ES2576178T3 - Procedimiento y arquitectura de recombinación de potencia de turbomáquina - Google Patents

Abstract

Procedimiento de recombinación de potencia suministrada por una turbomáquina (1, 4, 7) de aeronave con una configuración base (10) que incluye al menos un generador de gas (50), una turbina de potencia (60) y una tobera de escape (70), caracterizado por que consiste en recuperar energía mediante un intercambio térmico en la tobera de escape (70), en transformar a continuación esta energía recuperada mediante un sistema independiente (16) en forma de energía mecánica, y en recombinar la energía transformada con la energía suministrada por la turbomáquina en una zona única (Z1, Z2, 3, 8) según la configuración de la turbomáquina, realizándose la recombinación, de naturaleza mecánica o eléctrica, mediante conexión correspondiente (17, 19; 17a, 19a) con un árbol de impulsión AP (57) del generador de gas (50) y con un árbol de potencia (30, 31) de la turbina de potencia (60) y dedicada al suministro de potencia mecánica y/o eléctrica, dependiendo de las necesidades de la turbomáquina (1, 4, 7) y de funcionamiento de la aeronave.

Description

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puede ser utilizada asimismo por intermedio de un motor eléctrico 95. Este motor permite impulsar algunos equipos de la aeronave (bombas, alternadores, compresor de carga...), accesorios del turboeje (bombas, etc.), o generar un aporte de potencia suplementaria durante ciertas fases de funcionamiento del turboeje, por ejemplo durante las fases transitorias de aceleración del turboeje.

Ventajosamente, la utilización de la potencia de recombinación en forma eléctrica permite disponer de una flexibilidad de integración en la arquitectura del motor. Esta solución eléctrica puede aplicarse en particular en el caso de arquitecturas de turbomáquinas donde la recombinación mecánica tan solo dispusiera de un reducido espacio, por ejemplo en arquitecturas sin reductor.

En el caso de una arquitectura multimotor, el posicionamiento del sistema independiente 16 puede ser, bien sea integrado en una turbomáquina según las configuraciones anteriormente ilustradas, o bien puesto en común para todas las turbomáquinas. La vista en sección esquematizada de la figura 8 ilustra tal configuración para una arquitectura de entorno bi-turboeje 1a y 1b. El sistema independiente 16 recupera la energía térmica mediante una canalización 100 que relaciona en serie los intercambiadores de calor 181 y 182 respectivamente posicionados en las toberas de escape 70a y 70b de los turboejes 1a y 1b. La potencia mecánica suministrada en el árbol 15 a la salida del sistema independiente 16 se recombina directamente en la caja de engranajes principal BTP 3 con los árboles de transmisión de potencia 80a y 80b de los turboejes (respectivamente en enlace, en este ejemplo, con árboles de potencia exteriores 81a y 81b).

La presente invención no queda limitada a las arquitecturas con turboejes de los anteriores ejemplos, sino que puede hacerse extensiva a cualquier turbomáquina. La vista en sección esquematizada de la figura 9 ilustra, por ejemplo, una arquitectura de turbohélice 4. Este turbohélice incluye en particular un reductor 200 de hélice 5, como medio de recombinación del árbol de potencia 15 del sistema independiente al árbol de transmisión de potencia disponible 80 suministrada por el árbol pasante 30 de una configuración base 10. Alternativamente, el sistema independiente 16 está embridado al reductor de potencia 200 sin árbol de transmisión 14 y/o 140 (figura 1). El turbohélice 4 cuenta asimismo con un manguito de aire 6 unido a la entrada de aire radial 40 de la configuración base 10.

La figura 10 ilustra una vista en sección esquematizada de otro tipo de arquitectura de turbomáquina, la de una APU 7. La configuración base 10 de tal APU incluye un árbol pasante 30 que pasa a suministrar toda su potencia, por intermedio del árbol de transmisión 80, a una caja de accesorios 8 conectada a este árbol 30 en la zona aguas arriba Z1. La caja de accesorios 8 arrastra los accesorios del motor de la APU 7 y los equipos auxiliares 9 propios del funcionamiento de la aeronave: alternador, inyector, bomba, compresor de carga, bomba hidráulica, etc. Mediante el árbol de potencia 15, el sistema independiente 16 se halla conectado también a esta caja de accesorios 8 que sirve de medio de recombinación de potencia. Alternativamente, el sistema independiente 16 está embridado a la caja 8 para obviar los árboles de transmisión 14 y/o 140 (figura 1). El sistema independiente puede suministrar entonces una potencia mecánica suplementaria que será utilizada preferentemente con prioridad, según las necesidades en funcionamiento.

También están dentro del campo de aplicación de la presente invención otras configuraciones de arquitectura: el sistema independiente 16 puede estar conectado a un reductor común para al menos una turbomáquina que incorpora todas las transmisiones, por ejemplo para el rotor de helicóptero, para los accesorios de la turbomáquina y para los equipos de la aeronave.

Con el propósito de obtener una mejor integración, el sistema independiente 16, la o las turbomáquina(s) y el reductor pueden integrarse asimismo en un mismo conjunto en orden a hacer uso compartido de ciertas funciones (lubricación, cárter común, refrigeración, entradas de aire…) y minimizar la masa y la ocupación de espacio del conjunto.

Por otro lado, no todas las configuraciones base se alinean en una misma línea o se establecen de la misma manera. Por ejemplo, según ciertas arquitecturas, las turbinas y/o las cámaras de combustión pueden hallarse desplazadas paralelamente a esta línea.

Además, la transmisión de potencia puede estar realizada mediante un árbol 80, al igual que en los ejemplos ilustrados, o mediante cualquier otro medio de transmisión.

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Claims (1)

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