本發(fā)明涉及一種用于渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的緊急啟動(dòng)的自發(fā)的液壓設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種多引擎直升機(jī)、尤其是雙引擎或三引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的架構(gòu)，該多引擎直升機(jī)配備有至少一個(gè)這種用于緊急啟動(dòng)的設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種包括具有這種架構(gòu)的推進(jìn)系統(tǒng)的直升機(jī)。

背景技術(shù)：

以已知的方式，雙引擎或三引擎直升機(jī)具有包括兩個(gè)或三個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)，每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器和自由渦輪，氣體發(fā)生器使該自由渦輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且該自由渦輪被剛性地連接到輸出軸。每個(gè)自由渦輪的輸出軸均適于使動(dòng)力傳輸齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)，該動(dòng)力傳輸齒輪箱自身驅(qū)動(dòng)直升機(jī)的旋翼，該旋翼配備有具有可變的槳距的葉片。

已知直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在取決于直升機(jī)的飛行情況的狀態(tài)下運(yùn)行。在下文自始至終地，在除了暫態(tài)的起飛階段、上升階段、著陸階段或懸停飛行之外的所有飛行階段期間，當(dāng)直升機(jī)以正常情況前進(jìn)時(shí)，該直升機(jī)被稱為處于巡航飛行狀況。在下文自始至終地，當(dāng)直升機(jī)必須使全部的安裝動(dòng)力(installed power)可用時(shí)，即，當(dāng)處于起飛、上升、著陸的暫態(tài)階段以及處于縮寫OEI(單發(fā)動(dòng)機(jī)失效，One Engine Inoperative)所指的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)發(fā)生故障的狀態(tài)下時(shí)，該直升機(jī)被稱為處于臨界飛行狀況。

已知的是，當(dāng)直升機(jī)處于巡航飛行狀況時(shí)，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)以小于其最大連續(xù)功率的低功率水平運(yùn)行。這些低功率水平導(dǎo)致比耗量(在后文中稱為Cs)并且因此導(dǎo)致巡航飛行中的燃料的過度消耗，該比耗量被定義為由渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室每小時(shí)消耗的燃料與由該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的機(jī)械功率之間的比，該比大于最大起飛功率的Cs的大約30％。

此外，直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)為是過尺寸的，以使得該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)失效的情況下可保持直升機(jī)進(jìn)行飛行。該飛行狀況對(duì)應(yīng)于上文所描述的OEI狀態(tài)。該飛行狀況在損失發(fā)動(dòng)機(jī)之后發(fā)生，并且轉(zhuǎn)變?yōu)橄率鍪聦?shí)：處于運(yùn)行的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)均供應(yīng)遠(yuǎn)高于額定功率的功率，以使得直升機(jī)能夠應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)的狀況并且之后能夠繼續(xù)飛行。

其次，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)同樣是過尺寸的以能夠確保飛行過由航空器制造商所指定的整個(gè)飛行包線，以及尤其確保在高的高度和在炎熱的天氣中飛行。這些尤其當(dāng)直升機(jī)具有接近于其最大起飛質(zhì)量的質(zhì)量時(shí)非常矛盾的飛行點(diǎn)僅在特定的使用情況下會(huì)遇到。

這些過尺寸的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)在質(zhì)量與燃料消耗方面是不利的。為了降低巡航飛行中的該消耗，設(shè)想在飛行中停止渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)并且使所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于被稱為待命的狀態(tài)。因此，活動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)以更高的功率水平運(yùn)行以供應(yīng)所有必需的功率，并且因此處于更有利的Cs水平。

在FR1151717和FR1359766中，申請(qǐng)人提出了使直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的比耗量最優(yōu)化的方法：通過使至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于被稱為連續(xù)狀態(tài)的穩(wěn)定的功率狀態(tài)，以及使至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于特定的待命狀態(tài)，該至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)需求以緊急的方式或者以常規(guī)的方式從該待命狀態(tài)退出。當(dāng)飛行狀況的變化使得必須啟動(dòng)待機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，例如，當(dāng)直升機(jī)將從巡航飛行狀況轉(zhuǎn)變到著陸階段時(shí)，從待機(jī)狀態(tài)的退出被稱為常規(guī)。在10秒到1分鐘的時(shí)間段之內(nèi)執(zhí)行該類型的從待機(jī)的常規(guī)退出。當(dāng)活動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率出現(xiàn)失效或不足時(shí)，或者當(dāng)飛行情況突然變得困難時(shí)，從待機(jī)狀態(tài)的退出被稱為緊急。在小于10秒的時(shí)間段之內(nèi)執(zhí)行該類型的從待機(jī)的緊急退出。

渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)從待機(jī)狀態(tài)的退出以及從經(jīng)濟(jì)的飛行階段到傳統(tǒng)的飛行階段進(jìn)行的轉(zhuǎn)變例如是通過用于使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)的組合件(pack)得到的，該組合件與用于存儲(chǔ)能量的設(shè)備相關(guān)聯(lián)，該設(shè)備是諸如鋰離子電池類型的電化學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備或過電容(overcapacity)類型的靜電存儲(chǔ)設(shè)備，該設(shè)備使得能夠?qū)⒂糜谥匦聠?dòng)和快速地達(dá)到額定的運(yùn)行狀態(tài)所需的能量供應(yīng)到渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

這種用于使處于待機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)緊急重新啟動(dòng)的組合件具有基本增加渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的總重量的缺點(diǎn)。因此，尤其當(dāng)每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)均配備有該類型的緊急重新啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，通過使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于待機(jī)獲得的在燃料消耗方面的益處被由重新啟動(dòng)設(shè)備和相關(guān)的能量存儲(chǔ)設(shè)備帶來的額外的重量部分地?fù)p失了。

此外，這些電氣工程部件可取決于該電氣工程部件安裝在其上的直升機(jī)的電氣架構(gòu)。

因此，發(fā)明人尋求調(diào)和先驗(yàn)不相容的問題，即，尋求下述的可能性：使直升機(jī)處于經(jīng)濟(jì)的飛行階段，即，使至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于待機(jī)而不產(chǎn)生推進(jìn)系統(tǒng)的組件的太大的額外重量，但同時(shí)還使得能夠從待機(jī)狀態(tài)緊急退出。

換言之，發(fā)明人尋求提出一種用于使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)緊急重新啟動(dòng)的新的設(shè)備，以及雙引擎或三引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的新的架構(gòu)。

發(fā)明目的

本發(fā)明目的在于提供一種用于使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)的設(shè)備，該設(shè)備克服了在先的解決方案的缺點(diǎn)。

本發(fā)明目的還在于提供一種多引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)。

本發(fā)明目的還在于提供一種多引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)使得渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠被置于待機(jī)以及使得該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠快速重新啟動(dòng)。

本發(fā)明目的還在于在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中提供一種推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)具有非過高的質(zhì)量與體積以被裝載在直升機(jī)中。

本發(fā)明目的還在于在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中提供一種推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)具有比現(xiàn)有技術(shù)的有著相同性能的架構(gòu)更低的成本。

本發(fā)明目的還在于提供一種用于使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明涉及一種用于使直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)緊急啟動(dòng)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：

-液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)機(jī)械地連接到所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，并且適于使所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以有利于該發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，

-液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，該液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備通過液壓回路連接到所述液壓馬達(dá)，該液壓回路用于將加壓液體供應(yīng)到所述液壓馬達(dá)，

-具有受控的快速開放的液壓閥，該液壓閥在所述存儲(chǔ)設(shè)備與所述液壓馬達(dá)之間被布置在液壓回路上，并且適于按照指令至少被置于開放位置或關(guān)閉位置處，在該開放位置，液體可供應(yīng)所述液壓馬達(dá)，由此有利于使所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，在該關(guān)閉位置，所述液壓馬達(dá)不再被供應(yīng)加壓液體，

-用于回收液體的貯液器，該貯液器通過放液閥連接到所述液壓馬達(dá)。

因此，用于使根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的設(shè)備提供了一種液壓設(shè)備，以確保使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，優(yōu)選地，該液壓設(shè)備完全獨(dú)立于這種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)意在安裝在其上的直升機(jī)的液壓網(wǎng)絡(luò)。

以已知的方式，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器和自由渦輪，該自由渦輪由氣體發(fā)生器提供動(dòng)力并且連接到動(dòng)力傳輸齒輪箱。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于啟動(dòng)的設(shè)備設(shè)置了：液壓馬達(dá)使得渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體發(fā)生器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該液壓馬達(dá)適于將供應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的加壓液體的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器的機(jī)械動(dòng)力。

