本發(fā)明涉及一種用于配備多引擎直升機(jī)、尤其是雙引擎直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還涉及一種用于優(yōu)化這種多引擎直升機(jī)、尤其是雙引擎直升機(jī)的零功率超級(jí)怠速模式的方法。

背景技術(shù)：

直升機(jī)通常設(shè)有至少兩個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該至少兩個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)以取決于直升機(jī)的飛行情況的速度運(yùn)行。在下文自始至終地，在除了包括起飛、爬升、著陸或懸停飛行的轉(zhuǎn)換階段之外的所有飛行階段期間，在已知為縮寫AEO(全部發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，All Engines Operative)的模式下，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)必須使全部的安裝功率可用時(shí)，即，在包括起飛、爬升、著陸的轉(zhuǎn)換階段期間以及在稱為縮寫OEI(單發(fā)動(dòng)機(jī)失效，One Engine Inoperative)的、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)發(fā)生故障的模式期間，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(在后文中為PMC)的低功率水平運(yùn)行。在某些布置中，在巡航飛行期間由渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率能夠小于最大起飛功率(在后文中為PMD)的50％。這些低功率水平造成了比耗量(在后文中為Cs)，該比耗量被定義為渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室每小時(shí)的燃料消耗與由所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率之間的關(guān)系，該比耗量比PMD的Cs高出約30％，并且這些低功率水平因此造成了在巡航飛行期間燃料的過度消耗。

最后，在地面上的待機(jī)階段期間，飛行員通常更愿將各個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)置于怠速模式，以確信能夠重新啟動(dòng)該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，盡管未提供任何功率，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)消耗燃料。

同時(shí)，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)還是過尺寸的，以能夠確保飛行過由航空器制造商所指定的整個(gè)航程，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)非常有限制性的飛行點(diǎn)僅在某些直升機(jī)的特定的使用情況下會(huì)遇到。結(jié)果，雖然尺寸被設(shè)置以能夠提供這樣的功率，但是某些渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)從來不會(huì)在這種情況下飛行。

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。為了減小該消耗，在上文所描述的所有飛行情況(巡航飛行、OEI模式、滑行、懸停飛行或在地面上待機(jī))下，可以將渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)置于待命模式。則活動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)以更高的功率水平運(yùn)行以提供所有必需的功率，并且因此處于更有利的Cs水平。

如已知的，直升機(jī)的渦輪軸發(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)生器供給動(dòng)力，以提供功率。傳統(tǒng)地，氣體發(fā)生器由供應(yīng)用于在壓縮空氣中燃燒燃料的室的空氣壓縮機(jī)構(gòu)成，該壓縮機(jī)對(duì)渦輪遞送熱的氣體以用于使氣體部分地膨脹，該渦輪通過驅(qū)動(dòng)軸使壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)。氣體則驅(qū)動(dòng)自由動(dòng)力傳輸渦輪。自由渦輪通過齒輪箱將動(dòng)力傳輸?shù)街鄙龣C(jī)的旋翼。

在FR1151717和FR1359766中，申請(qǐng)人提出了用于根據(jù)下述的可能性優(yōu)化直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的比耗量的方法：使至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于被稱為連續(xù)飛行模式的穩(wěn)定的飛行模式，以及使至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于特定的待命模式，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)的方式脫離該特定的待命模式。當(dāng)飛行狀況的變化需要啟動(dòng)處于待命的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，例如，當(dāng)直升機(jī)將即將從巡航飛行狀況轉(zhuǎn)換到著陸階段時(shí)，脫離待命模式進(jìn)行的轉(zhuǎn)換被稱為“常規(guī)”。脫離待命模式進(jìn)行的這種常規(guī)的轉(zhuǎn)換發(fā)生在介于10秒鐘到1分鐘之間的時(shí)間段內(nèi)。當(dāng)活動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生失效或動(dòng)力不足時(shí)，或者當(dāng)飛行情況突然變得困難時(shí)，脫離待命模式進(jìn)行的轉(zhuǎn)換被稱為“緊急”。脫離待命模式進(jìn)行的這種緊急的轉(zhuǎn)換發(fā)生在小于10秒鐘的時(shí)間段內(nèi)。

申請(qǐng)人尤其提出了以下兩種待命模式：

-被稱為常規(guī)超級(jí)怠速的待命模式，在該待命模式下，燃燒室點(diǎn)火，并且氣體發(fā)生器的軸以介于標(biāo)稱速度的20％到60％之間的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，

