KR20140042756A

KR20140042756A - 호버링가능한 항공기의 트랜스미션을 냉각하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20140042756A
Application number: KR1020130116230A
Authority: KR
Inventors: 파올로 피사니; 안드레아 가브리엘리
Original assignee: 아구스타웨스트랜드 에스.피.에이.
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-04-07
Also published as: CN103770946A; EP2712805B1; EP2712805A1; RU2013143809A; US8894288B2; KR102177515B1; JP2014069801A; US20140090820A1

Abstract

본 발명은 호버링가능한 항공기(1)의 트랜스미션(6)을 냉각시키는 시스템(7)에 관한 것이며, 상기 시스템은 고정자(3); 트랜스미션에 열적으로 연결된 열교환기(8); 상기 열교환기(8)로부터 팬(9)으로의 제1 열전달 유체의 흐름(P)를 만들어서 열교환기(8)로부터 열을 제거하는 팬(9); 축(A)을 중심으로 상기 팬(9)의 임펠러(20a)를 회전시키기 위해 축(A)를 중심으로 회전하는 회전 부재(10); 및 상기 축(A)를 중심으로 한 회전에 대해 회전 부재(10)를 지지하는 베어링(16)을 포함하고; 상기 시스템(7)은 상기 베어링(16)을 냉각시키는 냉각 수단을 가지며, 또한 베어링(16)을 냉각시키기 위해 외부 환경(50)으로부터 상기 베어링(16)의 외부까지, 그리고 베어링(16)으로까지의 경로를 따라 제2 열전달 유체의 흐름(Q)을 안내하기 위한 안내 수단(40; 42, 41, 30, 29)을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

호버링가능한 항공기의 트랜스미션을 냉각하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COOLING A HOVER-CAPABLE AIRCRAFT TRANSMISSION}

본 발명은 호버링(hovering; 공중 정지) 가능한 항공기의 트랜스미션을 냉각하기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 예컨대 헬리콥터와 같은 호버링 가능한 항공기의 트랜스미션을 냉각시키는 방법에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 헬리콥터는 하나 이상의 터빈으로부터 메인로터 및/또는 꼬리로터로, 및/또는 예컨대 탑승 설비들(on-board instruments)의 동력공급 동작을 위한 여러 부속장치들로 동력을 전달하기 위해 통상적으로 많은 트랜스미션들을 구비한다.

작동하는 부품들을 윤활하고 냉각시키기 위해 윤활액(전형적으로, 오일)이 트랜스미션 내부에서 공지된 방식으로 순환한다.

효과적인 윤활과 냉각을 위해서는 트랜스미션 내부를 순환하는 윤활액이 냉각되어야 한다.

따라서, 헬리콥터는 실질적으로 하기를 포함하는 냉각 시스템을 구비한다:

- 트랜스미션 오일과 냉각 시스템 내부에서 순환하는 공기 사이의 열을 교환시키기 위한 열교환기; 및

- 상기 열교환기로부터 팬까지의 공기흐름(또는 기류(airflow))을 만들기 위한 팬(fan).

보다 구체적으로, 상기 공기흐름은 열교환기로부터 열을 가져오고 그런 다음 트랜스미션으로 가져와서 약 125℃의 온도에서 팬으로 흐른다.

상기 냉각 시스템은 또한 하기를 포함한다:

- 케이싱(casing);

- 구동 부재에 연결되어 팬을 회전시키는 샤프트; 및

- 상기 케이싱에 대하여 상기 샤프트를 지지하는 하나 이상의 베어링.

상기 열교환기로부터 팬까지의 뜨거운 기류는 베어링 주위 영역의 온도를 올려서 베어링의 수명과 신인성(dependability)을 감축시킨다.

이에, 당업계에서는 팬 샤프트 베어링의 수명과 신인성을 손상시킴이 없이 헬리콥터 트랜스미션을 냉각시키기 위한 시스템에 대한 요구가 있어 왔다.

공지의 헬리콥터 트랜스미션 냉각 시스템은 GB 591,982 및 KR-A-20100109717에 기술되어 있다.

EP-A-2409919는 고정자, 열교환기 방향으로 열전달 유체의 흐름을 만들기 위한 팬, 상기 팬의 임펠러를 회전시키기 위해 축 주위를 회전하는 샤프트, 및 고정자에 대하여 축 주위를 회전하는 샤프트를 지지하는 베어링을 포함하는 항공기용 트랜스미션의 냉각 시스템을 개시한다.

