122、HPS发电机/电动机124、辅助动力系统132、HV电池142和LV电池148中的一个或多个执行电负载平衡。在其他实施例中，控制系统152可被进一步配置为控制混合动力系统102的其他功能。虽然图1示出了单个控制系统，但应当理解，控制系统152可以被分成不同的控制系统，被集成到混合动力系统102的一个或多个系统中，和/或位于飞行器100的不同系统中的控制系统的一部分。
飞行器在飞行器的不同操作模式期间可具有不同的推进力需求和/或电力需求。操作模式可反映飞行器的各种操作阶段，诸如地面操作、上升、巡航和下降。如前所述，混合动力系统102可被选择性地控制和操作以优化飞行器的电力的生产、消耗、分配和存储。图2、图3、图4和图5示意性地示出了混合动力系统102的示例性使用。
图2示意性地示出了在地面上的各种非飞行操作模式期间飞行器100的混合动力系统102的电力的实施例流。在第一操作模式200(例如，电池充电)期间，飞行器100连接到外部电源118。电力流向AC总线146、AC负载网络138和HVDC总线112。电力从HVDC总线112流向DC负载网络150、LV电池148和HV电池142。HV电池142和/或LV电池148可以在第一操作模式200期间充电。除了电池充电之外，第一操作模式200的实施例包括登机、下机、定期维护、功能检查和/或安全检查。在其他实施例中，AC负载网络138和DC负载网络150中的一者或多者可在第一操作模式200期间不接收电力。
在可选的第二操作模式202期间，在辅助动力系统132包括涡轮机的实施例中，辅助动力系统132从HVDC总线112接收电力以启动涡轮机。在第二操作模式202中，AC总线146和HVDC总线112可从外部电力118接收电力，如A所指示的。替换地或附加地，HVDC总线112可从HV电池142(由B指示)和/或LV电池148(由C指示)接收电力。类似于第一操作模式200，AC负载网络138、DC负载网络150、HV电池142和LV电池148中的一个或多个可在第二操作模式202期间从外部电力118接收电力。
在第三操作模式204期间，HPS发电机/电动机124从HVDC总线112接收电力以起动发动机121。在各种实施例中，HVDC总线112可从辅助动力系统132(如D所示)、HV电池142(如E所示)和/或经由AC总线146从外部电力118(如F所示)接收电力。关于模式200、202和204，应当理解，所描述的动力流是非限制性实施例，并且所描绘的混合动力系统可以在非飞行操作期间根据需要支持其他流动。
接下来，图3示意性地示出了在第四操作模式期间混合动力系统102的电力300的实施例流。第四操作模式通常可以表示飞行器100的起飞和上升操作阶段。因此，电动机130和发动机121可以产生机械动力302以为飞行器100提供推进力。电动机130从HVDC总线112接收电力300。如图所示，LPS发电机/电动机122向HVDC总线112提供电力300(例如，在由相应的卷轴提供动力的发电模式中)。HPS发电机/电动机124被配置为在从发动机121抽取调节电力(通过卷轴抽取产生)期间交替地向HVDC总线112提供电力300并从HVDC总线112接收电力300。从HVDC总线112接收的电力300可用于向发动机121的HPS轴提供电发动机辅助。
替代地或附加地，发电机-电动机系统120可选择性地控制以在LPS发电机/电动机122与HPS发电机/电动机124之间传递电力300。以此方式，使用LPS发电机/电动机122提取的电力300可通过HPS发电机/电动机124向发动机121提供电发动机辅助。替代地，使用HPS发电机/电动机124提取的电力300可通过LPS发电机/电动机122向发动机121提供电发动机辅助。电发动机辅助可以帮助改进发动机稳定性裕度并且可以帮助减小发动机121的尺寸。控制系统152选择性地控制发电机-电动机系统120和HPS发电机/电动机124的配置(例如，发电V电动)。控制系统152可基于飞行器100的发动机性能需求和动力需求或以任何其他适当方式改变发电机-电动机系统120和HPS发电机/电动机124的配置。更具体地，例如，发动机性能需求和动力需求可以包括与操作阶段、发动机操作和/或电负载的优先级有关的信息。以此方式，发电机-电动机系统120的控制可以调节至所期望的和优化的性能。
如图所示，HV电池142和辅助动力系统132可向HVDC总线112提供电力300。在本实施例中，LV电池148被配置为处于待机模式，尽管其可以根据需要采用。此外，AC负载网络138和DC负载网络150从HVDC总线112接收电力300。在一些实施例中，控制系统152可被进一步配置为基于负载优先级在AC负载网络138和DC负载网络150中的一个或多个中执行减载。这种配置可有助于产生用于推进力的更多机械动力。关于第四操作模式，将理解的是，所描述的动力流是非限制性实施例，并且所描绘的混合动力系统可以在起飞和上升操作阶段期间根据需要支持其他流动。
