专利名称：飞机的辅助燃气涡轮发动机和其操作方法
技术领域：
本发明总的涉及燃气涡轮发动机，尤其涉及飞机的一种非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机和操作这种发动机的方法。
背景技术：
在一些飞机上安装已知的辅助燃气涡轮发动机，以便将轴的机械功率提供给诸如发电机和交流发电机与液压泵一类的电气和液压设备。这种辅助的燃气涡轮发动机的压缩机的输入口从大气接收空气。因为空气的密度随着飞行高度的增加而减小，在飞行高度增加时，这种辅助燃气涡轮发动机必需输出更多动力以产生所希望的轴功率，这会使工作温度升高，或者，该发动机必需减小输出轴功率，以便停留在工作温度极限范围内。
科学家和工程师还在继续寻找飞机的改进的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机和这种发动机改进的操作方法。
发明概述本发明的第一实施例的第一种表示为可安装在飞机上的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机，其中该飞机具有飞机推进用的燃气涡轮发动机和可加压的座舱。该辅助燃气涡轮发动机包括具有一个输入口的辅助燃气涡轮发动机的压缩机。该输入口可以从座舱接收加压的空气。
本发明的第一实施例的第二种表示为飞机的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机，其中，该飞机具有飞机推进用的燃气涡轮发动机和加压座舱。该辅助燃气涡轮发动机包括具有一个输入口的辅助燃气涡轮发动机的压缩机。该输入口从该座舱接收加压的空气。
本发明的方法为飞机的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机的操作方法，其中，该飞机具有飞机推进用的燃气涡轮发动机和具有可加压的座舱。该方法包括从该座舱将加压的空气提供给该辅助燃气涡轮发动机的压缩机的输入口。该方法包括从该压缩机将压缩空气提供给该辅助燃气涡轮发动机的燃烧室。该方法包括从该燃烧室将燃烧气体提供给该辅助燃气涡轮发动机的涡轮，其中，该涡轮与该压缩机机械地连接。
附图简要说明
本发明的一个实施例，其中图1为具有一台飞机推进用的燃气涡轮发动机和具有与二台发电机连接的一台非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机的飞机的一个实施例的示意图。
优选实施例说明现参见附图，图1表示本发明的第一实施例。
图1的实施例的第一种表现形式为可安装在飞机12上的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机10，其中该飞机12具有一台飞机推进用的燃气涡轮发动机14和具有可加压的座舱16。该辅助燃气涡轮发动机10包括具有一个输入口20的一台辅助燃气涡轮发动机的压缩机18。该输入口20可从该座舱16接收加压的空气22。应指出，飞机的飞机推进用的燃气涡轮发动机为主要目的是飞机推进的一种飞机燃气涡轮发动机；和飞机的非飞机推进用的燃气涡轮发动机为主要目的不是飞机推进的一种飞机燃气涡轮发动机。
在图1的实施例的第一种表示的第一种实施中，该压缩机18的输入口20可从该飞机推进用的燃气涡轮发动机14接收放气23(如虚线所示)。在一个例子中，这种放气23为从该飞机推进用的燃气涡轮发动机14的压缩机(没有示出)放出的压缩空气。在另一个例子中，这种放气23为从该飞机推进用的燃气涡轮发动机14的旁通导管(没有示出)放出的压缩空气。在又一个例子中，这种放气为从该飞机推进用的燃气涡轮发动机的压缩机放出的压缩空气和从其旁通导管放出的压缩空气的混合。
在图1的实施例的第一种表示的一种实施中，该辅助燃气涡轮发动机10还包括一台辅助燃气涡轮发动机的涡轮24。该涡轮24与该压缩机18机械地连接，并且工作中与一台发电机26连接。在一个变型中，该辅助燃气涡轮发动机10工作中还与第二台发电机28连接。
在图1的实施例的第一种表现形式的第一个应用中，该辅助燃气涡轮发动机10还包括一个辅助燃气涡轮发动机燃烧室30，其中该压缩机18包括与该燃烧室30流体连通的一个输出导管32，并且其中，该输出导管32包括可将空气36从该输出导管32释放至大气38的一个可变面积的放气阀34。在第二个应用中，该辅助燃气涡轮发动机10包括一个辅助燃气涡轮发动机燃烧室30，其中，该压缩机18包括与该燃烧室30流体连通的一个输出导管32；并且其中，该输出导管32为一个可变面积的输出导管。技术经验丰富的人知道，在一个或二个这些应用的一个例子中，该可变面积放气阀和/或该可变面积输出导管可防止该辅助燃气涡轮发动机10失速(防止倒流至座舱)或防止压力骤增(防止座舱的压力尖峰)。