-被稱為輔助超級(jí)怠速的待命模式，在該待命模式下，燃燒室點(diǎn)火，并且氣體發(fā)生器的軸通過機(jī)械輔助以介于標(biāo)稱速度的20％到60％之間的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

常規(guī)超級(jí)怠速模式的缺點(diǎn)在于運(yùn)行溫度，該運(yùn)行溫度變得越來越高以至于嘗試達(dá)到更低的怠速。然而，在該模式下這具有使燃料消耗最小化的優(yōu)點(diǎn)。

輔助超級(jí)怠速模式使得能夠改善該運(yùn)行溫度的問題，同時(shí)進(jìn)一步降低了燃料消耗。然而，這需要使用電氣、氣動(dòng)或液壓的驅(qū)動(dòng)機(jī)械和對(duì)應(yīng)的聯(lián)軸器。

另外，現(xiàn)在出現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)下述超級(jí)怠速模式的技術(shù)問題：該超級(jí)怠速模式不再是機(jī)械輔助的并且較小地受到渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度的限制。因此，所解決的技術(shù)問題是：提供一種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)使得能夠提供這種改進(jìn)的超級(jí)怠速模式。

發(fā)明目的

本發(fā)明目的在于提供一種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠具有超級(jí)怠速模式，在該超級(jí)怠速模式下，燃燒室點(diǎn)火并且氣體發(fā)生器的軸以介于標(biāo)稱速度的20％到60％之間的速度旋轉(zhuǎn)，并且該超級(jí)怠速模式較小地受渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度的影響而且不由外部驅(qū)動(dòng)設(shè)備機(jī)械輔助。

因此，本發(fā)明目的在于提供一種能夠具有新的超級(jí)怠速模式的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明目的還在于提供一種雙引擎直升機(jī)，該雙引擎直升機(jī)包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明目的還在于提供一種用于優(yōu)化根據(jù)本發(fā)明的雙引擎直升機(jī)的零功率超級(jí)怠速模式的方法，該雙引擎直升機(jī)包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明涉及一種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括能夠被旋轉(zhuǎn)的氣體發(fā)生器和被所述氣體發(fā)生器的氣體旋轉(zhuǎn)的自由渦輪。

根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于，該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪的受控的機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備，該設(shè)備能夠機(jī)械地連接所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪，以及能夠一旦所述氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定的閾值速度則按照指令進(jìn)行連接。

因此，根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)使得能夠機(jī)械地以及按照指令連接氣體發(fā)生器和自由渦輪。用于連接氣體發(fā)生器和自由渦輪的指令取決于氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度。因此，根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)使得能夠以不需要召用外部驅(qū)動(dòng)機(jī)械的方式機(jī)械地輔助氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力直接從渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的自由渦輪獲得并且通過聯(lián)接設(shè)備進(jìn)行傳遞。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，受控的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備能夠機(jī)械地連接所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪，以及能夠一旦所述氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度小于所述預(yù)定的閾值速度則按照指令進(jìn)行連接，而且能夠一旦所述氣體發(fā)生器的所述旋轉(zhuǎn)速度大于所述預(yù)定的閾值速度則按照指令將所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪分離。

因此，根據(jù)本發(fā)明的這一方面，當(dāng)氣體發(fā)生器以小于預(yù)定的閾值速度的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，受控的聯(lián)接設(shè)備使得能夠驅(qū)使自由渦輪驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器。換言之，根據(jù)本發(fā)明的配備有用于氣體發(fā)生器和自由渦輪的受控的機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)使得能夠按照指令將渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)從被稱為自由-渦輪的構(gòu)型(或模式)切換到被稱為連接-渦輪的構(gòu)型(或模式)，在該自由-渦輪的構(gòu)型下，氣體發(fā)生器和自由渦輪是機(jī)械獨(dú)立的，在該連接-渦輪的構(gòu)型下，氣體發(fā)生器和自由渦輪是機(jī)械連接的。

有利地，選擇預(yù)定的閾值速度以使得當(dāng)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于超級(jí)怠速模式時(shí)，即，當(dāng)自由渦輪不再產(chǎn)生任何扭矩并且以小于所述渦輪所連接到的航空器的齒輪箱的入口處的速度的速度自由旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體發(fā)生器和自由渦輪不能夠機(jī)械地連接。由于驅(qū)使自由渦輪比其在零扭矩時(shí)的穩(wěn)態(tài)速度更慢地旋轉(zhuǎn)，因此這將提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，該發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩將使得氣體發(fā)生器能夠驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，因此對(duì)應(yīng)于連接-渦輪構(gòu)型。