液體通過液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備與具有受控的快速開放的閥的協(xié)作被供應(yīng)到液壓馬達(dá)。

因此，該類型的啟動(dòng)設(shè)備獨(dú)立于直升機(jī)的動(dòng)力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)并且不需要體積龐大的存儲(chǔ)電池。因此，所提出的解決方案使得能夠確保使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、尤其是使被置于待機(jī)狀態(tài)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)，而不引起體積、質(zhì)量和成本方面的問題。

此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備使用簡便，并且可在將其整合在直升機(jī)中之前在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)該設(shè)備進(jìn)行測試。

一旦液壓回路中的液體的壓力超過預(yù)定的閾值，則由回收貯液器與放液閥形成的組件使液體能夠從該回路排出，并且使得該所排出的液體能夠被回收到回收貯液器中。放液閥限定出預(yù)定的閾值，在該閾值之上則液體從液壓回路被排出。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備從包括囊式存儲(chǔ)設(shè)備、隔膜式存儲(chǔ)設(shè)備和活塞式存儲(chǔ)設(shè)備的組中選擇。

這種存儲(chǔ)設(shè)備例如包括由金屬或復(fù)合材料制成的外殼、使得能夠確保存儲(chǔ)設(shè)備的可用性的壓力傳感器、安全閥、氮、氦或氬類型的氣體貯存器和油的貯液器，該油作為用于供應(yīng)液壓回路的液體使用。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，液壓馬達(dá)包括傳動(dòng)軸(propshaft)，該傳動(dòng)軸通過嚙合裝置機(jī)械地連接到所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的附件齒輪箱的被稱為齒輪箱軸的軸，該嚙合裝置包括至少一個(gè)由所述傳動(dòng)軸支撐的自由輪。

渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的附件齒輪箱使得能夠驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)，需要該輔助系統(tǒng)以用于渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體發(fā)生器的運(yùn)行和直升機(jī)的諸如空調(diào)設(shè)備之類的設(shè)備的運(yùn)行。根據(jù)該變型，液壓馬達(dá)被直接地整合在該附件齒輪箱中，并且這首先使得能夠有利于該液壓馬達(dá)的安裝以及與渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體發(fā)生器的相互連接，其次，如果必要的話使得能夠供應(yīng)某些所需的動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)和/或?yàn)橹鄙龣C(jī)的設(shè)備提供動(dòng)力。

自由輪的存在使得能夠在氣體發(fā)生器供應(yīng)機(jī)械動(dòng)力時(shí)避免液壓馬達(dá)自發(fā)地被附件齒輪箱驅(qū)動(dòng)。

有利地并且根據(jù)該變型，所述嚙合裝置進(jìn)一步包括：

-包括所述傳動(dòng)軸的第一嚙合級(jí)，所述傳動(dòng)軸支撐安裝在所述自由輪上的主小齒輪和被稱為泵送小齒輪的小齒輪，

-包括所述齒輪箱軸的第二嚙合級(jí)，所述齒輪箱軸支撐與所述第一嚙合級(jí)的所述主小齒輪嚙合的主小齒輪和被稱為泵送小齒輪的小齒輪，

-中間嚙合級(jí)，所述中間嚙合級(jí)包括支撐連接小齒輪的中間軸，該連接小齒輪能在接合位置與分離位置之間移動(dòng)，在該接合位置，該連接小齒輪與第一嚙合級(jí)和第二嚙合級(jí)的所述泵送小齒輪嚙合在一起，在該分離位置，該連接小齒輪不與所述泵送小齒輪干涉。

根據(jù)該變型的設(shè)備使得設(shè)備能夠可逆地運(yùn)行。特別地，該設(shè)備不僅使得能夠確保通過液壓馬達(dá)來啟動(dòng)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，而且能夠?qū)⒁簤厚R達(dá)作為液壓泵使用來重新裝載液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。為此，中間級(jí)包括連接小齒輪，該連接小齒輪適于從其既不聯(lián)接到傳動(dòng)軸又不聯(lián)接到齒輪箱軸所在的位置(因此液壓馬達(dá)作為馬達(dá)運(yùn)行并且供應(yīng)機(jī)械動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)附件齒輪箱的軸)移動(dòng)到該連接齒輪與傳動(dòng)軸和齒輪箱軸聯(lián)接在一起所在的位置(因此液壓馬達(dá)用作液壓泵，并且附件齒輪箱的軸通過中間軸使傳動(dòng)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。被布置在齒輪箱軸與傳動(dòng)軸之間的該中間軸使傳動(dòng)軸關(guān)于第一位置的旋轉(zhuǎn)方向相反，因此將液壓泵的功能賦予液壓馬達(dá))。

