用于暂时增加动力的装置和方法_2

文档序号:8905765阅读:来源:国知局
装置13。这种装置13包括冷却液槽14、用于对槽14增压的第一增压回路15A、用于对槽14增压的第二增压回路15B、第一冷却液注入回路16A和第二冷却液注入回路16B。包含在槽14中的冷却液可以例如由水自身或者混合有防冻剂(诸如,甲醇、乙醇和/或乙二醇)的水构成。槽14具有降压电磁阀18,所述降压电磁阀18连接到飞机I的中央控制单元19。通过使用这种电磁阀18,中央控制单元19能够例如在结束飞行之后致使槽降压。
[0027]第一增压回路15A将槽14连接到位于第一涡轮轴发动机5A的压缩机8的至少一个级的下游的增压空气外送部位20A。第一增压回路15A包括止回阀21,所述止回阀21定向成:使得增压空气能够从压缩机8流向槽14,而且防止槽14沿着相反方向降压。第二增压回路15B将槽14连接到位于第二涡轮轴发动机5B的压缩机8的至少一个级的下游处的增压空气外送部位20B。第二增压回路15B包括止回阀21,所述止回阀21定向成:使得增压空气能够从压缩机8流向槽14,而且防止槽14沿着相反的方向降压。通过增压回路15A、15B的冗余,能够确保在连接有另一条回路的涡轮轴发动机发生故障的情况中继续为槽14增压。
[0028]第一和第二注入回路16A、16B中的每一条均连接到槽14并且通往安装在第一和第二涡轮轴发动机5A和5B的压缩机8上游的多个注入喷嘴22。这些注入回路16A、16B中的每一条均包括相应的流量阀23,所述流量阀23是流体控制开/关阀,用于使得冷却液从槽14经由注入回路16A、16B流至位于对应的涡轮轴发动机5A、5B的压缩机8上游的注入喷嘴22或者防止所述冷却液流至所述注入喷嘴22。流体控制流量阀23具有活塞24,所述活塞24可滑动安装在具有进给口 26、控制入口 27和出口 28的室25中。进给口 26和出口 28位于活塞24的同一侧上,所述活塞24被偏压压抵在进给口 26上,而控制入口 27位于活塞24的相对侧上。因此,由于进给口 26的压力高于控制入口 27的压力,流量阀23打开。当这个压差超过由活塞24的轴向偏压预定的阈值时,流量阀23打开,以便允许冷却液流经流量阀23。
[0029]在两条注入回路16A、16B中的每一条中,流量阀23的进给口 26连接到槽14,而出口 28连接到喷嘴22。相比之下,在第一注入回路16A中,流量阀23的控制入口 27连接到导管17A,所述导管17A连接到第二涡轮轴发动机5B的增压空气外送部位20B,而在第二注入回路16B中,流量阀23的控制入口 27连接到导管17B,所述导管17B连接到第一涡轮轴发动机5A的增压空气外送部位20A。
[0030]因此,在第一注入回路16A中,由高于由第二涡轮轴发动机5B的压缩机8供应的压缩空气的压力的槽14输送的冷却液的压力来控制流量阀23,而在第二注入回路16B中,通过高于由第一涡轮轴发动机5A的压缩机8供应的压缩空气的压力的冷却液的压力打开流量阀23。只要基本相同的第一和第二涡轮轴发动机5A和5B以相同的速度运转,则这些压差为零,两条注入回路16A和16B中的流量阀23保持关闭。然而,在第二涡轮轴发动机5B发生故障而第一涡轮轴发动机5A继续以正常速度运转的情况中,槽14 (由第一涡轮轴发动机5A的压缩机8供应的压缩空气仍然增压)中的压力高于由第二涡轮轴发动机5B的压缩机8经由导管17A供应的压力,并且所述冷却液槽14中的压力增加,最终克服闭合第一注入回路16A的流量阀23的活塞24的偏压,由此打开针对冷却液的通道,以便使得冷却液流能够被注入到第一涡轮轴发动机5A的压缩机8的上游端部中。以这种方式注入到第一涡轮轴发动机5A的气流中的冷却液因此能够暂时增加所述第一涡轮轴发动机5A的动力,以弥补第二涡轮轴发动机5B的故障。而且,在第一涡轮轴发动机5A发生故障而第二涡轮轴发动机5B继续以正常速度运转的情况中,槽14(仍然由第二涡轮轴发动机5B的压缩机8供应的压缩空气为其增压)中的压力高于第一涡轮轴发动机5A的压缩机8经由导管17B供应的压力,并且其继续增加,最终克服闭合第二注入回路16B的流量阀23的活塞24的偏压,由此对冷却液提供通路,以便使得冷却液流注入到第二涡轮轴发动机5B的压缩机8的上游端部。以这种方式注入到第二涡轮轴发动机5B中的气流的冷却液因此能够暂时增加所述第二涡轮轴发动机5B的动力,以便弥补第一涡轮轴发动机5A的故障。在两种情况中,注入冷却液的流率以被动方式调节,调节的力度为槽14的压力高于大气压的量。因此,用于暂时增加动力的装置13能够通过注入更大流率的冷却液至少部分地自然弥补处于高水平的涡轮轴发动机5A、5B的降低的性能。