상기 팬이 열교환기쪽을 향하는 열전달 유체의 흐름을 만들기 때문에, EP-A-2409919의 베어링은 과열될 위험이 없다.

본 발명의 목적은 간단하고 비용이 적게 드는 방식으로 상기 요구를 충족시키도록 구성된 헬리콥터 트랜스미션 냉각 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 호버링가능한 항공기의 트랜스미션을 냉각시키기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은,

- 고정자;

- 상기 트랜스미션에 열적으로 연결되는 열교환기;

- 상기 열교환기로부터 열을 제거하기 위해 열교환기로부터 팬으로의 열전달 유체의 흐름을 만들기 위한 팬;

-축 주위로 상기 팬의 임펠러를 회전시키기 위해 상기 축을 중심으로 회전하는 회전 부재; 및

- 상기 고정자에 대하여 축을 중심으로 회전하는 상기 회전 부재를 지지하는 베어링을 포함하되,

상기 시스템은 상기 베어링을 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함하고, 상기 냉각 수단은 베어링을 냉각시키도록 외부 환경으로부터, 상기 베어링의 외부까지, 그리고 베어링 자체까지의 경로를 따라 제2 열전달 유체의 흐름을 안내하기 위한 안내 수단(conducting means)을 포함한다.

본 발명은 또한 호버링가능한 항공기의 트랜스미션을 냉각시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은,

- 축 주위를 회전하고 냉각 시스템의 고정자에 대하여 베어링에 의해 지지되는 회전 부재에 의해 냉각 시스템의 팬의 임펠러를 작동시키는 단계; 및

- 트랜스미션에 열적으로 연결되는 열교환기로부터 팬으로의 제1 열전달 유체의 제1 흐름을 만들어서 열교환기로부터 열을 빼내는 단계를 포함하되,

상기 방법은 상기 베어링을 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계는 외부 환경으로부터 상기 베어링의 외부까지, 베어링 자체까지의 경로를 따라 제2 열전달 유체의 제2 흐름을 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 비제한적 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 예시로서 기술될 것이며, 상기 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 냉각 시스템을 포함하는 헬리콥터의 사시도를 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 냉각 시스템의 축방향 단면을 도시한 것이며,
도 3은 명확성을 위해 부품을 제거한 도 1의 냉각 시스템을 도시한 것이다.

도 1에서 도면부호 1은 두 개의 터빈(2), 메인로터(4), 및 꼬리로터(5)를 포함하는 헬리콥터를 지시한다.

헬리콥터(1)는 또한 하나의 터빈(2)으로부터 각각의 공지된 부속장치(미도시)로 동력을 전달하기 위해, 예컨대 각각의 탑승 설비에 동력을 전달하기 위한 다수의 이차 트랜스미션(6)을 포함한다.

트랜스미션(6)의 하나는 특허출원 제05425470.1호에 기술된 유형의 것이다.

헬리콥터(1)는 또한 트랜스미션(6) 내부를 순환하는 윤활유를 냉각시키기 위한 냉각 시스템(7)을 포함한다.

도 2 및 도 3의 시스템(7)은 실질적으로 하기를 포함한다:

- 고정자(3);

- 트랜스미션(6)에 인접하고 열적으로 연결되는 라디에이터(8)와 같은 열교환기;

- 팬(9); 및

- 축(A)을 중심으로 회전하는 샤프트(10).

팬(9)은 열교환기(8)로부터 하방으로 위치하며, 축(A)를 중심으로 회전 부재로서 샤프트(10)에 의해 회전되는 임펠러(20a); 및 축(A)에 대해 고정되고 임펠러(20a)로부터 하방으로 위치한 디퓨저(20b)를 실질적으로 포함한다.

팬(9)은 열교환기(8)로부터 디퓨저(20b)까지의 열전달 유체의 흐름(P)(도 2에 연한 화살표로 표시됨)- 도시된 예에서, 고정자(3) 내부의 고온의 공기-을 순환시켜서, 트랜스미션(6)의 윤활유를 냉각시키고, 트랜스미션(6)으로부터 열을 빼낸다.

