泵致动设备以及相关联的泵送系统、飞行器和燃料供应方法与流程

本发明涉及一种致动设备，该致动设备旨在驱动用于飞行器发动机的燃料泵送系统的至少一个燃料泵。本发明还涉及一种燃料泵送系统、嵌入这种泵送系统的飞行器以及用于向这种飞行器的发动机供应燃料的方法。本发明适用于航空领域，特别地适用于飞行器发动机的燃料供应。

背景技术：

1、已知在飞行器上使用至少一个泵来将燃料从飞行器的燃料箱输送到飞行器的发动机的燃料喷射设备。这种泵(通常是容积泵)通常通过飞行器的液压回路来致动。

2、在一些飞行器致动器(包括燃料输送管线)电气化的背景下，已经提出通过旋转电机来驱动前面所描述的泵。更具体地，已经提出设置称为“发电机”的第一旋转电机和称为“电动机”的第二旋转电机，它们彼此电连接。在这种情况下，电动机的输出轴联接到用于驱动该电动机的泵，发电机的轴联接到飞行器的发动机的轴。发电机和电动机通常由三相电机组成。以这种方式，在飞行器的发动机运行期间，发电机输送电流，电流的频率与飞行器的发动机的旋转速度(也称为“速度”)成比例。因此，电动机的输出处的旋转速度与发动机的速度成比例，从而驱动泵以与发动机的速度成比例的流量输送燃料。

3、尽管如此，这种致动设备并不完全令人满意。

4、实际上，为了使发动机无论该发动机的速度如何都能适当地供应燃料，由这种致动设备驱动的泵的尺寸被确定为使得对于任何给定的速度，由泵供应的流量至少等于发动机在所述速度下所需的流量。一般来说，这种尺寸的确定包括选择具有适当排量的泵。

5、然而，如图1所示，发动机所需的燃料流量作为该发动机的速度的函数的变化曲线2一般为凹型递增曲线。在这种情况下，排量由在由点4所示的最低速度运行点(对应于发动机的风扇的自转阶段，或“风车”)和由点6所示的最高速度运行点(对应于起飞阶段，或“起飞”)当中的以下运行点确定：该运行点具有所需燃料流量和发动机速度的最高比率。

6、在排量由最低速度运行点4确定的情况下，由泵供应的燃料流量(由穿过所述最低速度运行点4的线8表示)总是高于发动机所需的燃料流量。例如，在最高速度运行点6处，过量燃料流量由箭头10表示。在这种情况下，安装燃料再循环设备是必要的。

7、在燃料再循环设备的运行期间，这种再循环设备(通常连接在发动机的齿轮箱的输出处)在所述齿轮箱的输出处汲取机械功率，并以热的形式耗散一部分所汲取的机械功率。然而，这种热耗散是有害的，因为燃料回路(该燃料回路包括喷射设备)被用作油回路的冷却源。任何额外的热耗散都会对交换器的尺寸产生负面影响。

8、因此，本发明旨在提供一种泵致动设备，对于发动机的任何给定的运行点，该泵致动设备导致所述运行点所需的燃料流量和由泵供应的燃料流量之间的较小差异，即，该泵致动设备减少了对燃料再循环的需求。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的是前述类型的致动设备，该致动设备包括电动机旋转电机、发电机旋转电机和电连接构件，

2、电动机旋转电机是具有达兰德(dahlander)联接器的异步电机，该异步电机包括第一转子和第一定子，该第一转子旨在机械地联接到每个泵以致动每个泵，该第一定子包括至少一个输入相，每个输入相包括两个绕组，

3、发电机旋转电机包括第二转子和第二定子，该第二转子旨在机械地联接到发动机的形成驱动轴的轴，该第二定子包括至少一个输出相，

4、电连接构件被配置成将每个输出相电连接到输入相，

5、电连接构件还被配置成对于每个输入相，根据发动机的速度将对应的绕组串联或并联地连接。

6、实际上，即使当所需燃料流量与发动机速度的最高比率对应于最低速度运行点(即风扇的自动旋转阶段)时，这种致动设备也允许选择用于确定泵的尺寸(特别是用于选择泵的排量)的最高速度运行点。在这种情况下，通过其动作，电连接设备能够实现两种不同的运行模式：

7、-对于高于所谓的“切换”速度的速度，电动机的绕组根据第一配置连接，然后，电动机通过该发电机的电力供应由发电机以与发动机的速度成比例的旋转速度并且以第一比例性比率(rapport de proportionnalité)驱动；以及

8、-低于切换速度时，电动机的绕组根据第二配置连接，然后，电动机通过该发电机的电力供应由发电机以与发动机的速度成比例的旋转速度并且以第二比例性比率驱动，该第二比例性比率高于第一比例性比率。

9、特别地，切换速度对应于在第一配置中供应的燃料流量和发动机所需的燃料流量相等时的速度。

10、由前述可知，由于根据本发明的致动设备，飞行器的发动机的任何给定的运行点所需的燃料流量和由泵供应的燃料流量之间的差异比通过已知的致动设备获得的差异小得多。因此，燃料再循环需求显著减少。

11、根据本发明的其他有利方面，致动设备包括单独地考虑或以任何技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或多个特征：

12、-电连接构件被配置成对于电动机旋转电机的每个输入相，如果发动机的速度低于或等于预定的切换速度，则将对应的绕组并联地连接，否则将对应的绕组串联地连接；

13、-电动机旋转电机包括根据三角形接法而连接在一起的三个输入相，每个输入相的两个绕组通过两个绕组的端部在中点处电连接在一起，给定的输入相的每个绕组在绕组的与对应的中点相对的端部处连接到另一相应的输入相的对应的绕组，以形成顶点，

14、电连接构件包括控制级、第一级开关、第二级开关和第三级开关，

15、第一级开关的每个输入电连接到发电机旋转电机的相应的输出相，第一级开关的每个输出连接到相应的输入相的中点，

16、第二级开关的每个输入电连接到发电机旋转电机的相应的输出相，第二级开关的每个输出连接到第一定子的相应的顶点，

17、第三级开关的输入电连接在一起，第三级开关的每个输出连接到相应的输入相的中点，

18、控制级被配置成当发动机的速度高于预定的切换速度时，将第一级开关控制为处于接通状态，并且将第二级开关和第三级开关中的每一级开关控制为处于关断状态，

19、控制级还被配置成当发动机速度低于或等于预定的切换速度时，将第一级开关控制为处于关断状态，并且将第二级开关和第三级开关中的每一级开关控制为处于接通状态。

20、此外，本发明的目的是一种用于飞行器发动机的燃料泵送系统，泵送系统包括至少一个燃料泵和如上文中所限定的致动设备，电动机旋转电机的第一转子机械地联接到每个泵以致动每个泵。

21、此外，本发明的目的是一种嵌入了如上文中所限定的泵送系统的飞行器，每个泵被插入在飞行器的燃料箱和飞行器的发动机的燃料喷射设备之间，发电机旋转电机的第二转子机械地联接到发动机的轴。

22、本发明的另一个目的是一种用于向如上文中所限定的飞行器的发动机供应燃料的方法，该方法包括将发电机旋转电机的每个输出相连接到电动机旋转电机的输入相，供应方法还包括对于每个输入相，根据发动机的速度将对应的绕组串联或并联地连接。

23、根据有利方面，供应方法包括对于每个输入相，如果发动机的速度低于或等于预定的切换速度，则将对应的绕组并联地连接，否则将对应的绕组串联地连接。