RU2707488C2 - Силовая установка со средствами выборочного соединения - Google Patents

Силовая установка со средствами выборочного соединения Download PDF

Info

Publication number
RU2707488C2
RU2707488C2 RU2017122326A RU2017122326A RU2707488C2 RU 2707488 C2 RU2707488 C2 RU 2707488C2 RU 2017122326 A RU2017122326 A RU 2017122326A RU 2017122326 A RU2017122326 A RU 2017122326A RU 2707488 C2 RU2707488 C2 RU 2707488C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
during
turbine engine
power plant
connection
Prior art date
Application number
RU2017122326A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017122326A (ru
RU2017122326A3 (ru
Inventor
Оливье ЛАФАРГ
Дидье ШАРТРЕН
Камель СЕРГИН
Original Assignee
Сафран Хеликоптер Энджинз
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сафран Хеликоптер Энджинз filed Critical Сафран Хеликоптер Энджинз
Publication of RU2017122326A publication Critical patent/RU2017122326A/ru
Publication of RU2017122326A3 publication Critical patent/RU2017122326A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707488C2 publication Critical patent/RU2707488C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plant in aircraft; Aircraft characterised thereby
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plant
    • B64D27/10—Aircraft characterised by the type or position of power plant of gas-turbine type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plant in aircraft; Aircraft characterised thereby
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plant
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plant using steam, electricity, or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00—Power plant control; Arrangement thereof
    • B64D31/14—Transmitting means between initiating means and power plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D35/00—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
    • B64D35/02—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the type of power plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D35/00—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
    • B64D35/08—Transmitting power from power plant to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission being driven by a plurality of power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/20—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles
    • F02C6/206—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles the vehicles being airscrew driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • F02C7/268—Starting drives for the rotor, acting directly on the rotor of the gas turbine to be started
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/32—Arrangement, mounting, or driving, of auxiliaries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K5/00—Plants including an engine, other than a gas turbine, driving a compressor or a ducted fan
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Изобретение относится к силовой установке летательного аппарата. Cиловая установка (10) содержит газотурбинный двигатель (12), винт (14), вращающуюся электрическую машину (16). Силовая установка также содержит средства (20) выборочного соединения вращающейся электрической машины (16) с винтом (14) и/или газотурбинным двигателем (12). Упомянутые средства (20) выполнены с возможностью соединения только винта (14) с вращающейся электрической машиной (16) во время определенного этапа работы силовой установки (10), а также с возможностью соединения или не соединения вращающейся электрической машины (16) с газогенератором и/или свободной турбиной. Изобретение снижает расход топлива, выброс отработавших газов и упрощает процесс руления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к силовой установке, такой как турбовинтовой двигатель, который выполнен с возможностью ограничения расхода топлива, в частности, во время этапов руления летательного аппарата, на котором установлена силовая установка.
Уровень техники
Этап, во время которого летательный аппарат перемещается или находится в стадии ожидания в аэропорту до взлета или после приземления, называется этапом руления или этапом “taxi”.
Как правило, продолжительность этого этапа составляет от 10 до 20 минут, в зависимости от размера аэропорта.
Обычная турбовинтовая установка в основном содержит газотурбинный двигатель, производящий движущую силу, и наружный винт, вращаемый газотурбинным двигателем и позволяющий летательному аппарату перемещаться.
Во время этапа руления газотурбинный двигатель постоянно работает, независимо от того, перемещается летательный аппарат или находится на этапах ожидания, например, во время ожидания взлета.
Таким образом, во время этого этапа руления расходуется большое количество топлива, тогда как потребности в энергии, производимой газотурбинным двигателем, являются ограниченными.
Например, для летательного аппарата примерно на 70 мест количество расходуемого топлива может превышать 50 килограммов для этапа руления, превышающего 10 минут. Во время работы турбовинтовой установки на земле газотурбинный двигатель расходует топливо и производит отработавшие газы. Поскольку скорость самолета является очень низкой, выхлоп отработавших газов может разбавляться окружающим воздухом. Затем отработавшие газы распространяются во всей территории аэропорта, нанося вред работающему персоналу и пассажирам.
Поэтому режим газотурбинного двигателя в большей степени определяется его рабочими параметрами, чем в зависимости от мощности, необходимой для этапов руления/стоянки. Это приводит к интенсивному использованию ручки газа и тормозов. Это использование создает неудобство для пилота и дискомфорт для пассажиров.