흐름(P)의 흐름 방향에서, 고정자(3)는 실질적으로 하기를 포함한다:

- 트랜스미션(6)의 고정부(fixed part)에 플랜지(35)에 의해 고정된 케이싱(11);

- 케이싱(11)에 고정되고 디퓨저(20b)의 부품을 형성하는 관상의(tubular) 몸체(23); 및

- 관상의 몸체(23)에 연결되고 팬(9)에 대해 열교환기(8)의 반대편에 위치한 배출 파이프(13)(도 2 및 도 3에 개략적으로만 도시됨).

보다 구체적으로 , 케이싱(11)은 하기를 포함한다:

- 열교환기(8)를 마주하는 유입구(12)로 구성되고 팬(9)을 수용하는 굴곡부(33); 및

- 굴곡부(33)로부터 돌출되고 트랜스미션(6)의 고정부에 플랜지(35)에 의해 연결된 축 부분(axial portion)(34).

보다 구체적으로, 굴곡부(33)는 열교환기(8)와 디퓨저(20b)의 관상의 몸체(23) 사이에 개재된다.

예시에서 보듯이, 케이싱(11)은 굴곡지며 및/또는 알루미늄으로 되어 있다.

샤프트(10)는 굴곡부(33)에 부분적으로 수용되고 축 부분(axial portion)(34)에 부분적으로 수용된다.

임펠러(20a)는 실질적으로 다음을 포함한다:

- 샤프트(10)에 고정된 대체로 방사상의 벽(14);

- 축(A)에 경사지고 방사상의 벽(14)의 양 측면으로부터 신장되는 벽(15); 및

- 축(A) 주위에 각지게 이격되고, 벽(15)으로부터 벽(14)에 반대편에 방사상으로 돌출되고, 굴곡부(33)의 벽으로부터 환상의 갭에 의해 분리되고, 디퓨저(20b)에 인접하고 열교환기(8)에 반대편에 있는 복수 개의 블레이드(19).

블레이드(19)는 케이싱(11) 내부에서 고온의 공기와 상호작용하여, 유입구(12)에서 낮은 압력을 만들고 그런 다음 흐름(P)를 만든다.

임펠러(20a)는 내부에 베어링(16)을 수용하는 공동(29)을 형성한다.

흐름(P)이 휩쓸고 지나가면서, 임펠러(20a)가 시스템(7)의 작동시 데워지고 그 열을 베어링(16)으로 전달하여 약 125℃의 온도에서 작동하게 된다.

열교환기(8)로부터 디퓨저(20b)로의 흐름(P)의 방향에서, 임펠러(20a)는 또한,

- 블레이드(19)로부터 상방에 있으며, 블레이드(19)로부터 상방에 있는 벽(15)의 일부분과 케이싱(11)의 굴곡부(33)의 내부 벽 사이에서 방사상으로 신장되는 환상의 유입 섹션(37); 및

- 블레이드(19)로부터 하방에 있으며, 벽(14)으로부터 하방에 있는 벽(15)의 일부분과 케이싱(11)의 굴곡부(33)의 내부 벽 사이에서 방사상으로 신장되는 환상의 유출 섹션(38).

예시에서 보듯이, 임펠러(20a)는 유출 섹션(38)이 외부 환경(50)보다도 더 낮은 압력에 있도록 반응한다.

팬(9)은 공동(29) 내부에서 방사상으로 압력을 분배한다.

보다 구체적으로, 팬(9)이 작동할 때, 샤프트(10)에 가까운, 공동(29)의 방사상으로 최내측 영역은 팬(9)의 유입 섹션(37)보다도 더 낮은 압력에 있다.

디퓨저(20b)는 실질적으로 하기를 포함한다:

- 열교환기(8)로부터 이격된 방향에서, 팬(9)로부터 방사상으로 테이퍼진 활꼴 몸체(21);

- 상기 활꼴 몸체(21)로부터 축(A)을 향해 돌출한 복수 개의 립(rib)(22);

- 활꼴 몸체(21)를 둘러싼 관상의 몸체(23); 및

- 관상의 몸체(23)와 활꼴 몸체(21) 사이에서 신장되고 축(A) 주위에 각지게 이격된 복수 개의 블레이드(26).

관상의 몸체(23)와 활꼴 몸체(21)는 흐름(P)에 대한 유입 섹션(24)와 유출 섹션(25)을 형성한다.

