用于单引擎直升机的推进系统的制作方法

本发明涉及用于单引擎直升机的推进系统，并且更具体地涉及包括主引擎和辅助设备的推进系统。

背景技术：

单引擎直升机是包括推进系统的直升机，推进系统包括单个主引擎(通常为内燃机并且例如是涡轮轴引擎)，以通过主齿轮箱(称为btp)驱动主转子以及通过后齿轮箱(称为bta)驱动尾转子。

推进系统可进一步包括用于直升机的辅助设备。辅助设备在紧急情况下使用，以临时向直升机、更具体地向主转子和尾转子提供动力。

第一种紧急情况是主转子引擎发生故障。在这种情况下，飞行员启动被称为自转飞行的降级飞行程序。在自转飞行期间、特别是在第一飞行阶段和/或最后飞行阶段(着陆前的“拉平”)期间，辅助设备以机械的方式辅助直升机。因此，这种辅助设备显著地限制了自转飞行之后对直升机造成的损坏，因此在直升机停机时间方面是有利的。

第二种紧急情况是例如在躲避障碍物时或如果在高空出现逆温的情况下紧急需要额外的动力。

由申请人提交的文件fr-a1-3019588描述了用于集成辅助设备的各种结构。辅助设备包括旋转地驱动轴的涡轮以及用于供应驱动涡轮的受控装置，该涡轮由固态存储式气体发生器供应。在目前情况下，轴的机械旋转动力被用于通过直接在btp处或在前驱动轴处或在涡轮轴引擎(主引擎)的自由涡轮的轴处引入该动力来驱动直升机的主转子。

这些类型的推进系统会产生尺寸问题。实际上，将这种辅助设备集成在已经比较紧凑的引擎舱中会在直升机机身处和主引擎处、以及在从主引擎到btp的动力传输方面产生显著的改变。

此外，将这种动力引入主涡轮轴引擎的自由涡轮具有很多缺点。

第一个缺点是，如果主涡轮轴引擎的自由涡轮的气体供应发生故障，则主涡轮轴引擎不再产生引擎扭矩并且将在由空气动力摩擦引起的损耗的作用下非常快地减速。这些损耗可达数十千瓦(kw)。因此，应当理解的是，根据上述应用情况，即主引擎发生故障或者紧急需要额外的动力来避开障碍物，通过主转子实际看到的动力是不同的，这可能使直升机的飞行员感到惊讶。

第二个缺点是，由于通过自由涡轮注入辅助动力，在自由涡轮和/或涡轮轴引擎的以机械的方式位于涡轮轴引擎的下游的部件发生故障的情况下，并且特别是在涡轮轴引擎的减速齿轮发生故障的情况下，对于设有这种减速齿轮的涡轮轴引擎，不能够向主齿轮箱和后齿轮箱提供这种辅助动力。

第三个缺点是必须在涡轮轴引擎上设置特定的接口，以允许将所述辅助动力注入到自由涡轮。

现有技术还包括文件us-a1-2012/025032、us-a1-2015/143950和us-a1-2011/121127。

因此，本发明的目的是提出一种用于单引擎直升机的推进系统，该推进系统包括克服上述缺点的辅助设备。

技术实现要素：

为此目的，本发明提出一种用于单引擎直升机的推进系统，该推进系统包括：

·连接到前驱动轴和后驱动轴的主引擎，前驱动轴和后驱动轴分别能够驱动主齿轮箱(称为btp)和后齿轮箱(称为bta6)；

·固定到主引擎的辅助设备；

其特征在于，所述推进系统被构造成使得辅助设备能够通过将动力引入所述后驱动轴而以机械的方式驱动所述bta和所述btp。

这种推进系统只需要对主引擎(例如涡轮轴引擎)、并且更广泛地对直升机进行一些更改。此外，这种推进系统便于对辅助设备进行组装和维修。最后，辅助设备与主引擎的集成使直升机的总重量最小化。