Раскрытие сущности изобретения
Изобретением предложена силовая установка, в частности, для летательного аппарата, содержащая газотурбинный двигатель, винт, выполненный с возможностью выборочного соединения с указанным газотурбинным двигателем, вращающуюся электрическую машину, выполненную с возможностью приведения в действие по меньшей мере газотурбинного двигателя, и средства выборочного соединения вращающейся электрической машины с винтом и/или газотурбинным двигателем, которые выполнены с возможностью соединения только винта с вращающейся электрической машиной во время определенного этапа работы силовой установки, в которой газотурбинный двигатель является газотурбинным двигателем со свободной турбиной, содержащим газогенератор и свободную турбину, приводимую во вращение газовым потоком, создаваемым газогенератором, согласно изобретению, средства выборочного соединения выполнены с возможностью соединения или не соединения вращающейся электрической машины с газогенератором и/или со свободной турбиной.
Прямое соединение только вращающейся электрической машины с винтом позволяет во время этапов руления летательного аппарата использовать только электрическую энергию, причем только когда летательный аппарат должен перемещаться. Следовательно, когда летательный аппарат стоит, он не расходует топливо и не производит отработавшие газы, так как газотурбинный двигатель можно выключить.
Предпочтительно средства выборочного соединения содержат орган соединения, который постоянно соединен с вращающейся электрической машиной, и систему сцепления, обеспечивающую выборочное соединение органа соединения с винтом в зависимости от фазы работы силовой установки.
Предпочтительно средства соединения содержат вторую систему сцепления, обеспечивающую выборочное соединение органа соединения с газогенератором.
Предпочтительно орган соединения содержит вал, выполненный с возможностью соединения со свободной турбиной через кулачковую муфту.
Предпочтительно вращающаяся электрическая машина представляет собой стартер-генератор, выполненный с возможностью производства движущей силы для приведения во вращение винта и/или газотурбинного двигателя и с возможностью производства электричества при помощи движущей силы, производимой газотурбинным двигателем.
Предпочтительно вращающаяся электрическая машина связана с аккумулятором электрической энергии, и вращающаяся электрическая машина выполнена с возможностью отбора электричества или подачи электричества в указанный аккумулятор энергии.
Изобретением предложен также способ управления средствами соединения заявленной силовой установки, установленной на летательном аппарате, согласно изобретению, средствами соединения управляют таким образом, чтобы соединять орган управления только с винтом во время этапа руления летательного аппарата на взлетно-посадочной полосе и чтобы соединять орган управления с винтом и с газотурбинным двигателем по меньшей мере во время этапа работы газотурбинного двигателя в устойчивом режиме.
Предпочтительно во время этапа запуска газотурбинного двигателя после указанного этапа руления способ содержит
- первую фазу, во время которой орган соединения одновременно соединен с винтом и с газогенератором и во время которой орган соединения отсоединен от свободной турбины;
- вторую фазу, во время которой орган соединения соединен только с газогенератором и во время которой орган соединения отсоединен от винта и от свободной турбины; и
- третью фазу, во время которой орган соединения соединен одновременно с винтом и со свободной турбиной и во время которой орган соединения отсоединен от газогенератора.
Предпочтительно во время этапа запуска газотурбинного двигателя способ содержит:
- фазу, во время которой орган соединения соединен с газогенератором и во время которой орган соединения отсоединен от винта и от свободной турбины; и
- фазу, во время которой орган соединения соединен одновременно с винтом и со свободной турбиной и во время которой орган соединения отсоединен от газогенератора.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1-6 схематично иллюстрируют заявленную силовую установку с показом различных этапов работы силовой установки.
Осуществление изобретения
На фигурах показана силовая установка 10, например, для летательного аппарата, которая содержит газотурбинный двигатель 12, производящий движущую силу силовой установки 10, винт 14, предназначенный для своего приведения во вращение газотурбинным двигателем с целью обеспечения движения летательного аппарата, и вращающуюся электрическую машину 16, которая связана с аккумулятором электрической энергии, таким как батарея.
Вращающаяся электрическая машина 16 является реверсивной электрической машиной типа стартера-генератора. Она выполнена с возможностью производства движущей силы при помощи электричества, накопленного в батарее, которую можно передавать на газотурбинный двигатель 12, когда она работает в режиме стартера.
Вращающаяся электрическая машина 16 выполнена также с возможностью получения по меньшей мере части движущей силы, производимой газотурбинным двигателем 12, когда она находится в режиме генератора, с целью производства электричества, которое будет распределяться по всему летательному аппарату, а также на батарею.