유입 섹션(24)과 유출 섹션(25)은 축(A)에 대하여 환상이다.

디퓨저(20b)의 유입 섹션(24)은 팬(9)에 대면하는 관상의 몸체(23)의 축의 단부(27)와 팬(9)에 대면하는 활꼴 몸체(21)의 단부(28) 사이에서 방사상으로 형성된다.

디퓨저(20b)의 유출 섹션(25)은 관상의 몸체(23)의 단부(31), 반대편 단부(27)와 활꼴 몸체(21)의 대응하는 부분(32) 사이에서 방사상으로 형성된다.

예시된 바와 같이, 관상의 몸체(23)은 축(A)를 중심으로 한 끝단이 잘린-원뿔형상이고 단부(27)에서 단부(31)까지 테이퍼진다.

활꼴 몸체(21)는 내부에, 임펠러(20a)로부터 이격된 방향에서 단부(28)로부터 방사상으로 테이퍼진 공동(30)을 형성한다.

공동(30)은 임펠러(20a)측에서 개방되고 공동(29)과 유체 연통하며, 임펠러(20a)의 반대측에서 폐쇄된다.

베어링(16)은 임펠러(20a)의 벽(15)의 안쪽 방사상으로 공동(29)의 일부 내에 수용된다.

베어링(16)은 샤프트(10) 및 팬(9)에 결합된 부싱(17)과 디퓨저(20b)의 립(22)에 고정된 플랜지(18) 사이에서 방사상으로 개재된다.

부싱(17)은 축(A)에 대해 플랜지(18)의 내측에 방사상으로 배치된다.

보다 구체적으로, 베어링(16)은 활꼴 몸체(21)의 단부(28)의 내측 방사상으로 배치되고 임펠러(20a)의 벽(14)과 립(22) 사이에서 축방향으로 개재되어서, 팬(9)과 디퓨저(20b)의 작동은 베어링(16)을 외부 환경(50)보다도 더 낮은 압력에 놓이도록 한다.

시스템(7)은 바람직하게 베어링(16)을 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함하며, 상기 냉각 수단은 베어링(16)을 냉각시키도록 외부 환경(50)으로부터 베어링(16)까지의 경로를 따라 제2 열전달 유체-특히, 외부 온도 공기-의 흐름(Q)(도 2에서 굵은 화살표로 표시됨)을 안내하기 위한 안내 수단(conducting means)(40)을 포함한다.

안내 수단(40)은 외부 환경(50)과 공동(30) 사이의 압력 구배만을 사용하여 흐름(Q)를 안내함을 아는 것이 중요한데, 즉, 임펠러(20a)에 더하여 펌프와 같은 어떠한 동력 장치들을 필요로 하지 않는다.

보다 구체적으로, 안내 수단(40)은, 활꼴 몸체(21)에 의해 한정되고 축(A)과 동축인 샤프트(10)에 형성된 공동(41); 및 임펠러(20a)에 의해 형성된 공동(29)을 포함한다.

공동(41)은 샤프트(10)의 측면(43)에 있는 다수 개의 홀(hole)(42)을 통해 외부 환경과 유체 연통하고, 디퓨저(20b)에 의해 한정된 공동(30)과 유체 연통한다.

보다 구체적으로, 샤프트(10)는 하기를 포함한다:

- 공동(41)을 공동(30)에 유체 연결시키는 디퓨저(20b)에 배치된 축 개방단부(44); 및

- 고정자(3)의 바깥에 있으면서 개방단부(44)에 반대편에 있는 축 폐쇄단부(47).

홀(42)은 단부(44) 반대편에 있는 면(43)의 부분을 관통하여 형성되고 케이싱(11)의 축 부분(34)의 내부에 수용된다.

보다 구체적으로, 홀(42)은 각지게 동등하게 이격되고, 외부 환경(50)을 공동(41)에 유체 연결시킨다.

보다 구체적으로, 홀(42)은 케이싱(11)의 축 부분(34)을 관통하여 형성된 슬롯(36) 위에서 축(A)에 대해 방사상으로 배치되고, 이는 외부 환경(50)을 축 부분(34)의 내부로 유체 연결한다.

그리하여, 축(A)을 중심으로 한 샤프트(10)의 임의의 위치에 대하여, 흐름(Q)은 외부 환경(50)으로부터 슬롯(36)을 관통하여 축 부분(34)으로 흐르고, 축 부분(34)의 내부로부터 홀(42)을 관통하여 공동(41)으로 흐른다.