此外，辅助设备尽可能靠近主引擎的集成方式限制了与推进系统的重心偏移相关联的影响。

最后，将动力引入后驱动轴、从而以动力学的方式引入动力自由轮的下游克服了与将动力引入涡轮轴引擎的自由涡轮有关的上述缺点。

根据本发明的推进系统可包括单独采用或组合采用的以下特征中的一个或多个特征：

-所述辅助设备包括推进设备，推进设备包括烟火装置和/或电工装置和/或电气装置和/或液压装置和/或气动装置；

-推进设备通过齿轮箱以机械的方式连接到所述后驱动轴；

-所述齿轮箱包括第一减速齿轮和/或第一自由轮，该齿轮箱被构造成将由所述推进设备产生的动力传输到所述后驱动轴；

-所述齿轮箱包括用于测量所述推进设备和/或所述后驱动轴的转速的装置；

-所述齿轮箱包括以下接口：

·联接到推进设备的第一接口；

·联接到所述后驱动轴的第一部分的第二接口，所述第一部分以机械的方式连接到所述主引擎；

·联接到所述后驱动轴的第二部分的第三接口，所述第二部分以机械的方式连接到所述bta；

-所述后驱动轴的所述第一部分连接到第二自由轮，第二自由轮连接到第二减速齿轮，所述第二减速齿轮以机械的方式连接到所述主引擎；

-主引擎是内燃机，并且更具体地是涡轮轴引擎。

本发明的第二个目的涉及包括如上所述的推进系统的直升机。

附图说明

在参考附图阅读以示例而非限制的方式提供的以下描述后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点将更清晰地显现，在附图中：

-图1是根据本发明的包括推进系统的单引擎直升机的示意图；

-图2是根据本发明的推进系统的辅助设备的详细视图；

-图3是根据本发明的推进系统的后透视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了单引擎直升机1，包括驱动螺旋桨的主转子2和通常称为尾转子的后转子3。

更具体地，主转子2由被称为btp4(以下称为btp)的主齿轮箱4驱动，该主齿轮箱自身被前驱动轴5(也被称为主驱动轴5)驱动。类似地，后转子3由被称为bta6(以下称为bta)的后齿轮箱6驱动，该后齿轮箱自身由后驱动轴7驱动。在目前情况下，前驱动轴5和后驱动轴7基本上是同轴的。

直升机1进一步包括推进系统8，该推进系统包括主引擎9和辅助设备10，该辅助设备在紧急情况下使用，以临时向直升机1、更具体地向主转子2和后转子3提供动力。辅助设备10通过附接装置11固定到主引擎9。

推进系统8被构造成使得辅助设备10能够通过将动力引入后驱动轴7而以机械的方式驱动bta6和btp4(特别是在紧急情况下)。

根据图1和图3示出的实施例，主引擎9包括输出轴12，该输出轴通过减速齿轮13和第一自由轮14(称为推进自由轮)而以机械的方式连接到前驱动轴5和后驱动轴7。

应当注意的是，在本发明中，与驱动轴5、7相关联的术语“前”和“后”是相对于第一自由轮14而使用的。

如图1和图3所示，主引擎9在这种情况下是由气体发生器15和自由涡轮16组成的涡轮轴引擎，输出轴12被附接到该自由涡轮上。气体发生器15以已知方式包括至少一个空气压缩机17，该至少一个空气压缩机以经压缩的空气为燃烧室18提供燃料，以将热气体输送到至少一个气体膨胀式涡轮19，该至少一个气体膨胀式涡轮通过驱动轴20旋转地驱动压缩机17。然后气体驱动动力传输自由涡轮16。在替代的实施方案中，主引擎9可对应于任一类型的内燃机。

如图1和图3所示，辅助设备10在此通过附接装置11(由图1中的虚线表示)固定到第一减速齿轮13，该附接装置例如是具有螺栓和外凸缘的组件。辅助设备10直接位于管31的出口口部30的下方，热气体通过该管被排出。辅助设备10(物理上)被集成到涡轮轴引擎9，换句话说，辅助设备10和涡轮轴引擎9形成了单个单元。