接下来，图4示意性地示出了在第五操作模式期间混合动力系统102的电力400的实施例流。第五操作模式通常可以表示飞行器100的巡航操作阶段。因此，电动机130和发动机121产生机械力402以为飞行器100提供推进力。电动机130从HVDC总线112接收电力400。如图所示，LPS发电机/电动机122和HPS发电机/电动机124经由卷轴提取向HVDC总线112提供电力400。此外，电力400可在LPS发电机/电动机122与HPS发电机/电动机124之间传递。以此方式，使用LPS发电机/电动机122提取的电力400可通过HPS发电机/电动机124向发动机121提供电发动机辅助。替代地，使用HPS发电机/电动机124提取的电力400可通过LPS发电机/电动机122向发动机121提供电发动机辅助。例如，诸如在风速增加的时段期间，电动发动机辅助可以帮助降低发动机121的燃料消耗或者提供额外的推进力。控制系统152选择性地控制LPS发电机/电动机122与HPS发电机/电动机124之间的电力400的传递。这样的配置可有助于在飞行器100的第五操作模式期间增加发动机121的效率。
在图4的实施例中，辅助动力系统132向HVDC总线112提供电力400。HV电池142和LV电池148从HVDC总线112充电。可替代地，LV电池148可处于待机模式。进一步，AC负载网络138和DC负载网络150可从HVDC总线112接收电力400。关于第五操作模式，应当理解，所描述的动力流是非限制性实施例，并且所描绘的混合动力系统可以在巡航操作阶段期间根据需要支持其他流动。
接下来，图5示意性地示出了在第六操作模式期间混合动力系统102的电力500的实施例流。第六操作模式通常可以表示飞行器100的下降和接近操作阶段。在第六操作模式期间，发动机121产生机械力502以为飞行器100提供推进力。如图所示，LPS发电机/电动机122向HVDC总线112提供电力500。此外，HPS发电机/电动机124可在从发动机121抽取调节电力期间交替地向HVDC总线112提供电力500，以及从HVDC总线112接收电力500。从HVDC总线112接收的电力500可用于向发动机121的HPS轴提供电发动机辅助。替代地或附加地，电力500可在LPS发电机/电动机122与HPS发电机/电动机124之间传递。以此方式，使用LPS发电机/电动机122提取的电力500可通过HPS发电机/电动机124向发动机121提供电发动机辅助。替代地，使用HPS发电机/电动机124提取的电力500可通过LPS发电机/电动机122向发动机121提供电发动机辅助。电发动机辅助可以帮助降低发动机121的燃料消耗、改善发动机稳定性裕度、或提供额外的推进力。控制系统152选择性地控制流向HPS发电机/电动机124和来自HPS发电机/电动机124的电力500的流动。这样的配置可有助于在飞行器100的第六操作模式期间增加发动机121的效率。
与第四和第五操作模式相比，电动机130在第六操作模式期间接收机械力502。更具体地，在再生操作中，电动机130在第六操作模式期间通过充当由一个或多个螺旋桨驱动的发电机向HVDC总线112提供电力500。以这种方式，在第六操作模式期间，电力500可被收集并存储在HV电池142和/或LV电池148中。如图所示，辅助动力系统132向HVDC总线112提供电力500。
如图所示，在第六操作模式期间，HV电池142和LV电池148从HVDC总线112充电。此外，AC负载网络138和DC负载网络150从HVDC总线112接收电力500。在其他实施例中，AC负载网络138可具有位于飞行器100的飞行控制表面上的一个或多个致动电动机。致动电动机可产生电力并将其传送至HVDC总线112。关于第六操作模式，应当理解，所描述的动力流是非限制性实施例，并且所描绘的混合动力系统可以在下降接近操作阶段期间根据需要支持其他流动。图2、图3、图4和图5是说明性的，并且在任何合适的操作模式期间可以使用其他合适的电力流。
用于飞行器的混合动力系统可以具有电压不同和/或频率不同的AC负载网络。因此，混合动力系统的AC分配系统可具有多于一个AC总线。图6、图7和图8示出了具有多个AC总线和AC负载网络的AC分配系统的各种配置。
图6示出了具有降压变压器的示例性AC分配系统600的框图。AC分配系统600是AC分配系统134的实施例。AC分配系统600连接到具有正总线、中性总线和负总线的三线HVDC总线602。AC分配系统600包括使用中性总线和正总线形成的双线HVDC总线604。正总线与中性总线之间的电压差可以小于正总线与负总线之间的电压差。以这种方式，双线HVDC总线604可以降低AC分配系统600中的电力部件的复杂性和/或尺寸。在其他实施例中，可使用中性总线和负总线形成双线HVDC总线604。
AC分配系统600进一步包括连接至双线HVDC总线604的并联模块化转换器/控制器606。并联模块化转换器/控制器606被配置为将双线HVDC总线转换为(1)三相恒定频率(CF)230VAC(伏AC)总线608；以及(2)三相可变频率(VF)230VAC总线610。三相CF 230VAC总线608向三相CF 230/400VAC负载612提供电力。类似地，三相VF 230VAC总线610向三相VF 230/400VAC负载614提供电力。
第一降压变压器616被配置为将三相CF 230VAC总线608转换成三相CF 115VAC总线618。三相CF 115VAC总线618向三相CF 115/200VAC负载620提供电力。类似地，第二降压变压器624被配置为将三相VF 230VAC总线610转换为三相VF 115VAC总线626。三相VF115VAC总线626向三相VF 115/200VAC负载628提供电力。可选择性地控制多个开关设备硬件630，以改变对应的连接至HVDC总线的状态。