Предпочтительно газотурбинный двигатель 12 является турбовинтовым двигателем со свободной турбиной, который содержит газогенератор, состоящий из одного или нескольких компрессоров и из одной или нескольких турбин с одной или несколькими ступенями, и который содержит свободную турбину, приводящую во вращение приводной вал 32 винта 14.
Между валом 18 турбины и винтом 14 установлен редуктор (не показан) для снижения скорости вращения винта 14.
Силовая установка 10 содержит также средства 20 соединения, позволяющие выборочно соединять друг с другом газотурбинный двигатель 12, винт 14 и вращающуюся электрическую машину 16.
Средства 20 соединения содержат орган 22 соединения, установленный с возможностью вращения вокруг главной оси А и постоянно соединенный с вращающейся электрической машиной через набор шестерен 24.
Орган 22 соединения содержит вал 26, предназначенный для соединения или не соединения с валом 18 свободной турбины через кулачковую муфту 28.
Кулачковая муфта 28 выполнена с возможностью принимать два состояния, а именно включенное состояние соединения вала 26 органа 22 соединения с валом 18 свободной турбины и отключенное состояние, в котором она не соединяет два вала 26, 18. Состояние кулачковой муфты можно менять в зависимости от фазы работы силовой установки, что будет описано ниже.
Средства 20 соединения содержат первую систему 30 сцепления, соединяющую орган 22 соединения с валом 32 винта 14. Первая система 30 сцепления выполнена с возможностью принимать одно состояние среди включенного состояния, выключенного состояния и состояния скольжения для соединения или не соединения органа 22 соединения с валом 32 винта 14.
Первая система 30 сцепления содержит первое плоское кольцо 34, соединенное во вращении с органом 22 соединения, и находящееся напротив второе плоское кольцо 36, соединенное во вращении с валом 32 винта 14. Оба плоских кольца 34, 36 первой системы 30 сцепления предназначены для вхождения или не вхождения в контакт друг с другом в зависимости от вышеупомянутых состояний, в которых находится система сцепления.
Средства 20 соединения содержат вторую систему 40 сцепления, соединяющую орган 22 соединения с валом 42 газогенератора. Вторая система 40 сцепления выполнена с возможностью принимать одно состояние среди включенного состояния, выключенного состояния и состояния скольжения для соединения или не соединения во вращении органа 22 соединения с валом 42 газогенератора.
Вторая система 40 сцепления содержит первое плоское кольцо 44, соединенное во вращении с органом 22 соединения, и второе плоское кольцо 46, соединенное во вращении с валом 42 газогенератора.
Оба плоских кольца 44, 46 второй системы 40 сцепления предназначены для вхождения или не вхождения в контакт друг с другом в зависимости от вышеупомянутых состояний, в которых находится система сцепления.
Средства 20 соединения дополнительно содержат средства управления и привода кулачковой муфты 28 и системы 30, 40 сцепления для соединения или не соединения друг с другом газотурбинного двигателя 12, винта 14 и вращающейся электрической машины 16.
Силовая установка 10 выполнена таким образом, чтобы в одной конфигурации средств 20 соединения вращающаяся электрическая машина была соединена только с винтом 14. В этой конфигурации средства 20 соединения, вращающаяся электрическая машина 16 и винт 14 не соединены ни с газогенератором, ни со свободной турбиной газотурбинного двигателя 12.
Эту конфигурацию средств 20 соединения предпочтительно применяют, когда летательный аппарат находится на этапе руления, что позволяет не использовать мощность газотурбинного двигателя 12 и даже сохранять газотурбинный двигатель 12 выключенным.
Это позволяет вращать винт 14, не расходуя топливо и не производя отработавшие газы. Кроме того, электрическую энергию для вращения винта 14 используют, только когда это необходимо, следовательно, избегают чрезмерного потребления электричества.
Далее следует описание нескольких этапов работы силовой установки 10, содержащей описанные выше средства 20 соединения.
Фаза руления
На фиг. 2 показана конфигурация силовой установки 10, когда летательный аппарат находится на этапе руления.
Как было указано выше, во время этого этапа руления средства 20 соединения соединяют только вращающуюся электрическую машину 16 с винтом 14.
В этой конфигурации средств 20 соединения кулачковая муфта 28 находится в выключенном состоянии, в котором она не соединяет вал 26 органа 22 соединения с валом 18 свободной турбины. Следовательно, вращающаяся электрическая машина 16 не соединена со свободной турбиной газотурбинного двигателя 12.