[0031]在其流量阀23的正上游处,每条注入回路16A、16B均还包括连接到位于注入回路16AU6B的下游的涡轮轴发动机5A、5B的单独控制单元30的电磁阀29,以便激活回路16A、16B中的每一条或者使得回路16A、16B中的每一条关闭。因此,这个单独控制单元30 (也可以连接到中央控制单元19)能够通过根据涡轮轴发动机5A、5B中的每一个的操作参数和/或根据用户(诸如飞行员)的命令使得电磁阀29打开来激活注入回路16A、16B,并且能够通过致使电磁阀29关闭而再一次使得其关闭。每条注入回路16A、16B均还包括液体入口31,所述液体入口 31具有止回阀32,使得喷嘴26还能够用于清洁压缩机8。每条增压回路15AU5B中的过滤器33用于避免来自涡轮轴发动机5A、5B中的污染物污染槽14中的冷却液。注入回路16A、16B中的粗滤器34还使得能够避免其它污染物与冷却液一起注入到涡轮轴发动机5A、5B的气流中。
[0032]尽管在第一实施例中,动力装置4仅仅具有两个涡轮轴发动机5A和5B,但是相同的原理还能够应用于具有多于两个涡轮发动机的动力装置。因此,图3示出了第二实施例中的动力装置4,所述动力装置4具有三个涡轮轴发动机5A、5B和5C,以及用于暂时增加它们动力的装置13。
[0033]在第二实施例中,装置14构造成:在涡轮轴发动机5A、5B或者5C中的一个发生故障的情况中,冷却液被注入到其它两个涡轮轴发动机中的一个上游的气流中,以暂时弥补这种故障引致的动力装置4的动力损失。
[0034]为此,并且如在第一实施例中,装置13具有:第一回路16A,所述第一回路16A用于将冷却液注入到通过第一涡轮轴发动机5A的气流的上游端部中;和第二回路16B,所述第二回路16B用于将冷却液注入到通过第二涡轮轴发动机5B的气流的上游端部中;和第三回路16C,其用于将冷却液注入到通过第三涡轮轴发动机5C的气流的上游端部中。
[0035]第一、第二和第三注入回路16A、16B和16C中的每一条均连接到槽14并且通往多个注入喷嘴22,所述注入喷嘴22安装在第一、第二和第三涡轮轴发动机5A、5B和5C中的相应一条的压缩机8的上游。注入回路16A、16B和16C中的每一条均具有相应的流量阀23,用于允许冷却液流从槽14流至对应的涡轮轴发动机5A、5B、5C的压缩机8上游的注入喷嘴22或者防止流至所述喷嘴22。
[0036]注入回路16A、16B、16C中的流量阀23中的每一个均是流体控制开/关阀,所述流体控制开/关阀的结构与第一实施例的流量阀相同并且以与第一实施例的流量阀相同的方式操作。在该第二实施例中,由高于由其它两个涡轮轴发动机中的一个的压缩机8供应的压力的冷却液压力控制用于将冷却液注入到每个涡轮轴发动机5A、5B或者5C的上游端部中的回路16A、16B或者16C的流量阀23。因此,在第一注入回路16A中,导管17A将第一流量阀23的控制入口 27连接到位于第二涡轮轴发动机5B的压缩机8的至少一个级的下游的增压空气外送部位20B。在第二注入回路16B中,导管17B将第一流量阀23的控制入口 27连接到位于第三涡轮轴发动机5C的压缩机8的至少一个级的下游处的增压空气外送部位20C。最后,在第三注入回路16C中,导管17C将第一流量阀23的控制入口 27连接到位于第一涡轮轴发动机5A的压缩机8的至少一个级的下游处的增压空气外送部位20A。
[0037]因此,在三个涡轮轴发动机5A、5B、5C中的任意一个发生故障的情况中,用于将冷却液注入到其它两个涡轮轴发动机中的一个的上游端部中的回路将打开,以便将冷却液注入到通过该涡轮轴发动机的气流中,其中,注入的流率被自然调节,调节的力度为槽14中的压力高于大气压力的程度。用于暂时增加动力的这种装置13的其它部件与第一实施例的部件基本相同,因此用相同的附图标记表示所述部件。特别地,在第二实施例中,即使自然地同样能够设想连接到第三涡轮轴发动机5C的第三增压回路,但是第一实施例的相同的两个增压回路15A、15B便满足提供足够冗余的需要,以弥补涡轮轴发动机5A、5B或者5C中的单个一个的故障。
[0038]在特定情况中,在具有多于两个涡轮发动机的动力装置中,在涡轮发动机中的一个发生故障的情况中,可能期望暂时增加其它涡轮发动机中的多于仅仅一个涡轮发动机的动力,以弥补因出现故障的涡轮发动机所造成的动力损失。图4中示出的第三实施例具有拥有三个涡轮轴发动机5A、5B和5C的动力装置4,所述动力装置4具
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