當(dāng)液壓馬達(dá)被用作液壓泵以確保液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行重新裝載時(shí)，有用的是提供一種用于控制放液閥的設(shè)備以防止該放液閥的止回運(yùn)行。

本發(fā)明還涉及一種多引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)包括連接到動(dòng)力傳輸齒輪箱的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該推進(jìn)系統(tǒng)包括：

-所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中的至少一個(gè)被稱為混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在直升機(jī)的穩(wěn)定的飛行期間以至少一個(gè)待機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，其它的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)僅在該穩(wěn)定的飛行期間運(yùn)行，

-至少一個(gè)用于使根據(jù)本發(fā)明的混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)緊急重新啟動(dòng)的設(shè)備，該設(shè)備適于能夠使該混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)脫離所述待機(jī)狀態(tài)并且到達(dá)被稱為額定狀態(tài)的狀態(tài)，在該額定狀態(tài)下，該混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)將機(jī)械動(dòng)力供應(yīng)到所述動(dòng)力傳輸齒輪箱。

用于使根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的設(shè)備尤其用于被整合到多引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)中，該推進(jìn)系統(tǒng)包括至少一個(gè)能夠被置于待機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。液壓啟動(dòng)設(shè)備使得當(dāng)需要時(shí)能夠確保使處于待機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)緊急重新啟動(dòng)。

混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)是下述的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)：其被設(shè)計(jì)為能夠按照指令并且自發(fā)地處于至少一個(gè)預(yù)定的待機(jī)狀態(tài)，其可以常規(guī)的或者快速的方式(也被稱為緊急方式)退出該待機(jī)狀態(tài)。在直升機(jī)的穩(wěn)定的飛行期間，即，當(dāng)直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)沒有失效時(shí)，在巡航飛行狀況期間，當(dāng)所述直升機(jī)以正常情況前進(jìn)時(shí)，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)可僅處于待機(jī)。從待機(jī)狀態(tài)的退出在于，通過驅(qū)動(dòng)器使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w發(fā)生器的加速模式，該驅(qū)動(dòng)器與根據(jù)情況所施加的退出模式(從待機(jī)常規(guī)退出或者從待機(jī)快速退出(也被稱為緊急退出))兼容。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的變型的推進(jìn)系統(tǒng)包括兩個(gè)混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的緊急重新啟動(dòng)設(shè)備，每個(gè)混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)均與重新啟動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)。

根據(jù)該變型，系統(tǒng)具有對(duì)每個(gè)液壓馬達(dá)的單獨(dú)的液壓供應(yīng)，以使每個(gè)混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)變型的系統(tǒng)包括兩個(gè)混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和單個(gè)根據(jù)本發(fā)明的重新啟動(dòng)設(shè)備，該重新啟動(dòng)設(shè)備包括兩個(gè)分別連接到每個(gè)混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓馬達(dá)，所述液壓閥是自鎖閥，該自鎖閥被控制以使流體朝向待重新啟動(dòng)的混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的所述液壓馬達(dá)定向。

根據(jù)該變型，自鎖閥被控制以使液壓回路的液體朝向必須被重新啟動(dòng)的混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)定向。

本發(fā)明還涉及一種包括根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的直升機(jī)。

本發(fā)明還涉及一種用于使直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)緊急啟動(dòng)的方法，其特征在于，所述方法包括：

-控制液壓閥進(jìn)行開放的步驟，該液壓閥在液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備與液壓馬達(dá)之間被布置在液壓回路上，該液壓馬達(dá)機(jī)械地連接到所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，

-引導(dǎo)液體的步驟，該液體被朝向所述液壓馬達(dá)移送，

-通過所述液壓馬達(dá)將加壓液體的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)的步驟。

本發(fā)明還涉及一種用于啟動(dòng)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備、一種多引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)、一種配備有推進(jìn)系統(tǒng)的直升機(jī)和一種用于啟動(dòng)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，通過上文或下文所提及的全部特征或某些特征來組合地表征。