接下来，图7示出了具有升压变压器的示例性AC分配系统700的框图。AC分配系统700是AC分配系统134的实施例。AC分配系统700包括(1)双线HVDC总线702；(2)并联模块化转换器/控制器706；(3)三相CF 115VAC总线708；(4)三相CF 115/200VAC负载710；(5)三相VF 115VAC总线712；(6)三相VF 115/200VAC负载714；(7)三相CF 230VAC总线716；(8)三相CF 230/400VAC负载718；(9)三相VF 230VAC总线720；(10)三相VF 230/400VAC负载722，以及(11)多个开关设备硬件724。与AC分配系统600(图6)相比，并联模块化转换器/控制器706被配置为将双线HVDC总线702转换为三相CF 115VAC总线708和三相VF 115VAC总线712。因此，AC分配系统700进一步包括第一升压变压器726，其被配置为从三相CF 115VAC总线708生成三相CF 230VAC总线716。类似地，第二升压变压器728被配置为从三相VF 115VAC 712生成三相VF 230VAC总线720。当双线HVDC总线702上的电压在DC至AC逆变至115VAC的范围内时，可选择AC分配系统700。此配置可减少总谐波失真。
接下来，图8示出了没有变压器的示例性AC分配系统800的框图。AC分配系统800是AC分配系统134的实施例。类似于AC分配系统600，AC分配系统800包括：(1)双线HVDC总线802；(2)并联模块化转换器/控制器806；(3)三相CF 115VAC总线808；(4)三相CF 115/200VAC负载810；(5)三相VF 115VAC总线812；(6)三相VF 115/200VAC负载814；(7)三相CF230VAC总线816；(8)三相CF 230/400VAC负载818；(9)三相VF 230VAC总线820；(10)三相VF230/400VAC负载822；以及(11)多个开关设备硬件824。与先前描述的AC分配系统相比，并联模块化转换器/控制器806被配置为如下将双线HVDC总线802转换成多条总线：(1)三相CF115VAC总线808；(2)三相VF 115VAC总线812；(3)三相CF 230VAC总线816；以及(4)三相VF230VAC总线820。当双线HVDC总线702上的电压在DC至AC逆变至230VAC的范围内时，可选择AC分配系统800。此配置可减少总谐波失真。图6、图7和图8是说明性的，并且在其他实施例中，AC分配系统134的其他实施方式可具有其他部件和/或使用其他合适的配置。
在上述实施例中，AC分配系统利用三线HVDC总线和双线HVDC总线来生成各种三相AC总线。图9示出了用于生成三相AC总线的混合动力系统中的实施例总线配置900。例如，总线配置900可由混合动力系统102使用。发电机/电动机902使用AC/DC转换器906向三线HVDC总线904提供电力。在一些实施例中，发电机/电动机向三线HVDC总线904提供具有1000V的电力。发电机/电动机902可表示LPS发电机/电动机122、HPS发电机/电动机124和/或飞行器上的其他合适的发电机或电动机。如图所示，三线HVDC总线904具有正总线908、中性总线910和负总线912。
总线配置900还包括具有正总线908和中性总线910的第一双线HVDC总线914。在向三线HVDC总线904提供1000V的实施例中，第一双线HVDC总线914具有500V的电压。第一双线HVDC总线914连接到具有多个开关级918的第一三相频率逆变器和控制器916。第一三相频率逆变器和控制器916被配置为将第一双线HVDC总线914转换为第一三相AC总线920。利用第一双线HVDC总线914生成第一三相AC总线920可减少在第一三相频率逆变器和控制器916中使用的设备。在一些实施例中，第一三相频率逆变器和控制器916可以具有并联模块化转换器/控制器阵列。在其他实施例中，第一三相频率逆变器和控制器916可以具有其他配置和/或未示出的其他部件。以类似的方式，第二三相频率逆变器和控制器922被配置为将第二双线HVDC总线924转换为第二三相AC总线926。如图所示，第二双线总线具有中性总线910和负性总线912。第一三相AC总线920和第二三相AC总线926中的一个或多个可具有连续频率或可变频率。总线配置900进一步具有被配置为改变连接状态的多个开关设备928。图9是说明性的，并且可以使用其他合适的总线配置。
DC分配系统可具有各种DC电气部件。图10示出了示例性DC分配系统1000的框图。DC分配系统1000是DC分配系统140的实施例。类似于DC分配系统140，DC分配系统1000具有连接到转换器/充电器1004的HV电池1002。此外，使用DC/DC转换器1010将28VDC(伏DC)总线1006连接到三线HVDC总线1008。DC分配系统1000进一步具有连接至28VDC总线1006的28VDC负载网络1012和LV电池1014。
相反，HV电池1002在电池管理系统(BMS)1016中实现。BMS1016被配置为在操作期间控制HV电池1002，例如在充电期间。类似地，LV电池1014实现在BMS/充电器1018中。如所描绘，BMS1016进一步连接到DC/DC转换器1010。以这种方式，HV电池1002可以用作用于28VDC负载网络1012的替代电源。
DC分配系统1000进一步包括使用AC/DC转换器1022连接至28VDC总线1006的可选的冲压空气涡轮机/发电机1020。冲压空气涡轮机/发电机1020可具有风力涡轮机和发电机，发电机被配置为为混合动力系统提供备用电源。可选择性地控制多个开关设备硬件1024以改变对应连接至HVDC总线的状态。