Первая система 30 сцепления находится во включенном положении, то есть оба плоских кольца 34, 36 входят друг с другом в контакт, а вторая система 40 находится в выключенном положении, то есть оба плоских кольца 44, 46 не входят друг с другом в контакт.
В этой конфигурации средств 20 соединения вращающаяся электрическая машина 16 работает в режиме стартера, то есть производит движущую силу, причем эта движущая сила передается только на винт через орган 22 соединения и через первую систему 30 сцепления.
На фиг. 3-5 показаны другие состояния силовой установки 10 и ее средств 20 соединения, отображающие различные фазы работы средств 20 соединения во время этапа запуска силовой установки, осуществляемого после этапа руления.
Запуск газотурбинного двигателя 12 в основном представляет собой приведение во вращение газогенератора, пока он не достигнет режима работы газотурбинного двигателя. Начиная с этого режима работы, свободная турбина производит движущую силу, которую можно передать на винт.
Соединение винта и электрической машины с газогенератором
В первой фазе этапа запуска, которая происходит сразу после фазы руления, газогенератор соединяют с вращающейся электрической машиной 16 и с винтом 14.
Действительно, на предыдущем этапе руления винт 14 вращается с высокой скоростью. Соединение газогенератора с винтом 14 позволяет использовать кинетическую энергию, накопленную винтом 14, чтобы участвовать в приведении во вращение газогенератора.
Для этого, как показано на фиг. 3, вторая система 40 сцепления меняет свое состояние на включенное состояние, то есть оба плоских кольца 44, 46 входят друг с другом в контакт. При этом газогенератор соединяется с органом 22 соединения.
Кулачковая муфта 28 и первая система 30 сцепления сохраняют свое предыдущее состояние, то есть кулачковая муфта 28 находится в выключенном состоянии, а первая система 30 сцепления находится во включенном положении.
Вращающаяся электрическая машина 16 работает в режиме производства движущей силы, причем эта энергия, как и кинетическая энергия винта 14, передается на газогенератор для запуска газотурбинного двигателя 12.
Соединение электрической машины с газогенератором
Спустя некоторое время кинетическая энергия винта становится недостаточной, чтобы участвовать во вращении газогенератора для запуска газотурбинного двигателя 12. Кроме того, винт 14 может производить результирующий крутящий момент, который будет бесполезно расходовать некоторое количество энергии, производимой вращающейся электрической машиной 16.
Эту конфигурацию можно также применять в начале запуска газотурбинного двигателя 12, если описанной выше фазы руления не было. Винт 14 является неподвижным и, следовательно, не может участвовать в приведении во вращение газогенератора.
Как показано на фиг. 4, в этой фазе этапа запуска винт 14 отсоединен от вращающейся электрической машины 16 и от газогенератора.
Для этого первая система 30 сцепления меняет свое состояние на выключенное, то есть оба плоских кольца 34, 36 больше не входят друг с другом в контакт.
Следовательно, во время этой фазы вращающаяся электрическая машина 16 соединена только с газогенератором, и всю энергию, производимую вращающейся электрической машиной 16, используют для запуска газотурбинного двигателя 12, то есть не происходит потери энергии по причине противодействующего крутящего момента винта 14.
Соединение свободной турбины с органом соединения
Затем во время третьей фазы этапа запуска, показанной на фиг. 5, происходит запуск газотурбинного двигателя 12, и свободная турбина может производить движущую силу.
В соответствии с этой фазой вращающаяся электрическая машина 16 соединена с винтом 14 и со свободной турбиной и отсоединена от газогенератора.
Для этого первая система 30 сцепления меняет свое состояние на включенное, то есть оба плоских кольца 34, 36 входят друг с другом в контакт, и винт 14 соединен с вращающейся электрической машиной 16 через орган 22 соединения.
Кулачковая муфта 28 тоже меняет свое состояние на включенное состояние соединения вала 18 свободной турбины с валом 26 органа 22 соединения, чтобы соединить вращающуюся электрическую машину 16 со свободной турбиной.
Вторая система 40 сцепления сохраняет свое включенное положение.
Энергия, производимая свободной турбиной, вращает винт 14 и вращающуюся электрическую машину 16, которая работает в этом случае в режиме генератора электричества. Таким образом, силовая установка 10 может одновременно приводить в движение летательный аппарат и производить электричество, которое распределяется по всему летательному аппарату, в том числе на батарею.
