用于飞行器发动机的燃料供应系统的制作方法

本发明涉及飞行器发动机的燃料回路。本发明特别地涉及直升机涡轮轴发动机的燃料供应。

背景技术：

1、在飞行器燃气涡轮发动机的燃料回路中，流速的产生通常提供给所谓的“高压”(hp)容积泵，该“高压”容积泵由燃气涡轮发动机的转子经由附件齿轮箱进行驱动，换句话说，经由由燃气涡轮发动机的发动机轴驱动的齿轮系进行驱动。转子本身被设定为通过燃料的燃烧而进行旋转。还可以在容积泵的上游设置所谓的“低压”(bp)离心泵，以保证容积泵入口处有足够的压力，从而避免空蚀现象。

2、在某些飞行器(通常是直升机)上，发动机被安装在飞行器的上部中，而燃料储罐位于飞行器的下部中。

3、只有在高压泵的入口处存在液体燃料的情况下，才能保证发动机的燃料回路的正常运作。然而，在启动或重新启动时，该回路中可能存在空气或燃料蒸汽。

4、例如，在导致发动机或燃料回路设备部件的拆卸或安装的维护操作之后，可以在下一次的首次重新启动时注意到空气的存在。类似地，当发动机停止时，进气可能发生在动态或半动态密封件或阀处。在此，同样，在早上首次重新启动发动机时注意到空气的存在。同时，蒸汽的存在可能是在挥发性燃料存在的情况下重新启动热发动机时燃料蒸发的结果。燃料回路中存在空气或蒸汽相阻止、延迟或可能在启动期间中断燃料供应，从而影响燃料供应的成功。

5、为了解决这个问题，已知的是，使用位于燃料储罐中的一个或多个泵送构件(通常是电动泵送构件)，旨在通过对任何气泡进行压缩来促进燃料的供应。类似地，在储罐侧存在这种泵送系统的情况下，在发动机中与朝向储罐的返回通道连接的排放闭合构件目前用于在发动机启动之前排出空气。

6、然而，即使从储罐延伸到发动机的燃料柱最初有排空的风险，飞行器制造商也可能希望省去在储罐处设置泵送构件。这种应用是专门为中小型发动机制定的。换句话说，发动机必须是自起动式的。飞行器制造商也可能希望省去朝向储罐的返回管道。

7、因此，本发明的目的在于省去燃料储罐中的泵送构件，或者也省去朝向储罐的返回管道。

技术实现思路

1、为此，根据本发明提供了用于飞行器发动机的液体燃料供应系统，系统包括：

2、-燃料储罐，

3、-抽吸管道，该抽吸管道连接到储罐并被定位成高于储罐，

4、-电动泵，

5、-供应泵，该供应泵被配置成由附件齿轮箱机械地驱动并在出口处连接到发动机的燃料供应回路，以及

6、-空气排放口，

7、电动泵独立于供应泵与抽吸管道连通，并且与排放口连通，供应泵独立于电动泵与抽吸管道连通。

8、因此，电动泵能够排出位于供应泵上游的燃料回路中的任何气体。该电动泵由电动马达独立于由燃气涡轮发动机的高压(hp)轴的旋转驱动的附件齿轮箱的齿轮的旋转而驱动。因此，该电动泵可以特别地在燃气涡轮发动机启动之前被致动，使得在启动时由供应泵泵送的燃料不含气泡。在这些条件下，不再需要在燃气涡轮发动机启动之前在储罐本身中设置泵来排出气体。应当注意，一旦空气被排出，该装置不会将任何液体排放到排放口。

9、本发明使得能够在飞行器中节省质量。本发明降低了错误启动或与维护操作相关的风险。本发明需要在燃料回路的两个点处进行液压连接，但不会在该燃料回路、特别是该燃料回路的泵上产生任何应力。该解决方案还省去了通常适用于低压泵(如果存在的话)和某些液压机械单元(hydromechanical unit，hmu)的设计限制。本发明可以容易地适用于现有的发动机。这种排放装置不一定需要电力电子设备。排放口保持干燥。还可以看出，由于本发明的布置，电动泵与主燃料回路分离，因此不会破坏该主燃料回路。本发明省去了在维修操作之后对发动机进行排气以修复燃料回路的需要。

10、已知的是，在直升机的情况下，供应回路相对于燃料流从上游到下游包括储罐、低压泵、过滤器和高压泵，储罐被定位成高于过滤器。于是，电动泵可以邻接到主过滤器，以形成单个单元。因此，当在过滤器上游设置低压泵时，这将优选地(或者甚至必须地)是离心泵：该泵即使停止，也必须是液体可渗透的，从而使得电动泵能够从储罐中抽吸燃料。相反，停止的容积泵(例如带齿轮的容积泵)实际上是不可渗透液体的。