如前所述，发电机-电动机系统被配置为选择性地为飞行器提供机械力和/或电力。图11示出了实施例发电机-电动机系统1100的框图。发电机-电动机系统1100是发电机-电动机系统120的示例性实施方式。这样，发电机-电动机系统1100被描述为连接到HVDC总线112。类似于发电机-电动机系统120，发电机-电动机系统1100具有LPS发电机/电动机1102、HPS发电机/电动机1104、第一AC/DC转换器1106、第二AC/DC转换器1108和发动机1110。LPS发电机/电动机1102使用第一齿轮系联接1112联接到发动机1110。类似地，HPS发电机/电动机1104使用第二齿轮系联接1114联接到发动机1110。多个开关设备硬件1116被配置为改变相关的连接状态。这种配置可有助于提高发电机-电动机系统1100的效率。
可替代地，发电机-电动机系统可以利用共轴联接。图12描绘了这样的实施例发电机-电动机系统1200的框图。发电机-电动机系统1200是发电机-电动机系统120的示例性实施方式，并且因此，其被描述为连接至HVDC总线112。类似于发电机-电动机系统1100，发电机-电动机系统1200包括发动机1202、LPS发电机/电动机1204、HPS发电机/电动机1206、第一AC/DC转换器1208、第二AC/DC转换器1210和多个开关设备硬件1212。相反，LPS发电机/电动机1204和HPS发电机/电动机1206被配置为与发动机1202同轴联接。在一些情况下，这种配置可减少发电机-电动机系统1200的部件的数量。
如前所述，飞行器可具有辅助动力系统，该辅助动力系统是非推进动力源以帮助提供额外的电力，如图13和图14所示。图13示出了包括涡轮机1302的示例性辅助动力系统1300的框图。辅助动力系统1300是辅助动力系统132的示例性实施方式。因此，辅助动力系统1300被示出为连接至HVDC总线112。辅助动力系统1300包括连接至涡轮机1302的发电机/起动器1304。在第一操作模式中，涡轮机1302操作为驱动发电机/起动器1304用于发电的燃气涡轮机。在第二操作模式中，发电机/起动器1304用于起动涡轮机1302。开关设备1306被配置为改变AC/DC转换器1308和HVDC总线112之间的连接的状态。
可替换地或附加地，如图14所示，辅助动力系统1400包括连接至DC/DC转换器1404的DC电源1402。辅助动力系统1400是辅助动力系统132的示例性实施方式。因此，辅助动力系统1400被描绘为连接至HVDC总线112。DC电源1402可包括电池、燃料电池或任何其他合适的DC电源。开关设备1406被配置为改变DC/DC转换器1404和HVDC总线112之间的连接状态。以这种方式，DC电源1402可有助于以比基于燃气涡轮机的辅助动力系统更少的碳排放向HVDC总线112提供额外的电力。
电动机可有助于降低利用混合动力系统的飞行器的碳排放。图15示出了使用多个电动机的实施例电动机配置1500的框图。例如，混合动力系统102可以使用电动机配置1500。电动机配置1500具有连接到第一转换器1504的第一电动机1502。第一转换器1504被配置为在用于第一电动机1502的电力和HVDC总线112之间转换。此外，第一开关设备1506被配置为改变第一转换器1504和HVDC总线112之间的连接的状态。以类似的方式，电动机配置1500进一步具有第N个电动机1508、第N个转换器1510和第N个开关设备1512。如本文所使用的，“N”表示任何合适数量的附加电动机、转换器和开关设备硬件。以这种方式，电动机配置1500可以帮助实现飞行器上的分布式推进。在其他实施例中，可使用单个电动机、转换器和开关设备。
替代地或附加地，多个电动机可以利用共享转换器。图16示出了具有并联模块化转换器1602的示例性电动机配置1600的框图。例如，混合动力系统102可以使用电动机配置1600。类似于电动机配置1500，电动机配置1600具有第一电动机1604、第一开关设备1606、第N电动机1608和第N开关设备1610。相反，第一电动机1604和第N电动机1608连接至并联模块化转换器1602。并联模块化转换器1602被配置为在第一电动机1604和第N电动机1608中的一个或多个的电力与HVDC总线112之间转换。电动机配置1500和1600是说明性的，并且可以使用其他合适的电动机配置。
图17示出了用于操作具有发动机和连接到HVDC总线的发电机-电动机系统的混合动力系统的实施例方法1700的流程图。例如，方法1700可在飞行器100上执行。方法1700包括，在1702，通过多个不同的操作阶段操作发动机。操作阶段的实施例包括地面操作(包括滑行)、发电机/发动机起动、起飞和爬升操作阶段、巡航操作阶段和下降和接近操作阶段。发动机具有与发电机-电动机系统的HPS发电机/电动机联接的HPS轴和与发电机-电动机系统的LPS发电机/电动机联接的LPS轴。继续，操作发动机包括通过涡扇发动机风扇和喷嘴排气产生推力。
方法1700包括，在1704，基于发动机的推力需求选择性地向发电机-电动机系统提供电力以帮助发动机提供推力。可以从HVDC总线提供电力，如在1706处所示。在一些实施例中，HVDC总线包括三线HVDC总线，如在1708处所示。可替代地或附加地，如在1710处所指示的，可以向HPS发电机/电动机提供电力以驱动HPS轴。在一些实施例中，以基于发动机的推力需求可变的量提供电力。替换地或附加地，该量可以基于多个不同操作阶段中的当前一个、期望的发动机怠速、发动机稳定性/失速裕度和/或优化的发动机压缩机尺寸。