Работа в постоянном режиме
На фиг. 6 показано состояние силовой установки 10, когда работает газотурбинный двигатель 12.
Это состояние силовой установки 10 соответствует фазам взлета, полета и приземления летательного аппарата.
В этом состоянии силовой установки 10 средства 20 соединения обеспечивают соединение вращающейся электрической машины 16 с валом 18 свободной турбины и с винтом. Следует заметить, что в этом состоянии средства 20 соединения не соединяют вращающуюся электрическую машину 16 с газогенератором.
В данном случае энергия, производимая свободной турбиной, тоже вращает винт 14 и вращающуюся электрическую машину 16, которая работает в режиме генератора электричества.
Для этого, аналогично с состоянием, показанным на фиг. 5, первая система 30 сцепления находится во включенном состоянии, то есть оба плоских кольца 34, 36 входят друг с другом в контакт, и винт 14 соединен с вращающейся электрической машиной 16.
Кулачковая муфта 28 находится в своем включенном состоянии соединения вала 18 свободной турбины с валом 26 органа 22 соединения, соединяя вращающуюся электрическую машину 16 со свободной турбиной.
Вторая система 40 сцепления находится в выключенном положении, то есть оба плоских кольца 44, 46 не входят друг с другом в контакт, и, следовательно, вращающаяся электрическая машина 16 не соединена с газогенератором.
В представленном выше описании силовой установки 10 винт 14 и его соответствующий вал 32, вал 18 свободной турбины, орган 22 соединения, кулачковая муфта 28 и вал 42 газогенератора являются коаксиальными вокруг главной оси А. Понятно, что изобретение не ограничивается этим вариантом осуществления, и главная ось одного или нескольких из этих компонентов может быть смещена или может быть наклонена относительно главной оси А. В этом случае силовая установка будет содержать соответствующие средства угловой передачи.

Claims (20)

1. Силовая установка (10), в частности, для летательного аппарата, содержащая
- газотурбинный двигатель (12);
- винт (14), выполненный с возможностью выборочного соединения с указанным газотурбинным двигателем (12);
- вращающуюся электрическую машину (16), выполненную с возможностью приведения в действие по меньшей мере газотурбинного двигателя (12), и
- средства (20) выборочного соединения вращающейся электрической машины (16) с винтом (14) и/или газотурбинным двигателем (12), которые выполнены с возможностью соединения только винта (14) с вращающейся электрической машиной (16) во время определенного этапа работы силовой установки (10),
при этом газотурбинный двигатель (12) является газотурбинным двигателем со свободной турбиной, содержащим газогенератор и свободную турбину, приводимую во вращение газовым потоком, создаваемым газогенератором,
отличающаяся тем, что средства (20) выборочного соединения выполнены с возможностью соединения или не соединения вращающейся электрической машины (16) с газогенератором и/или со свободной турбиной.
2. Силовая установка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что средства (20) выборочного соединения содержат орган (22) соединения, который постоянно соединен с вращающейся электрической машиной (16), и систему (30) сцепления, обеспечивающую выборочное соединение органа (22) соединения с винтом (14) в зависимости от фазы работы силовой установки (10).
3. Силовая установка (10) по одному из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что средства (20) соединения содержат вторую систему (40) сцепления, обеспечивающую выборочное соединение органа (22) соединения с газогенератором.
4. Силовая установка (10) по любому из пп. 1–3, отличающаяся тем, что орган (22) соединения содержит вал (26), выполненный с возможностью соединения со свободной турбиной через кулачковую муфту (28).
5. Силовая установка (10) по любому из пп. 1–4, отличающаяся тем, что вращающаяся электрическая машина (16) представляет собой стартер-генератор, выполненный с возможностью производства движущей силы для приведения во вращение винта (14) и/или газотурбинного двигателя (12) и с возможностью производства электричества при помощи движущей силы, производимой газотурбинным двигателем (12).
6. Силовая установка (10) по п. 5, отличающаяся тем, что вращающаяся электрическая машина (16) связана с аккумулятором электрической энергии, при этом указанная вращающаяся электрическая машина (16) выполнена с возможностью отбора электричества или подачи электричества в указанный аккумулятор энергии.
7. Способ управления средствами (20) соединения силовой установки (10) по любому из пп. 1–6 в комбинации с п. 2, установленной на летательном аппарате, отличающийся тем, что средствами соединения управляют так, чтобы соединять орган (22) управления только с винтом (14) во время этапа руления летательного аппарата на взлетно-посадочной полосе и чтобы соединять орган (22) управления с винтом (14) и с газотурбинным двигателем (12) по меньшей мере во время этапа работы газотурбинного двигателя (12) на устойчивом режиме.