在图1的实施例的第一种表现形式的第一个方案中，该输入口20为经过声学处理的输入口。飞机零件的声学处理是众所周知的，例如为了减少在飞机座舱内由飞机推进用的燃气涡轮发动机产生的达到乘客的噪声的声学处理。飞机零件的声学处理的例子留待技工来完成。
在图1的实施例的第一种表现形式的一个结构中，该压缩机18为将压缩空气供给该燃烧室30的高压压缩机；该涡轮24的利用轴40与该高压压缩机机械地连接的高压涡轮；并且该辅助燃气涡轮发动机10包括所示的低压涡轮42(在一个例子中，它将气体排出至大气38’中)。这种零件的工作技术上是众所周知的。在图1中，气体的流动用有箭头的线表示。
在图1的实施例的第一种表现形式的一种配置中，该辅助燃气涡轮发动机10包括一个连接导管44。该连接导管44具有一个输入口44’和一个出口44”。该输入口44’可从座舱16接收加压空气22。该压缩机18的输入口20通过与该连接导管44的出口44”连接，可从该座舱16接收加压的空气22。
在图1的实施例的第一种表现形式的一种延伸中，包括加强供给至该辅助燃气涡轮发动机的压缩机的输入口的座舱空气的使用的系统(没有示出)。该系统包括一个系统涡轮，该涡轮具有可接收座舱空气的一个输入口和具有与该辅助燃气涡轮发动机的压缩机的输入口流体连通的一个出口。该系统包括一个系统压缩机，该压缩机机械地与该系统涡轮连接。该系统涡轮具有可从大气接收空气的一个输入口，和具有与该辅助燃气涡轮发动机的压缩机的输入口流体连通的一个出口。技术经验丰富的人知道，大气空气被吸入和压缩，其中，该系统涡轮和该系统压缩机的出口具有基本上相同的压力，并且组合，将较大的质量流量输送至该辅助燃气涡轮发动机的压缩机的输入口。在一个变型中，使用一个热交换器(没有示出)以接收从飞机(例如从冷却系统)放出的废热和将热传递至已离开座舱但还没有进入该系统压缩机的加压空气。
图1的实施例的第二种表现形式的飞机12的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机10，其中，该飞机12具有一台飞机推进用的燃气涡轮发动机14和具有一个加压的座舱16。该辅助燃气涡轮发动机10包括具有一个输入口20的辅助燃气涡轮发动机压缩机18。该输入口20从座舱16接收加压的空气22。飞机的飞机推进用的燃气涡轮发动机为主要目的是飞机推进的飞机燃气涡轮发动机和飞机的非飞机推进用的燃气涡轮发动机为主要目的不是飞机推进的飞机燃气涡轮发动机。
在图1的实施例的第二种表现形式的第一种实施中，该压缩机18的输入口20从该飞机推进用燃气涡轮发动机14接收放气23(如虚线所示)。在一个例子中，这种放气23为从该飞机推进用的燃气涡轮发动机14的压缩机(没有示出)放出的压缩空气。在另一个例子中，这种放气23为从该飞机推进用的燃气涡轮发动机14的旁通导管(没有示出)放出的压缩空气。在又一个例子中，这种放气为从该飞机推进用的燃气涡轮发动机的压缩机放出的压缩空气和从其旁通导管放出的压缩空气的综合。
在图1的实施例的第二种表现形式的一个实施中，该辅助燃气涡轮发动机10还包括一个辅助燃气涡轮发动机的涡轮24。该涡轮24与该压缩机18机械地连接，并且工作时与一个发电机26连接。在一个变型中，该辅助燃气涡轮发动机10工作时还与第二个发电机28连接。
在图1的实施例的第二种表现形式的第一个应用中，该辅助燃气涡轮发动机10还包括一个辅助燃气涡轮发动机燃烧室30，其中，该压缩机18包括与该燃烧室30流体连通的一个输出导管32；并且其中，该输出导管32包括可将空气36从该输出导管32释放至大气38的一个可变面积的放气阀34。在第二个应用中，该辅助燃气涡轮发动机10包括一个辅助燃气涡轮发动机燃烧室30，其中，该压缩机18包括与该燃烧室30流体连通的输出导管32；并且其中，该输出导管32为一个可变面积的输出导管。在一个或二个这些应用的一个例子中，业内人士知道，该可变面积放气阀和/或该可变面积输出导管可防止该辅助燃气涡轮发动机10失速(防止倒流至座舱)或防止压力骤增(防止座舱的压力尖脉冲)。
在图1的实施例的第二种表现形式的第一方案中，该输入口20为经过声学处理的输入口。飞机零件的声学处理是众所周知的，例如为了减少在飞机的座舱内，由飞机推进用燃气涡轮发动机产生的达到乘客的噪声的声学处理。飞机零件的声学处理的例子留待技工进行。
在图1的实施例的第二种表现形式的一个结构中，该压缩机18为将压缩空气供给该燃烧室30的高压压缩机；该涡轮24为通过轴40与该高压压缩机机械地连接的高压涡轮；和该辅助燃气涡轮发动机10包括所示的低压涡轮42(在一个例子中，它将燃气排出至大气38’)。这种零件的工作技术上是众所周知的。在图1中，燃气的流动用有箭头的线表示。