附圖說明

通過閱讀以下完全基于非限制性提供的說明并且參照附圖，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得很明顯，在附圖中：

圖1為用于啟動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備的示意圖，

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖，

圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的架構(gòu)的示意圖，

圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)設(shè)備的嚙合裝置處于設(shè)備以馬達(dá)模式運(yùn)行的位置的示意圖，

圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)設(shè)備的嚙合裝置處于設(shè)備以泵模式運(yùn)行的位置的示意圖。

具體實(shí)施方式

在附圖中，出于示例和清楚起見，不考慮比例和比率。

圖1為用于啟動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6的設(shè)備的示意圖。

這種設(shè)備包括液壓馬達(dá)7，該液壓馬達(dá)通過自由輪8機(jī)械地連接到渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6。該液壓馬達(dá)7可以是具有軸向或者徑向的活塞的馬達(dá)。該液壓馬達(dá)的功能是將其接收到的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力，因此使得能夠?qū)崿F(xiàn)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。

優(yōu)選地，該液壓馬達(dá)7通過附件齒輪箱(在圖1中未示出)安裝在渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6上。

設(shè)備進(jìn)一步包括液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備9，該液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備通過液壓回路10連接到液壓馬達(dá)7，該液壓回路用于將加壓液體供應(yīng)到該液壓馬達(dá)7。根據(jù)圖1中的實(shí)施例，該液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備9是整體活塞式存儲(chǔ)設(shè)備16?；钊?6限定出用于具有可變的體積的氣體的隔室17和用于具有可變的體積的油的隔室18。氣體隔室17例如裝填有氮?dú)?、氦氣或氬氣。來自氣體隔室17的該氣體在活塞16上施加壓力，該活塞可被朝向增加氣體隔室17的體積以及減小油隔室18的體積移動(dòng)。因此，油被朝向液壓回路10推動(dòng)。

液壓馬達(dá)7的供應(yīng)取決于液壓閥11，該液壓閥具有受控的快速開放并且在存儲(chǔ)設(shè)備9與液壓馬達(dá)7之間被布置在液壓回路10上。

該液壓閥11被控制設(shè)備12控制，優(yōu)選地，該控制設(shè)備是渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6的控制計(jì)算機(jī)，這進(jìn)一步使得能夠限定渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)閥11被控制處于開放時(shí)，來自存儲(chǔ)設(shè)備9的油隔室18的油被朝向液壓馬達(dá)7噴射，使得所述馬達(dá)將接收到的油的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換為在出口處的機(jī)械動(dòng)力。

啟動(dòng)設(shè)備還包括用于回收液體的貯液器14，該貯液器通過放液閥15連接到液壓馬達(dá)7。該閥以下述的方式設(shè)置：使得一旦壓力超過預(yù)定的閾值，油被從回路10噴射出。

有利地，在如圖2所示的雙引擎直升機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)的架構(gòu)中設(shè)置圖1的啟動(dòng)設(shè)備。

根據(jù)圖2中的實(shí)施例，推進(jìn)系統(tǒng)包括兩個(gè)連接到動(dòng)力傳輸齒輪箱22的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6、16，該動(dòng)力傳輸齒輪箱進(jìn)而驅(qū)動(dòng)直升機(jī)的旋翼(在附圖中未示出)。每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)均為混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在直升機(jī)的穩(wěn)定飛行期間被置于至少一個(gè)待機(jī)狀態(tài)，在緊急情況下該混合渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠通過根據(jù)本發(fā)明的啟動(dòng)設(shè)備從這至少一個(gè)待機(jī)狀態(tài)再次退出。以已知的方式，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器、燃燒室和自由渦輪。

待機(jī)狀態(tài)例如是以下運(yùn)行狀態(tài)中的一個(gè)：

-被稱為傳統(tǒng)空載狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)，在該待機(jī)狀態(tài)下，燃燒室點(diǎn)火，并且氣體發(fā)生器的軸以介于額定速度的60％到80％之間的速度旋轉(zhuǎn)，

-被稱為傳統(tǒng)超空載狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)，在該待機(jī)狀態(tài)下，燃燒室點(diǎn)火，并且氣體發(fā)生器的軸以介于額定速度的20％到60％之間的速度旋轉(zhuǎn)，