8. Способ управления по п. 7, отличающийся тем, что во время этапа запуска газотурбинного двигателя (12) после указанного этапа руления содержит:
- первую фазу, во время которой орган (22) соединения одновременно соединен с винтом (14) и с газогенератором, и во время которой орган (22) соединения отсоединен от свободной турбины;
- вторую фазу, во время которой орган (22) соединения соединен только с газогенератором, и во время которой орган (22) соединения отсоединен от винта (14) и от свободной турбины; и
- третью фазу, во время которой орган (22) соединения соединен одновременно с винтом (14) и со свободной турбиной.
9. Способ управления средствами (20) соединения силовой установки (10) по любому из пп. 1–6 в комбинации с п. 2, отличающийся тем, что во время этапа запуска газотурбинного двигателя (12) содержит:
- фазу, во время которой орган (22) соединения соединен с газогенератором, и во время которой орган (22) соединения отсоединен от винта (14) и от свободной турбины; и
- фазу, во время которой орган (22) соединения соединен одновременно с винтом (14) и со свободной турбиной, и во время которой орган соединения отсоединен от газогенератора.
RU2017122326A 2014-11-27 2015-11-24 Силовая установка со средствами выборочного соединения RU2707488C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1461585A FR3029172B1 (fr) 2014-11-27 2014-11-27 Groupe propulseur a moyens d'accouplement selectif
FR1461585 2014-11-27
PCT/FR2015/053180 WO2016083720A1 (fr) 2014-11-27 2015-11-24 Groupe propulseur à moyens d'accouplement sélectif

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017122326A RU2017122326A (ru) 2018-12-27
RU2017122326A3 RU2017122326A3 (ru) 2019-05-22
RU2707488C2 true RU2707488C2 (ru) 2019-11-26

Family

ID=52988151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122326A RU2707488C2 (ru) 2014-11-27 2015-11-24 Силовая установка со средствами выборочного соединения

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10662875B2 (ru)
EP (1) EP3224141B1 (ru)
JP (1) JP6745267B2 (ru)
KR (1) KR102534791B1 (ru)
CN (1) CN107000848B (ru)
CA (1) CA2968476C (ru)
FR (1) FR3029172B1 (ru)
PL (1) PL3224141T3 (ru)
RU (1) RU2707488C2 (ru)
WO (1) WO2016083720A1 (ru)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3047974B1 (fr) * 2016-02-18 2018-01-19 Airbus Helicopters Dispositif et methode de commande d'un embrayage entre le moteur et la boite de transmission principale de puissance d'un aeronef
FR3057120B1 (fr) 2016-10-03 2023-03-17 Safran Helicopter Engines Machine electrique pour turbopropulseur d'aeronef
US10618667B2 (en) * 2016-10-31 2020-04-14 Rolls-Royce Corporation Fan module with adjustable pitch blades and power system
US10826343B2 (en) * 2016-11-17 2020-11-03 General Electric Company High speed electric machine with radially supported rotor magnets
US10683900B2 (en) * 2017-03-29 2020-06-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Clutch device for gas turbine engines
FR3077804B1 (fr) * 2018-02-09 2022-03-18 Safran Propulsion hybride pour un aeronef
US20190256202A1 (en) * 2018-02-19 2019-08-22 Parallel Flight Technologies, Inc. Method and apparatus for lifting a payload
FR3079498B1 (fr) * 2018-03-30 2020-06-19 Airbus Operations Unite de propulsion a helice comprenant un moteur thermique et un moteur electrique et aeronef comportant une telle unite de propulsion a helice
US11623757B2 (en) * 2018-06-08 2023-04-11 Embraer S.A. Hybrid electric taxi system (HETS) or full electric taxi system (FETS)
CH715122A1 (de) * 2018-06-25 2019-12-30 kopter group ag Drehflügler mit einem elektrischen Antrieb zum Antreiben eines Haupt- und/oder Heckrotors des Drehflüglers.