임펠러(20a)와 디퓨저(20b)는 이들 사이에 흐름(Q)를 위한 환상의 통로(45)를 형성한다.

통로(45)는 배출 파이프(13)와 유체 연통하여, 배출 파이프(13)를 따라 흐름(P)과 함께 흐름(Q)를 배출한다.

보다 구체적으로, 통로(45)는 벽(15)의 환상의 단부(46)와 활꼴 몸체(21)의 단부(28) 사이에서 신장된다.

보다 구체적으로, 단부(46)는 외측 방사상으로 공동(30)을 한정한다.

통로(45)는 또한 공동(30)과 디퓨저(20b)의 유입 섹션(24)을 유체 연결한다.

본 출원인은 팬(9)이 돌아갈 때 통로(45)는 공동(29) 및 공동(30)보다 더 낮은 정압에 있는 것을 관찰하였다.

트랜스미션(6)이 작동할 때는, 윤활유가 내부에서 과열된다.

열교환기(8) 덕분에, 고정자(3)에서의 공기는 약 125℃의 온도에 도달한다.

축(A)를 중심으로 한 샤프트(10)의 회전은 임펠러(20a)를 회전시킨다.

임펠러(20a)의 회전은 고온의 흐름(P)를 생성시키고, 이 흐름(P)은 열교환기(8)로부터 배출 파이프(13)로 흐르며, 열교환기(8)로부터 그리하여 트랜스미션(6)으로부터 열을 빼낸다.

보다 구체적으로, 흐름(P)는 임펠러(20a)의 유입 섹션(37)을 통하여 흘러서 블레이드(19)와 상호작용하며, 유출 섹션(38)을 따라 임펠러(20a)로부터 멀리 흐른다.

따라서, 임펠러(20a)는 고온의 공기 흐름(P)에 담가진다.

팬(9)의 반응은 외부 환경(50)의 압력에 대하여 유입 섹션(37) 내부의 압력을 낮춘다.

본 출원인은 외부 환경(50)과 베어링(16)을 수용하는 공동(29)의 영역 사이에 대략적으로 약간의 KPa의 압력 차이를 관찰하였다.

팬(9)은 주변-온도 공기 흐름(Q)을 생성한다.

보다 구체적으로, 압력 차이는 축 부분(34)에 있는 슬롯(36)을 통과하여, 그리고 샤프트(10)에 있는 홀(42)을 통과하여 샤프트(10) 내부의 공동(41)으로 흐름(Q)를 빼낸다.

거기로부터, 압력 차이는 단부(44)를 통과하여 디퓨저(20b)의 공동(30)으로 흐름(Q)를 빼낸다.

임펠러(20a)에 의해 생성되는 압력의 차이는 먼저 흐름(Q)을(도 2에 도시된 경로를 따라) 디퓨저(20b)에 있는 공동(30)의 방사상으로 최외각 영역으로, 즉, 축(A)에 대해 회전 방향으로 이끈다.

그런 다음, 흐름(Q)은 공동(29) 내부에 와류 면(vortex field)을 생성하게 되고 베어링(16)에 도달하여 이를 냉각시킨다.

통로(45)는 공동(29) 및 공동(30)의 낮은 정압점이고 그런 다음, 흐름(Q)은 통로(45)를 통과하여 디퓨저(20b)의 유입 섹션(24)으로 흐르며, 여기서 흐름(P)와 혼합된다.

최종적으로, 흐름(P)와 흐름(Q)은 디퓨저(20b)의 고정된 블레이드(26)와 상호작용하여서 디퓨저(20b)의 유출 섹션(25)을 통과하여 유출 파이프(13)로 흐른다.

본 발명에 따른 시스템(7)과 방법의 장점은 상기 기술에 의해서 명백해질 것이다.

특히, 흐름(Q)은 베어링(16)을 냉각시키고, 그리하여 약 120℃와 같은 높은 온도에서 베어링(16)이 작동하는 것을 방지함으로써 신인성(dependability)을 향상시킨다.

흐름(Q)은 외부 환경(50)과 공동들(29, 30)간의 정압 차이에 의해 생성되는데, 베어링(16)은 팬(9)에 의해 생성된 정압 차이를 이용하여 냉각되며, 이는 어떠한 추가적인 구동 장치도 필요로 하지 않는 점에서 장점이 있다.