在飞行器具有电动机的实施例中，方法1700还包括选择性地使用电动机以交替地(1)为飞行器提供推力，以及(2)经由电动机的再生操作向HVDC总线提供电力。在飞行器具有辅助动力单元的实施例中，方法1700包括选择性地从辅助动力单元向HVDC总线提供电力。
言归正传，方法1700包括，在1712，使用通过HPS轴和LPS轴中的一者或两者驱动发电机-电动机系统的发动机，选择性地从发动机提取电力。可将从LPS轴提取的电力提供给HPS轴以辅助发动机提供推力。替代地或附加地，从LPS轴提取的电力可被传送到HVDC总线用于进一步分配。在一些实施例中，在HPS发电机/电动机与LPS发电机/电动机之间传输电力。更具体地，在HPS发电机/电动机和LPS发电机/电动机之间传输的电力量可以基于飞行器的电力和推力需求。
继续，方法1700包括在1714处选择性地传送从发动机提取的电力。所提取的电力被传送到HVDC总线，如在1716处所示。所提取的电力可进一步被分配到AC分配系统和DC分配系统中的一者或两者，如1718处所指示。在HVDC总线是三线HVDC总线的实施例中，使用具有三线HVDC总线的正线和中性线的第一双线HVDC总线，电力被传送到第一AC分配系统。在这样的实施例中，使用具有三线HVDC总线的中性线和负线的第二双线HVDC总线，电力被进一步传送到第二AC分配系统。
在一些实施例中，方法1700可包括使用HVDC总线选择性地从DC分配系统向发电机-电动机系统提供电力。作为具体实施例，向HPS发电机/电动机提供电力以驱动发动机的HPS轴。在一些这种实施例中，DC分配系统的高压电池向HVDC总线提供电力。在其他这样的实施例中，DC分配系统的低压电池和电压转换器可向HVDC总线提供电力。
当方法1700选择性地从HVDC总线提供和/或向HVDC总线传送电力时，方法1700包括使用接触器控制与HVDC总线的相应电连接。
以此方式，可以向用于飞行器的混合动力系统的发电机-电动机系统提供电力和/或从该发电机-电动机系统提取电力。向飞行器的发动机提供电力有助于减小一些发动机部件(例如，核心压缩机)的尺寸，这有助于提高发动机效率并减少燃料消耗。从发动机提取电力可以拖低发动机速度并减少低怠速时的失速/稳定性裕度。因此，例如，在以其他方式正常的低速(诸如在地面(例如，滑行)上和在接近和下降操作阶段期间)操作发动机时，使用发动机辅助来提高发动机性能可以有帮助。在一些状况下允许从更有效的卷轴提取电力并且还在低速状况下具有动力辅助的发动机可以有助于改进发动机的稳定性裕度，并且因此有助于在那些运行阶段期间实现更小的发动机尺寸和/或减少的燃料消耗。
具有如本文公开的混合动力系统的飞行器可有利地控制飞行器上的电力的分配、生产、消耗和存储。更具体地，混合动力系统可以改善混合动力系统的发动机性能和/或降低飞行器的燃料消耗。此外，混合动力系统利用HVDC电力分配，该HVDC电力分配可有助于集成飞行器的电动机和/或传统设施和航空电子设备。
此外，本公开包括根据下列条款的配置。
条款1.一种在飞行器的混合动力系统中用于产生和使用电力的方法，所述混合动力系统具有发动机和将发电机-电动机系统、AC分配系统和DC分配系统互连的高压DC(HVDC)总线，所述方法包括：通过多个不同操作阶段来操作所述发动机，所述发动机具有与所述发电机-电动机系统的HPS发电机/电动机联接的高压卷轴(HPS)轴和与所述发电机-电动机系统的LPS发电机/电动机联接的低压卷轴(LPS)轴；基于所述发动机的推力需求，选择性地从所述HVDC总线向所述发电机-电动机系统提供电力，以辅助所述发动机提供推力；使用通过HPS轴和LPS轴中的一者或两者驱动发电机-电动机系统的发动机选择性地从发动机提取电力；以及选择性地将从发动机提取的电力传送到AC分配系统和DC分配系统中的一者或两者。
条款2.根据条款1所述的方法，其中选择性地从HVDC总线提供电力以辅助发动机包括向HPS发电机/电动机提供电力以驱动HPS轴。
条款3.根据条款1所述的方法，其中选择性地从所述HVDC总线提供所述电力以辅助所述发动机包括提供基于所述发动机的推力需求可变的量的所述电力。
条款4.根据条款1所述的方法，其中通过所述多个不同操作阶段来操作所述发动机包括经由涡扇发动机风扇和喷嘴排气产生推力，并且其中从所述HVDC总线向所述发电机-电动机系统提供电力以辅助所述发动机，是基于所述多个不同操作阶段中的当前操作阶段的量来提供的。
条款5.根据条款1所述的方法，其进一步包括选择性地将从所述LPS轴提取的电力传送到(1)所述HPS发电机/电动机、(2)所述AC分配系统和(3)所述DC分配系统中的一个或多个。
条款6.根据条款1所述的方法，进一步包括在HPS发电机/电动机与LPS发电机/电动机之间传输电力。
条款7.根据条款6所述的方法，其中在HPS发电机/电动机和LPS发电机/电动机之间传输的电力的量基于飞行器的电力和推力需求。
条款8.根据条款1所述的方法，进一步包括使用HVDC总线选择性地从DC分配系统向发电机-电动机系统提供电力。
条款9.根据条款8所述的方法，其中利用HVDC总线选择性地从DC分配系统向发电机-电动机系统提供电力包括向HPS发电机/电动机提供电力以驱动发动机的HPS轴。
条款10.根据条款8所述的方法，其中选择性地从DC分配系统提供电力包括从DC分配系统的高压电池提供电力。