FR3087421B1 (fr) * 2018-10-17 2022-03-04 Voltaero Engin comprenant un groupe motopropulseur hybride et procede de pilotage correspondant
CN109733621B (zh) * 2018-12-17 2022-01-18 南京航空航天大学 一种多推进模式的混合动力无人机
US11939074B2 (en) 2018-12-27 2024-03-26 Honda Motor Co., Ltd. Flying body with a control section having a plurality of operational modes
US11732639B2 (en) * 2019-03-01 2023-08-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Mechanical disconnects for parallel power lanes in hybrid electric propulsion systems
US11098655B2 (en) 2019-04-10 2021-08-24 United Technologies Corporation Variable multiple-drive gas turbine engine
US11781476B2 (en) 2019-06-25 2023-10-10 Pratt & Whitney Canada Corp. System and method for operating a multi-engine rotorcraft
FR3099319B1 (fr) * 2019-07-26 2021-06-25 Safran Aircraft Engines Turbomachine comprenant une machine électrique ayant une fonction de démarreur-générateur et procédé de régulation de la vitesse d’une telle machine électrique
CN110486165B (zh) * 2019-07-31 2021-05-07 中国航发南方工业有限公司 涡桨发动机及无人机
US11668245B2 (en) 2020-01-28 2023-06-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine engine with clutch system between low-pressure compressor and low-pressure turbine
US11834167B2 (en) * 2020-04-30 2023-12-05 Sierra Nevada Corporation Hybrid fixed VTOL aircraft powered by heavy fuel engine
US20220144439A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-12 Hybrid Project Llc Dual Drive Hybrid Electric Power Plant for Aircraft
FR3116303B1 (fr) 2020-11-16 2022-10-14 Safran Helicopter Engines Turbomachine à propulsion hybride et aéronef comportant une telle turbomachine
WO2022146943A1 (en) 2020-12-28 2022-07-07 Parallel Flight Technologies, Inc. System defining a hybrid power unit for thrust generation in an aerial vehicle and method for controlling the same
FR3126016A1 (fr) 2021-08-04 2023-02-10 Safran Helicopter Engines Turbopropulseur apte à fournir une fonction d’éolienne de secours et aéronef comportant un tel turbopropulseur
EP4310309A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-24 General Electric Company Hybrid-electric propulsion system equipped with a coupler for switching between modes of operation
US20240059422A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Multi-drive unit propulsion system for an aircraft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122131C1 (ru) * 1995-11-22 1998-11-20 Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс им.Н.Д.Кузнецова Комбинированная газотурбинная установка
RU2338908C1 (ru) * 2007-02-09 2008-11-20 Закрытое акционерное общество "ЭНТЭК" (ЗАО "ЭНТЭК") Газотурбинная установка
EP2128389A2 (en) * 2008-05-23 2009-12-02 Rolls-Royce plc A gas turbine engine arrangement
EP2226487A2 (en) * 2009-03-02 2010-09-08 Rolls-Royce plc Variable drive gas turbine engine

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2474143A (en) * 1944-07-13 1949-06-21 Fairey Aviat Co Ltd Propulsion means for aircraft and the like
US4446696A (en) * 1981-06-29 1984-05-08 General Electric Company Compound propulsor
JP2001193476A (ja) * 2000-01-14 2001-07-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 多軸ガスタービンの始動装置および始動方法
DE60304887T2 (de) * 2002-10-16 2006-08-31 Casio Computer Co., Ltd. Funkwellen Empfangsvorrichtung, Funkwellenuhr, und Repeater
US20060137355A1 (en) * 2004-12-27 2006-06-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Fan driven emergency generator
US7805947B2 (en) * 2005-05-19 2010-10-05 Djamal Moulebhar Aircraft with disengageable engine and auxiliary power unit components
US7802757B2 (en) * 2005-11-09 2010-09-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Method and system for taxiing an aircraft
US7481062B2 (en) * 2005-12-30 2009-01-27 Honeywell International Inc. More electric aircraft starter-generator multi-speed transmission system
DE102006056354B4 (de) * 2006-11-29 2013-04-11 Airbus Operations Gmbh Hybridantrieb für ein Flugzeug
US7791235B2 (en) * 2006-12-22 2010-09-07 General Electric Company Variable magnetic coupling of rotating machinery
US8727271B2 (en) * 2008-01-11 2014-05-20 Ival O. Salyer Aircraft using turbo-electric hybrid propulsion system
US8169100B2 (en) * 2008-01-30 2012-05-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Torque transmission for an aircraft engine
JP5915352B2 (ja) * 2012-04-19 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 変速機を備えたターボプロップ／ファン型ジェットエンジン
ES2500015B1 (es) * 2013-02-28 2015-06-23 Axter Aerospace S.L. Sistema de potencia auxiliar eléctrico para aeronaves de motor de pistón
FR3003514B1 (fr) * 2013-03-25 2016-11-18 Eurocopter France Aeronef a voilure tournante a motorisation hybride.