第一减速齿轮13降低输出轴12的转速。

第一自由轮14特别被构造成：

·例如在主引擎9发生故障期间，当辅助设备10施加的转速高于由自转飞行施加的转速时，能够将移动传输到btp4；

·当辅助设备10施加的轴转速(从减速齿轮13到btp，而不是其它的方式)高于由主引擎9施加的轴转速时，能够将移动传输到btp4。

辅助设备10包括推进设备21，该推进设备包括烟火装置和/或电工装置和/或电气装置和/或液压装置和/或气动装置。

辅助设备10可包括例如文件fr-a1-3019588或fr-a1-3019524公开的烟火装置。辅助设备10可包括例如文件fr-a1-3019221或fr1653789公开的液压装置。辅助设备可包括例如文件fr-a1-3024180公开的气动装置。

辅助设备10以机械的方式连接到后驱动轴7。

更具体地，根据图1至图3所示的实施例，推进设备21通过齿轮箱22以机械的方式连接到后驱动轴7。

齿轮箱22包括以下接口：

·联接到推进设备21的第一接口23；

·联接到所述后驱动轴7的第一部分25的第二接口24，所述第一部分25以机械的方式连接到第一自由轮14；

·联接到所述后驱动轴7的第二部分27的第三接口26，所述第二部分27以机械的方式连接到bta6。

有利地，后驱动轴7的长度的减少不影响轴系的动力学特性。

传输轴7的第一部分25和第二部分27基本上是同轴的。齿轮箱22的每个接口23、24、26例如用环箍紧固(bridée)到对应的构件以使得能够进行动力传输。

图2示出了包括第二减速齿轮28和第二自由轮29的齿轮箱22，该齿轮箱被构造成将由推进设备21产生的动力传输到后驱动轴7。

根据图3的实施例，齿轮箱22由通过两个周缘皮带32彼此组装的两个部件组成，这两个周缘皮带被端对端地安置并通过未示出的附接装置被保持在适当位置。

在目前情况下，如图2所示，由辅助设备10提供的动力通过第二自由轮29并且接着通过第二减速齿轮28被传输到后驱动轴7。

在替代的实施方案中，由辅助设备10提供的动力可通过第二减速齿轮28并且接着通过第二自由轮29被传输到后驱动轴7。

当直升机1不能正常运行时(只有主引擎9在工作)，第二自由轮29不会无意中驱动推进设备21，从而具有延长直升机的寿命的优点。因此，辅助设备10独立于主引擎9。

第二减速齿轮28使后驱动轴7的转速适应于由推进设备21施加的转速。

齿轮箱22包括用于测量齿轮箱22内的轴的、以及例如推进设备21和/或所述后驱动轴7的转速的装置。这些测量装置在每一时刻和所有飞行情况下评估主转子2的转速和后转子3的转速。

在目前情况下，第二减速齿轮28包括具有单个齿轮的齿轮组。然而，该示例决不是限制性的，并且基于所需的减小量，第二减速齿轮28例如可包括例如具有直齿的多个齿轮组和/或多个行星齿轮组。

在替代的实施方案中，多个推进设备21联接到齿轮箱22。

在正常运行期间，主引擎9提供驱动btp4和bta6以及因此驱动主转子2和后转子3所需的所有动力。由主引擎9提供的动力在第一减速齿轮13的输出端通过第一自由轮14传输到前驱动轴5和后驱动轴7。

在紧急情况下，例如在主引擎9发生故障的情况下，辅助设备10通过对后驱动轴7供应动力来临时提高前驱动轴5的转速和后驱动轴7的转速，从而临时提高主转子2的转速和后转子3的转速。由于第一自由轮14，使得能够将动力从辅助设备10传输到btp4。