条款11.根据条款1所述的方法，还包括，利用联接到所述HVDC总线的电动机，选择性地使用所述电动机来交替地(1)为所述飞行器提供推力，以及(2)经由所述电动机的再生操作向所述HVDC总线提供电力。
条款12.根据条款1所述的方法，进一步包括选择性地从辅助动力单元向HVDC总线提供电力。
条款13.根据条款1所述的方法，其中选择性地从所述HVDC总线提供电力和选择性地传送从所述发动机提取的电力均包括使用接触器选择性地控制与所述HVDC总线的相应电连接。
条款14.一者在飞行器的混合动力系统中使用的方法，所述混合动力系统具有发动机和连接到发电机-电动机系统的高压DC(HVDC)总线，所述方法包括：通过多个不同操作阶段来操作所述发动机，其中该发动机包括与该发电机-电动机系统的HPS发电机/电动机联接的高压卷轴(HPS)轴和与该发电机-电动机系统的LPS发电机/电动机联接的低压卷轴(LPS)轴；基于所述发动机的推力需求选择性地从所述HVDC总线向所述HPS发电机/电动机提供电力以辅助所述发动机提供推力；使用通过HPS轴和LPS轴中的一者或两者驱动发电机-电动机系统的发动机选择性地从发动机提取电力；以及选择性地将从所述发动机提取的电力传送到所述HVDC总线。
条款15.根据条款14所述的方法，其中选择性地从HVDC总线提供电力以辅助发动机包括向HPS发电机/电动机提供电力以驱动HPS轴。
条款16.根据条款14所述的方法，进一步包括控制发电机-电动机系统向HPS轴提供从LPS轴提取的电力以辅助发动机提供推力。
条款17.根据条款14所述的方法，进一步包括在所述HPS发电机/电动机与所述LPS发电机/电动机之间传输电力。
条款18.根据条款14所述的方法，进一步包括选择性地将从所述LPS轴提取的电力传送到(1)所述HPS发电机/电动机和(2)所述HVDC总线中的一者或多者。
条款19.根据条款14所述的方法，其中通过所述多个不同操作阶段来操作所述发动机包括经由涡扇发动机风扇和喷嘴排气产生推力，并且其中从所述HVDC总线向所述发电机-电动机系统提供电力以辅助所述发动机，是以基于所述多个不同操作阶段中的当前操作阶段的量来提供。
条款20.根据条款14所述的方法，还包括，利用联接到所述HVDC总线的电动机，选择性地使用所述电动机来交替地(1)为所述飞行器提供推力，以及(2)经由所述电动机的再生操作向所述HVDC总线提供电力。
条款21.根据条款14所述的方法，其中选择性地从所述HVDC总线提供电力和选择性地传送从所述发动机提取的电力均包括使用接触器选择性地控制与所述HVDC总线的相应电连接。
条款22.一种在飞行器的混合动力系统中用于产生和使用电力的方法，所述混合动力系统具有发动机和将发电机-电动机系统、AC分配系统和DC分配系统互连的三线高压DC(HVDC)总线，，所述方法包括：通过多个不同操作阶段来操作所述发动机；基于所述发动机的推力需求，选择性地从所述三线HVDC总线向所述发电机-电动机系统提供电力，以辅助所述发动机提供推力；使用驱动所述发电机-电动机系统的所述发动机，选择性地从所述发动机提取电力，并将所述电力提供给所述三线HVDC总线；以及选择性地将所述电力从所述三线HVDC总线传送到所述AC分配系统和所述DC分配系统中的一者或两者。
条款23.根据条款22所述的方法，其中将电力从所述三线HVDC总线选择性地传送给所述AC分配系统和所述DC分配系统中的一者或两者包括：使用具有所述三线HVDC总线的正线和中性线的第一双线HVDC总线，将电力从所述三线HVDC总线传送给第一AC分配系统；以及使用具有所述三线HVDC总线的中性线和负线的第二双线HVDC总线，将所述电力从所述三线HVDC总线传送到第二AC分配系统。
条款24.根据条款22所述的方法，还包括使用所述三线HVDC总线选择性地将电力从所述DC分配系统提供给所述发电机-电动机系统。
条款25.根据条款24所述的方法，其中选择性地从DC分配系统提供电力包括从DC分配系统的高压电池提供电力。
条款26.根据条款24所述的方法，其中选择性地从DC分配系统提供电力包括从DC分配系统的低压电池和电压转换器提供电力。
条款27.根据条款22所述的方法，其中选择性地从三线HVDC总线提供电力和选择性地将所述电力传送到所述三线HVDC总线均包括使用接触器选择性地控制与三线HVDC总线的相应电连接。

Claims (20)

1.一种在飞行器(100)的混合动力系统(102)中产生和使用电力(300、400、500)的方法(1700)，所述混合动力系统(102)具有发动机(121、1110、1202)和将发电机-电动机系统(120、1100、1200)、AC分配系统(134、600、700、800)和DC分配系统(140、1000)互连的高压DCHVDC总线(112)，所述方法(1700)包括：
通过多个不同操作阶段来操作(1702)所述发动机(121、1110、1202)，所述发动机(121、1110、1202)具有与所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的高压卷轴HPS发电机/电动机(124、1104、1206)联接的HPS轴以及与所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的低压卷轴LPS发电机/电动机(122、1102、1204)联接的LPS轴；