-被稱為輔助超空載狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)，在該待機(jī)狀態(tài)下，燃燒室點(diǎn)火，并且氣體發(fā)生器的軸在機(jī)械輔助下以介于額定速度的20％到60％之間的速度旋轉(zhuǎn)，

-被稱為飛行傾斜(banking)狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)，在該待機(jī)狀態(tài)下，燃燒室熄滅，并且氣體發(fā)生器的軸在機(jī)械輔助下以介于額定速度的5％到20％之間的速度旋轉(zhuǎn)，

-被稱為停機(jī)狀態(tài)的待機(jī)狀態(tài)，在該待機(jī)狀態(tài)下，燃燒室熄滅，并且氣體發(fā)生器的軸完全停止。

除了結(jié)合圖1進(jìn)行說明的元件之外，啟動(dòng)設(shè)備包括液壓馬達(dá)17，該液壓馬達(dá)通過自由輪18連接到渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)16。此外，液壓回路10從液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備9延伸到達(dá)液壓馬達(dá)17和液壓馬達(dá)7。

根據(jù)該實(shí)施例，受控的閥11是三通閥，適于按照指令使得能夠?qū)B接到渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)16的液壓馬達(dá)17進(jìn)行供應(yīng)，或者對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6的液壓馬達(dá)7進(jìn)行供應(yīng)。指令取決于處于待機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，在緊急狀況下該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)必須退出其待機(jī)狀態(tài)。

對(duì)每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6、16而言，具有該架構(gòu)的啟動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行原理與結(jié)合圖1進(jìn)行說明的運(yùn)行原理相同。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的推進(jìn)系統(tǒng)。根據(jù)該實(shí)施例，對(duì)每個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)提供單獨(dú)的啟動(dòng)設(shè)備。換言之，液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備29、39與每個(gè)液壓馬達(dá)7、17相關(guān)聯(lián)，并且閥21、31與每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備29、39相關(guān)聯(lián)，以確保對(duì)馬達(dá)進(jìn)行供應(yīng)以及使對(duì)應(yīng)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)。閥21、31由控制單元12控制。僅用于回收油的貯液器14是兩個(gè)啟動(dòng)設(shè)備共用的。根據(jù)在附圖中未示出的另一個(gè)變型，所有的元件(包括回收貯液器14)都是單獨(dú)的。

對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)6、16而言，推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括單獨(dú)的放液閥15、15'，該放液閥與該發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)。每個(gè)放液閥15、15'具有雙重的功能。

首先，當(dāng)相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)不活動(dòng)時(shí)，該放液閥使得能夠?qū)⒂捅３衷谒霭l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。因此，放液閥使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠避免空著啟動(dòng)。

其次，當(dāng)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)啟動(dòng)時(shí)，來自運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的返回管線的油必須被防止供應(yīng)另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(否則該發(fā)動(dòng)機(jī)也將開始旋轉(zhuǎn))。因此，在該情況下放液閥使得能夠充當(dāng)用于隔離另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的止回設(shè)備。

此外，根據(jù)圖3的實(shí)施例，液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備29、39是囊式存儲(chǔ)設(shè)備。每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備29、39均包括容納氣體的囊28、38，該氣體為氮?dú)?、氦氣或氬氣類型的，該囊被布置在以油填充的存?chǔ)設(shè)備的外殼之內(nèi)。這種囊起到圖1的存儲(chǔ)設(shè)備9的氣體隔室17的作用。在另一個(gè)實(shí)施例中，液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備是隔膜式或活塞式的存儲(chǔ)設(shè)備。

圖4和圖5是液壓馬達(dá)7與渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6的附件齒輪箱13之間的機(jī)械連接的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

該機(jī)械連接由嚙合裝置形成，該嚙合裝置包括由傳動(dòng)軸40、主小齒輪41和泵送小齒輪42形成的第一嚙合級(jí)，該傳動(dòng)軸是液壓馬達(dá)7的輸出軸，該主小齒輪由傳動(dòng)軸40支撐并且安裝在自由輪8上。

嚙合裝置進(jìn)一步包括由齒輪箱軸60、主小齒輪61和泵送小齒輪62形成的第二嚙合級(jí)，該主小齒輪由齒輪箱軸60支撐并且與第一嚙合級(jí)的主小齒輪41嚙合，該泵送小齒輪由齒輪箱軸60支撐。