흐름(Q)은 샤프트(10)내의 공동(41), 디퓨저(20b) 내의 공동(30), 및 임펠러(20a)내의 공동(29)으로 흐르는데, 이는 공지의 냉각 시스템에서 통상적으로 존재하는 부품들 이외에는 다른 어떠한 추가적인 구성 부품을 필요로 하지 않고도 생성됨을 의미한다.

하기 첨부된 청구범위의 보호범위를 벗어남이 없이, 여기에 기술되고 설명된 바와 같은 시스템(7)과 방법에 대한 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다.

Claims

호버링가능한 항공기(1)의 트랜스미션(6)을 냉각시키기 위한 시스템(7)이 제공되며, 상기 시스템(7)은,
- 고정자(3);
- 상기 트랜스미션(6)에 열적으로 연결되는 열교환기(8);
- 상기 열교환기(8)로부터 열을 제거하기 위해 열교환기(8)로부터 팬(9)으로의 열전달 유체의 흐름(P)을 만들기 위한 팬(9);
- 축(A) 주위로 상기 팬(9)의 임펠러(20a)를 회전시키기 위해 상기 축(A)을 중심으로 회전하는 회전 부재(10); 및
- 상기 고정자(3)에 대하여 축(A)을 중심으로 회전하는 상기 회전 부재(10)를 지지하는 베어링(16)을 포함하되,
상기 시스템(7)은 상기 베어링(16)을 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함하고, 상기 냉각 수단은 베어링(16)을 냉각시키도록 외부 환경(50)으로부터, 베어링의 외부까지, 그리고 베어링(16)까지의 경로를 따라 제2 열전달 유체의 흐름(Q)을 안내하기 위한 안내 수단(conducting means)(40; 42, 41, 30, 29)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 호버링가능한 항공기(1)의 트랜스미션(6)을 냉각시키기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 안내 수단(40; 42, 41, 30, 29)은
- 외부 환경(50)에 유체 연결되며 회전 부재(10)에 의해 형성된 제1 공동(41); 및
- 베어링(16)이 대면하는 제2 공동(29)으로서, 임펠러(20a)가 작동할 때 상기 베어링(16)은 상기 베어링(16) 외부의 외부 환경(50)보다 더 낮은 압력에 있는 것인 제2 공동(29)을 포함하고;
상기 제2 공동(29)은 상기 임펠러(20a)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항에 있어서, 상기 회전 부재(10)는 상기 제1 및 제2 공동(41, 29)을 연결시키는 제1 개방 축 단부(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항에 있어서, 상기 안내 수단(40; 42, 41, 30, 29)는 또한 상기 제2 열전달 유체의 흐름(Q)을 위한 복수 개의 유입구 개구들을 포함하고, 상기 유입구 개구들은 상기 회전 부재(10)에 있는 각각의 관통 홀(42)들에 의해 형성되며; 상기 홀(42)들은 상기 외부 환경(50)을 대면하는 측에서 개방되어 있고 상기 제1 공동(41)을 대면하는 반대 측면에 배치된 것을 특징으로 하는 시스템.
제4항에 있어서, 상기 회전 부재(10)는
- 상기 홀(42)을 형성하는 측면(43); 및
- 상기 제1 축 단부(44)의 반대편에 있는 폐쇄된 제2 축 단부(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제2항에 있어서, 상기 팬(9)은 상기 축(A)에 대해 각지게 고정된 디퓨저(20b)를 포함하고;
상기 안내 수단(40; 42, 41, 30, 29)은, 상기 디퓨저(20b)에 의해 형성되고 제2 열전달 유체가 지나가며 상기 제1 공동(41) 및 제2 공동(29)에 유체 연결되는 제3 공동(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제6항에 있어서, 상기 제3 공동(30)은 상기 회전 부재(10)의 상기 제1 축 단부(44)에서 상기 제1 공동(41)에 유체 연결되고; 상기 제3 공동(30)은 상기 축(A)에 대하여 상기 회전 부재(10)의 제1 축 단부(44)의 방사상으로 바깥쪽에 있는 상기 제3 공동의 하나의 섹션에서 상기 제2 공동(29)에 유체 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제6항에 있어서, 상기 디퓨저(20b)는 상기 제1 열전달 유체의 흐름(P)의 유동 방향에서 유입 섹션(24) 및 반대편의 유출 섹션(25)을 포함하고;