基于所述发动机(121、1110、1202)的推力需求，选择性地将所述电力(300、400、500)从所述HVDC总线(112)提供(1706)给所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)，以辅助所述发动机(121、1110、1202)提供推力；
利用通过所述HPS轴和所述LPS轴中的一者或两者驱动所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的所述发动机(121、1110、1202)，选择性地从所述发动机(121、1110、1202)提取(1712)所述电力(300、400、500)；以及
选择性地将从所述发动机(121、1110、1202)提取的所述电力(300、400、500)传送(1718)给所述AC分配系统(134、600、700、800)和所述DC分配系统(140、1000)中的一者或两者。
2.根据权利要求1所述的方法(1700)，其中，选择性地从所述HVDC总线(112)提供(1706)所述电力(300、400、500)以辅助所述发动机(121、1110、1202)包括：向所述HPS发电机/电动机(124、1104、1206)提供(1710)所述电力(300、400、500)以驱动所述HPS轴。
3.根据权利要求1所述的方法(1700)，其中，选择性地从所述HVDC总线(112)提供(1706)所述电力(300、400、500)以辅助所述发动机(121、1110、1202)包括：提供基于所述发动机(121、1110、1202)的推力需求而变化的量的所述电力(300、400、500)。
4.根据权利要求1所述的方法(1700)，其中，通过所述多个不同操作阶段来操作(1702)所述发动机(121、1110、1202)包括：经由涡扇发动机风扇和喷嘴排气产生推力，并且其中，将所述电力(300、400、500)从所述HVDC总线(112)提供(1706)给所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)以辅助所述发动机(121、1110、1202)是以基于所述多个不同操作阶段中的当前操作阶段的量来提供的。
5.根据权利要求1所述的方法(1700)，进一步包括：选择性地将从所述LPS轴提取的电力(300、400、500)传送至以下项中的一项或多项：(1)所述HPS发电机/电动机(124、1104、1206)，(2)所述AC分配系统(134、600、700、800)，以及(3)所述DC分配系统(140、1000)。
6.根据权利要求1所述的方法(1700)，进一步包括：在所述HPS发电机/电动机(124、1104、1206)与所述LPS发电机/电动机(122、1102、1204)之间传送所述电力(300、400、500)。
7.根据权利要求6所述的方法(1700)，其中，在所述HPS发电机/电动机(124、1104、1206)和所述LPS发电机/电动机(122、1102、1204)之间传送的所述电力(300、400、500)的量基于所述电力(300、400、500)和所述飞行器(100)的推力需求。
8.根据权利要求1所述的方法(1700)，进一步包括：使用所述HVDC总线(112)将所述电力(300、400、500)从所述DC分配系统(140、1000)选择性地提供(1706)给所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)。
9.根据权利要求8所述的方法(1700)，其中，使用所述HVDC总线(112)将所述电力(300、400、500)从所述DC分配系统(140、1000)选择性地提供(1706)给所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)包括：将所述电力(300、400、500)提供(1710)给所述HPS发电机/电动机(124、1104、1206)，以驱动所述发动机(121、1110、1202)的所述HPS轴。
10.根据权利要求8所述的方法(1700)，其中，从所述DC分配系统(140，1000)选择性地提供(1706)所述电力(300、400、500)包括：从所述DC分配系统(140、1000)的高压电池(142、1002)提供所述电力(300、400、500)。
11.根据权利要求1所述的方法(1700)，进一步包括，通过联接到所述HVDC总线(112)的电动机(130)，选择性地使用所述电动机(130)交替地(1)为所述飞行器(100)提供推力，以及(2)经由所述电动机(130)的再生操作向所述HVDC总线(112)提供所述电力(300、400、500)。
12.根据权利要求11所述的方法(1700)，进一步包括：从辅助动力单元(132、1300、1400)选择性地向所述HVDC总线(112)提供所述电力(300、400、500)。
13.根据权利要求11所述的方法(1700)，其中，选择性地从所述HVDC总线(112)提供(1706)所述电力(300、400、500)以及选择性地传送(1714)从所述发动机(121、1110、1202)提取的所述电力(300、400、500)中的每一者均包括：使用接触器选择性地控制与所述HVDC总线(112)的相应电连接。
14.一种在飞行器(100)的混合动力系统(102)中产生和使用电力(300、400、500)的方法(1700)，所述混合动力系统(102)具有发动机(121、1110、1202)和连接到发电机-电动机系统(120、1100、1200)的高压DC HVDC总线(112)，所述方法(1700)包括：