11、此外，本发明可以具有以下特征中的至少一个：

12、-抽吸管道借助于从储罐连续向上延伸的管道连接到储罐；

13、-系统包括空气/液体分离室，该空气/液体分离室流体地串联设置在电动泵的出口与排放口之间；

14、-具有液压保险器功能的阀流体地串联设置在空气/液体分离室的出口与排放口之间，阀被配置成当液体燃料进入阀时关闭；

15、-阀被配置成当阀的相对于通过系统的燃料流的方向的上游端与阀的下游端之间的压差大于给定阈值时关闭；

16、-系统包括闭合构件，该闭合构件在相对于电动泵形成旁路的管道中延伸，闭合构件被配置成当电动泵经受超过给定阈值的压差时实现连通；

17、-系统包括检查装置，该检查装置被配置成使得当电动泵停止时，没有气体或液体能够从相对于通过系统的燃料流的方向位于电动泵的下游的管道进入电动泵，该装置例如与阀是分立的或结合到阀中；

18、-电动泵位于燃料回路相对于通过系统的燃料流的方向在供应泵的上游延伸的部分的最高点处；和

19、-供应泵形成第一供应泵，系统包括第二供应泵，该第二供应泵相对于通过系统的燃料流的方向在电动泵的上游延伸。

20、根据本发明还提供了一种飞行器，该飞行器包括发动机，诸如燃气涡轮发动机，该发动机被配置成由根据本发明的系统供应燃料，发动机包括高压轴，该高压轴被配置成通过燃料的燃烧旋转地驱动并驱动供应泵。

21、该飞行器可以例如是旋翼飞行器。

22、最后，根据本发明提供了一种用于向飞行器发动机供应燃料的方法，在该方法中：

23、-独立于发动机的燃料供应泵，发动机的电动泵从位于飞行器上的储罐中泵送燃料并通过排放口排出气体，以及

24、-独立于电动泵，供应泵从储罐中泵送燃料并供应发动机。

技术特征：

1.用于飞行器发动机(2)的液体燃料供应系统，所述系统包括：

2.根据前一项权利要求所述的系统，其中，所述抽吸管道(24)借助于从所述储罐连续地向上延伸的管道(42)连接到所述储罐(40)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括空气/液体分离室(56)，所述空气/液体分离室流体地串联设置在所述电动泵(36)的出口与所述排放口(26)之间。

4.根据前一项权利要求所述的系统，其中，具有液压保险器功能的阀(58；58’)流体地串联设置在所述空气/液体分离室(56)的出口与所述排放口(26)之间，所述阀被配置成当液体燃料进入所述阀时关闭。

5.根据前一项权利要求所述的系统，其中，所述阀(58)被配置成当所述阀的相对于通过所述系统的燃料流的方向的上游端与所述阀的下游端之间的压差大于给定阈值时关闭。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括闭合构件(69)，所述闭合构件在相对于所述电动泵(36)形成旁路的管道(70)中延伸，所述闭合构件被配置成当所述电动泵经受超过给定阈值的压差时实现连通。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括检查装置(57；90，98)，使得当所述电动泵停止时，没有气体或液体能够从相对于通过所述系统的燃料流的方向位于所述电动泵的下游的管道进入所述电动泵(36)，所述装置例如与根据权利要求4所述的阀(58)是分立的或结合到所述阀(58’)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述电动泵(36)位于所述燃料回路相对于通过所述系统的燃料流的方向在所述供应泵(32)的上游延伸的一部分的最高点处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述供应泵(32)形成第一供应泵，所述系统包括第二供应泵(30)，所述第二供应泵相对于通过所述系统的燃料流的方向在所述电动泵(36)的上游延伸。

10.飞行器，所述飞行器包括发动机(2)，诸如燃气涡轮发动机，所述发动机被配置成由根据前述权利要求中任一项所述的系统供应燃料，所述发动机(2)包括高压轴(4)，所述高压轴被配置成通过燃料的燃烧而旋转地驱动并驱动所述供应泵(32)。

11.用于向飞行器发动机(2)供应燃料的方法，在所述方法中：

技术总结
系统包括：‑燃料储罐；‑抽吸管道，该抽吸管道连接到储罐并被定位成高于储罐；‑电动泵(36)；‑供应泵，该供应泵被配置成由附件齿轮箱机械地驱动，并在出口处连接到发动机的燃料供应回路；和‑空气排放口(26)。电动泵(36)独立于供应泵与抽吸管道连通，并与排放口连通。供应泵独立于电动泵与抽吸管道连通。

技术研发人员：菲利普·让·雷内·玛丽·本尼扎克,亚历克西斯·托马斯·瓦伦丁·隆金,皮埃尔·安东尼·司凯瑞,加布里埃尔·达里厄默洛
受保护的技术使用者：赛峰直升机发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15