嚙合裝置最后包括中間嚙合級(jí)，該中間嚙合級(jí)由支撐連接小齒輪52的中間軸50形成。

連接小齒輪52被構(gòu)造為具有兩個(gè)位置，由圖5示出的接合位置和由圖4示出的分離位置。

在圖5中的接合位置，該小齒輪通過附件齒輪箱13的軸60支撐的泵送小齒輪62進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且所述小齒輪使得由傳動(dòng)軸40支撐的泵送小齒輪42進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，在該位置，附件齒輪箱的軸60使得軸40進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，液壓馬達(dá)7在液壓泵模式下運(yùn)行，并且這使得能夠?qū)⒂椭匦鲁蛞簤簹鈩?dòng)存儲(chǔ)設(shè)備噴射。自由輪8允許小齒輪41的自由旋轉(zhuǎn)。

在圖4中的分離位置，小齒輪52不機(jī)械地連接到泵送小齒輪42、62。而且，在該位置，由傳動(dòng)軸40支撐的主小齒輪41驅(qū)動(dòng)由附件齒輪箱的軸60支撐的小齒輪61。該位置是使得渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠快速啟動(dòng)的位置。

可通過液壓的、氣動(dòng)的或電動(dòng)的執(zhí)行器，或者通過任何等效的裝置來確保小齒輪52從分離位置到接合位置進(jìn)行的移動(dòng)。

使用用于啟動(dòng)在如圖2所示的雙引擎架構(gòu)之內(nèi)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備的原理如下：

-當(dāng)飛行情況有利時(shí)，發(fā)出指令以使渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于待機(jī)，以節(jié)省燃料(從上文所提及的待機(jī)狀態(tài)中選擇的待機(jī)狀態(tài))，

-渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)然后確定哪個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)可被置于待機(jī)并且以指令將該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)置于待機(jī)(在下文中，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6被認(rèn)為被置于待機(jī)，并且僅渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)16將動(dòng)力供應(yīng)到動(dòng)力傳輸齒輪箱22)，

-渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6處于待機(jī)狀態(tài)(該待機(jī)狀態(tài)可以是上述的待機(jī)狀態(tài)中的一個(gè)，其中室點(diǎn)火或者熄滅，有或者沒有機(jī)械輔助)，

-在飛行期間，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)16突然失效，或者飛行員決定對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6執(zhí)行緊急重新啟動(dòng)以用于特定的緊急操控，

-渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6的燃燒室然后快速地重新點(diǎn)火(在待機(jī)狀態(tài)具有熄滅的室的情況下)，

-在預(yù)定的時(shí)間段之后，控制單元12以指令使得自鎖閥11朝向渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6打開，

-液壓馬達(dá)7然后快速地(在小于秒的時(shí)間段內(nèi))從0rpm轉(zhuǎn)變到初始處于待機(jī)狀態(tài)的氣體發(fā)生器的對(duì)接速度(docking speed)，同時(shí)將液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力，使得能夠通過自由輪8驅(qū)動(dòng)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6的氣體發(fā)生器，

-液壓馬達(dá)7跟隨對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)一段較短的時(shí)間段，例如為小于10秒，在該時(shí)間段期間，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)已到達(dá)其緊急狀態(tài)，

-因此獲得了對(duì)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)6進(jìn)行的緊急啟動(dòng)。

對(duì)接速度與氣體發(fā)生器的待機(jī)速度除以氣體發(fā)生器的軸與渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的附件齒輪箱的輸入端之間的減速比相對(duì)應(yīng)，液壓啟動(dòng)器被安裝在該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)上。

因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備使得能夠?qū)⑻幱诖龣C(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)快速地重新啟動(dòng)，該設(shè)備僅借助于廉價(jià)的構(gòu)件并且便于使用與安裝，該設(shè)備可在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測試并且使得能夠重新裝載液壓氣動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。

本發(fā)明不僅限于所說明的實(shí)施例。特別地，推進(jìn)系統(tǒng)可包括用于配備三引擎直升機(jī)的三個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可基于本文本的教導(dǎo)而容易地確定如何使所說明的實(shí)施例適于多引擎的、尤其是三引擎的推進(jìn)系統(tǒng)。