在图1的实施例的第二种表现形式的一个配置中，该辅助燃气涡轮发动机10还包括将该输入口20与座舱16连接的一个连接导管44，其中，该输入口20通过该连接导管44从该座舱16接收加压的空气22。在一个变型中，该辅助燃气涡轮发动机10还包括配置在该连接导管44中的一个单向阀46。在相同或不同的变型中，该连接导管44经过声学调整，使得至少在该压缩机18和座舱16之间达到噪声隔离。
本发明的方法为飞机12的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机10的操作方法，其中，该飞机12具有飞机推进用的燃气涡轮发动机14和可加压的座舱16。该方法包括从该座舱16将加压的空气22提供给该辅助燃气涡轮发动机10的压缩机18的输入口20。该方法包括从该压缩机18将压缩空气48提供给该辅助燃气涡轮发动机10的燃烧室30，该方法包括从该燃烧室30将燃烧气体50提供给该辅助燃气涡轮发动机10的涡轮24，其中，该涡轮24与该压缩机18机械地连接。
在一个应用中，该方法还包括工作时使该辅助燃气涡轮发动机10与一个发电机26连接。在相同或不同的应用中，该方法还包括工作时将该辅助燃气涡轮发动机10与一个交流发电机(没有示出)连接。在相同或不同的应用中，该方法还包括工作时将该辅助燃气涡轮发动机10与液压泵(没有示出)连接。
在一个规定中，该方法还包括将放气23从该飞机推进用的燃气涡轮发动机14供给该输入口20。在这种实现的一个变型中，该方法还包括工作时将该辅助燃气涡轮发动机10与一个发电机26连接。
在一个应用中，该压缩机18包括一个输出导管32。从该压缩机18供给该燃烧室30的压缩空气48是通过该输出导管32提供的。技术经验丰富的人知道，该输出导管32的尺寸可以减小从该压缩机18加压该座舱16上的背压。
虽然已经通过说明方法和一个实施例的几种表现形式说明了本发明，但申请人不是要将所附权利要求书的精神和范围限制在这些细节上。在不偏离本发明的范围的条件下，技术熟练的人可作许多其他的变化、改变和替换。
零件清单10-辅助燃气涡轮发动机12-飞机14-飞机推进用的燃气涡轮发动机16-座舱18-10的压缩机20-18的输入口22-16放出的加压空气23-14放出的放气24-10的涡轮26-发电机28-第二台发电机30-10的燃烧室32-18的输出导管34-32的可变面积放气阀36-由34放出的空气38-大气(接收36)38’-接收从42放出的气体的大气40-使24与18机械地连接的轴42-10的LPT(低压涡轮)44-连接导管(从20至16)44’-44的输入口44”-44的出口46-44的单向阀48-从18供给30的压缩空气50-从30供给24的燃烧气体
权利要求
1.一种可安装在飞机(12)上的非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机(10)，其中，该飞机具有一台飞机推进用的燃气涡轮发动机(14)和具有一个适于被加压的座舱(16)，其中，该辅助燃气涡轮发动机包括一个具有一个输入口(20)的辅助燃气涡轮发动机的压缩机(18)；并且该输入口适于从该座舱接收加压的空气(22)。
2.如权利要求1所述的辅助燃气涡轮发动机，其特征为，该输入口适于从该飞机推进用的燃气涡轮发动机接收放气(23)。
3.如权利要求1所述的辅助燃气涡轮发动机，其特征为，还包括一个辅助燃气涡轮发动机的涡轮(24)，该涡轮(24)与该压缩机机械地连接，并且与一发电机(26)可运转地连接。
4.如权利要求1所述的辅助燃气涡轮发动机，其特征为，还包括一个辅助燃气涡轮发动机的燃烧室(30)，其中，该压缩机包括一个与该燃烧室成流体连通的输出导管(32)，并且，该输出导管包括一个适于将空气(36)从该输出导管放泄至大气(38)的可变面积放气阀(34)。
5.如权利要求1所述的辅助燃气涡轮发动机，其特征为，还包括一个辅助燃气涡轮发动机的燃烧室，其中，该压缩机包括一个与该燃烧室成流体连通的输出导管，并且，该输出导管为可变面积输出导管。
6.如权利要求1所述的辅助燃气涡轮发动机，其特征为，该输入口为经过声学处理的输入口。
全文摘要
可安装在飞机(12)上的一种非飞机推进用的辅助燃气涡轮发动机(10)具有可加压的座舱(16)。该辅助燃气涡轮发动机包括具有一个输入口(20)的一个辅助燃气涡轮发动机的压缩机(18)；其特征还在于，该输入口可从该座舱接收加压的空气(22)。
文档编号F02C7/04GK101025115SQ20071000673
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月2日 优先权日2006年2月2日
发明者C·巴兰, K·E·舍尔顿 申请人:通用电气公司