通过多个不同操作阶段来操作(1702)所述发动机(121、1110、1202)，其中，所述发动机(121、1110、1202)包括与所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的高压卷轴HPS发电机/电动机(124、1104、1206)联接的HPS轴以及与所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的低压卷轴LPS发电机/电动机(122、1102、1204)联接的LPS轴；
基于所述发动机(121、1110、1202)的推力需求，选择性地将所述电力(300、400、500)从所述HVDC总线(112)提供(1706)给所述发电机/电动机(120、1100、1200)，以辅助所述发动机(121、1110、1202)提供推力；
利用通过所述HPS轴和所述LPS轴中的一者或两者驱动所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的所述发动机(121、1110、1202)，选择性地从所述发动机(121、1110、1202)提取(1712)所述电力(300、400、500)；以及
选择性地将从所述发动机(121、1110、1202)提取的所述电力(300、400、500)传送(1716)到所述HVDC总线(112)。
15.根据权利要求14所述的方法(1700)，还包括：控制所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)以向所述HPS轴提供从所述LPS轴提取的电力(300、400、500)，以辅助所述发动机(121、1110、1202)提供推力。
16.根据权利要求14所述的方法(1700)，还包括：选择性地将从所述LPS轴提取的所述电力(300、400、500)传送至以下项中的一项或多项：(1)所述HPS发电机/电动机(124、1104、1206)和(2)所述HVDC总线(112)。
17.一种在飞行器(100)的混合动力系统(102)中产生和使用电力(300、400、500)的方法(1700)，所述混合动力系统(102)具有发动机(121、1110、1202)和将发电机-电动机系统(120、1100、1200)、AC分配系统(134、600、700、800)和DC分配系统(140、1000)互连的三线高压DC HVDC总线(602、904、1008)，所述方法(1700)包括：
通过多个不同操作阶段来操作(1702)所述发动机(121、1110、1202)；
基于所述发动机(121、1110、1202)的推力需求，选择性地将电力(300、400、500)从三线HVDC总线(602、904、1008)提供(1708)给所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)，以辅助所述发动机(121、1110、1202)提供推力；
利用驱动所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)的所述发动机(121、1110、1202)，选择性地从所述发动机(121、1110、1202)提取(1712)所述电力(300、400、500)，并将所述电力(300、400、500)提供给所述三线HVDC总线(602、904、1008)；以及
将所述电力(300、400、500)从所述三线HVDC总线(602、904、1008)选择性地传送(1718)给所述AC分配系统(134、600、700、800)和所述DC分配系统(140、1000)中的一者或两者。
18.根据权利要求17所述的方法(1700)，其中，将所述电力(300、400、500)从所述三线HVDC总线(602、904、1008)选择性地传送(1718)给所述AC分配系统(134、600、700、800)和所述DC分配系统(140、1000)中的一者或两者包括：
使用第一双线HVDC总线(914)将所述电力(300、400、500)所述三线HVDC总线(602、904、1008)从传送给第一AC分配系统，所述第一双线HVDC总线(914)具有所述三线HVDC总线(602、904、1008)的正线(908)和中性线(910)；以及
使用第二双线HVDC总线(924)将所述电力(300、400、500)从所述三线HVDC总线(602、904、1008)传送给第二AC分配系统，所述第二双线HVDC总线(924)具有所述三线HVDC总线(602、904、1008)的所述中性线(910)和负线(912)。
19.根据权利要求17所述的方法(1700)，还包括：使用所述三线HVDC总线(602、904、1008)将所述电力(300、400、500)从所述DC分配系统(140、1000)选择性地提供给所述发电机-电动机系统(120、1100、1200)。
20.根据权利要求19所述的方法(1700)，其中，选择性地从所述DC分配系统(140、1000)提供所述电力(300、400、500)包括：提供来自所述DC分配系统(140、1000)的低压电池(148、1014)和电压转换器(146、1010)的所述电力(300、400、500)。
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