US9193451B2 (en) * 2013-04-22 2015-11-24 Ival O. Salyer Aircraft using turbo-electric hybrid propulsion system for multi-mode operation
US9878796B2 (en) * 2014-03-27 2018-01-30 United Technologies Corporation Hybrid drive for gas turbine engine
FR3019215B1 (fr) * 2014-03-27 2019-05-31 Safran Helicopter Engines Dispositif d'assistance pour une turbomachine a turbine libre d'un aeronef comprenant au moins deux turbomachines a turbine libre
WO2016049027A1 (en) * 2014-09-23 2016-03-31 Sikorsky Aircraft Corporation Hybrid electric power drive system for a rotorcraft
EP3034834B1 (fr) * 2014-12-16 2019-04-10 Airbus (Sas) Procédé de gestion d'une demande de puissance pour le fonctionnement d'un aéronef sans pilote équipé d'un moteur à combustion interne
US10717539B2 (en) * 2016-05-05 2020-07-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Hybrid gas-electric turbine engine
US10822100B2 (en) * 2017-06-26 2020-11-03 General Electric Company Hybrid electric propulsion system for an aircraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122131C1 (ru) * 1995-11-22 1998-11-20 Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс им.Н.Д.Кузнецова Комбинированная газотурбинная установка
RU2338908C1 (ru) * 2007-02-09 2008-11-20 Закрытое акционерное общество "ЭНТЭК" (ЗАО "ЭНТЭК") Газотурбинная установка
EP2128389A2 (en) * 2008-05-23 2009-12-02 Rolls-Royce plc A gas turbine engine arrangement
EP2226487A2 (en) * 2009-03-02 2010-09-08 Rolls-Royce plc Variable drive gas turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170094161A (ko) 2017-08-17
CN107000848B (zh) 2020-06-19
CA2968476A1 (fr) 2016-06-02
KR102534791B1 (ko) 2023-05-19
RU2017122326A (ru) 2018-12-27
FR3029172A1 (fr) 2016-06-03
US10662875B2 (en) 2020-05-26
EP3224141B1 (fr) 2019-09-25
JP6745267B2 (ja) 2020-08-26
PL3224141T3 (pl) 2020-03-31
CN107000848A (zh) 2017-08-01
EP3224141A1 (fr) 2017-10-04
FR3029172B1 (fr) 2018-05-25
JP2018502242A (ja) 2018-01-25
WO2016083720A1 (fr) 2016-06-02
RU2017122326A3 (ru) 2019-05-22
CA2968476C (fr) 2023-04-11
US20170321601A1 (en) 2017-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2707488C2 (ru) Силовая установка со средствами выборочного соединения
EP3530928B1 (en) Hybrid turbine jet engines and methods of operating the same
KR102423792B1 (ko) 다발-엔진 항공기용 하이브리드 추진 시스템
US11608188B2 (en) Hybrid propulsion for an aircraft
CA2963776C (en) Hybrid gas-electric turbine engine
JP6705753B2 (ja) 多発ヘリコプタ推進システムの構造、および対応するヘリコプタ
US9828109B2 (en) Apparatus and methods for powering an electrical device associated with an aircraft rotor
CA2628440C (en) Method and system for taxiing an aircraft
EP3770399B1 (en) Asymmetric hybrid aircraft idle
US20180355764A1 (en) Low-power bowed rotor prevention system
CN105593493B (zh) 用于优化双发动机直升机的比耗量的方法
CN106164442B (zh) 飞机自由涡轮涡轮机的辅助装置
CN106460660B (zh) 涡轮轴发动机，配备有这种涡轮轴发动机的双引擎直升机，和用于优化这种双引擎直升机的零功率超级怠速的方法
US20150143950A1 (en) Method and configuration for an auxiliary power engine to deliver propulsive and/or non-propulsive energy in a helicopter architecture
US9973058B2 (en) Propeller in-hub power generation and control
US8757018B2 (en) Device for changing the transmission ratio between a turbine shaft and a shaft of a starter-generator of an aeroengine
RU2674861C2 (ru) Газотурбинный двигатель, содержащий устройство управляемого механического соединения, вертолет, оснащенный таким газотурбинным двигателем, и способ оптимизации режима сверхмалого газа с нулевой мощностью такого вертолета
CN117751074A (zh) 改进的用于混合动力飞机的传动装置