상기 디퓨저(20b) 및 상기 팬(9)은 함께 상기 제2 열전달 유체의 흐름(Q)에 대한 환상 통로(45)를 형성하며;
상기 환상 통로(45)는 상기 디퓨저(20b)의 유입 섹션(24)에, 그리고 제2 공동(29)에 유체 연결되어서 상기 제2 열전달 유체의 흐름(Q)이 상기 디퓨저(20b)의 유출 섹션(25)으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제6항에 있어서, 상기 베어링(16)은 상기 회전 부재(10)의 방사상으로 바깥쪽에 배치되며; 상기 제3 공동(30)은 상기 열교환기(8)의 반대편에서 상기 제2 공동(29)으로부터 방사상으로 테이퍼지며; 상기 제3 공동(30)의 최대 방사상 크기가 상기 베어링(16)과 상기 축(A) 사이의 방사상 거리보다 더 커서, 상기 제2 열전달 유체의 흐름(Q)을 먼저 상기 제3 공동(30) 내부에서 회전 경로를 따라 흐르도록 한 다음 상기 베어링(16)에 인접한 상기 제2 공동(29)으로 흐르도록 안내하는 것을 특징으로 하는 시스템.
호버링가능한 항공기(1)의 트랜스미션(6)을 냉각시키는 방법에 있어서, 상기 방법은,
- 축(A) 주위를 회전하고 냉각 시스템(7)의 고정자(3)에 대하여 베어링(16)에 의해 지지되는 회전 부재(10)에 의해 냉각 시스템(7)의 팬(9)의 임펠러(20a)를 작동시키는 단계; 및
- 트랜스미션(6)에 열적으로 연결되는 열교환기(8)로부터 팬(9)으로의 제1 열전달 유체의 제1 흐름(P)을 만들어서 열교환기(8)로부터 열을 빼내는 단계를 포함하되,
상기 방법은 상기 베어링(16)을 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 냉각 단계는 외부 환경(50)으로부터 상기 베어링(16)의 외부까지, 그리고 베어링(16)에 이르기까지의 경로를 따라 제2 열전달 유체의 제2 흐름(Q)을 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 호버링가능한 항공기(1)의 트랜스미션(6)을 냉각시키는 방법.
제10항에 있어서, 상기 임펠러(20a)를 작동시키는 단계는 상기 베어링(16)의 환경을 상기 냉각 시스템(7)의 외부에 있는 외부 환경(50)의 압력보다 더 낮은 압력을 갖도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스미션을 냉각시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 상기 제2 흐름(Q)을 상기 회전 부재(10)에 의해 형성된 제1 공동(41) 내로 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스미션을 냉각시키는 방법.
제11항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 상기 제1 공동(41)으로부터 상기 팬(9)에서의 상기 축(A)에 대해 각지게 고정된 디퓨저(20b)에 의해 형성되는 제3 공동(30) 내로 상기 제2 흐름(Q)을 안내하는 단계를 포함하고;
상기 제1 공동(41)으로부터 제3 공동(30) 내로 상기 제2 흐름(Q)을 안내하는 단계는 상기 제2 열전달 유체의 흐름(Q)을 상기 축(A)에 대하여 회전 경로를 따라 흐르도록 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스미션을 냉각시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 안내하는 단계는 또한 상기 제2 흐름(Q)을 상기 제3 공동(30)으로부터 상기 베어링(16)을 수용하고 상기 임펠러(20a)에 의해 형성된 상기 제2 공동(29)으로 흐르도록 안내하는 단계를 포함하고;
상기 제2 흐름(Q)을 상기 제3 공동(30)으로부터 상기 제2 공동(29)으로 흐르도록 안내하는 단계는 상기 제3 공동(30) 내부에 소용돌이를 일으키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스미션을 냉각시키는 방법.
제13항에 있어서, 상기 제2 흐름(Q)을 안내하는 단계는 압력 구배에 의해 상기 제1 흐름(P)이 지나가는 상기 디퓨저(20b)의 유입 섹션(24)으로 상기 제2 흐름(Q)을 안내하는 추가의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 트랜스미션을 냉각시키는 방법.