因此，可將根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)置于超級(jí)怠速模式，在該超級(jí)怠速模式期間，自由渦輪驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器，使得能夠降低渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部件的溫度并且降低燃料消耗。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，閾值速度取決于所述氣體發(fā)生器的標(biāo)稱速度。

根據(jù)本發(fā)明的這一方面，閾值速度直接取決于氣體發(fā)生器的標(biāo)稱速度。

有利地并且根據(jù)該變型，在[20％.N1，60％.N1]的范圍之內(nèi)選擇閾值速度，其中N1是所述氣體發(fā)生器的所述標(biāo)稱速度。

換言之，一旦氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度下降到對(duì)應(yīng)于一怠速模式(在這里定義為介于氣體發(fā)生器的標(biāo)稱速度的20％到60％之間)的閾值之下，則根據(jù)該變型的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)從自由-渦輪模式切換到連接-渦輪模式。

有利地并且根據(jù)本發(fā)明，所述受控的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備包括：

-用于讀取代表所述氣體發(fā)生器的所述旋轉(zhuǎn)速度的信息的讀取裝置，

-用于機(jī)械地連接到所述氣體發(fā)生器的軸與機(jī)械地連接到所述自由渦輪的軸之間的可逆的機(jī)械聯(lián)接的裝置，

-用于基于代表所述氣體發(fā)生器的所述旋轉(zhuǎn)速度的所述信息以及基于所述閾值速度來控制所述聯(lián)接裝置的裝置。

有利地并且在一變型中，聯(lián)接設(shè)備進(jìn)一步包括用于通過來自于發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)的指令對(duì)所述聯(lián)接裝置進(jìn)行授權(quán)的裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)之前已經(jīng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)被置于待命模式。

根據(jù)本發(fā)明的這一方面，讀取裝置使得能夠獲取代表氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度的信息?？刂蒲b置使得能夠解譯該信息并且將其與閾值速度相比較。如果發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)速度低于閾值速度，以及如果發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)之前確實(shí)已經(jīng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)被置于待命模式，則指令被發(fā)送到確保氣體發(fā)生器與自由渦輪之間的機(jī)械聯(lián)接的聯(lián)接裝置，因此將渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)切換到連接-渦輪模式。該機(jī)械聯(lián)接通過中間軸實(shí)現(xiàn)，該中間軸分別機(jī)械地連接到氣體發(fā)生器和自由渦輪。

全文自始至終地，術(shù)語(yǔ)“軸”指示能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和傳輸扭矩的裝置。因此，該軸可以是縱向延伸的軸，但也可以僅是小齒輪。

這些聯(lián)接裝置可以是任何種類的。根據(jù)有利的變型，這些聯(lián)接裝置從包括至少一個(gè)摩擦離合器、棘爪和設(shè)有同步器的棘爪的組中選擇。

設(shè)有同步器的棘爪使得能夠在卡抓之前使軸的各自的速度同步，使得能夠比當(dāng)沒有同步器時(shí)更好地操控速度差。

有利地，這些聯(lián)接裝置被設(shè)計(jì)為使得能夠在初步的聯(lián)接階段期間在機(jī)械地連接到所述氣體發(fā)生器的軸與機(jī)械地連接到所述自由渦輪的軸之間進(jìn)行暫時(shí)的滑動(dòng)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括用于自發(fā)地對(duì)所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪進(jìn)行機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備，一旦所述氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度與所述自由渦輪的旋轉(zhuǎn)速度的比值達(dá)到預(yù)定的閾值，則該設(shè)備能夠機(jī)械地和自發(fā)地連接所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪。對(duì)所述氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度與所述自由渦輪的旋轉(zhuǎn)速度的比值而言的該閾值尤其小于當(dāng)受控的聯(lián)接設(shè)備啟動(dòng)時(shí)所得到的閾值，這樣使得當(dāng)自由渦輪以其標(biāo)稱速度旋轉(zhuǎn)同時(shí)被聯(lián)接到旋翼時(shí)，氣體發(fā)生器比其在怠速飛行期間的旋轉(zhuǎn)速度快不超過10％至20％地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)除了當(dāng)氣體發(fā)生器到達(dá)閾值速度時(shí)用于受控的機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備之外還包括用于自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備。與受控的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備不相似的，氣體發(fā)生器與自由渦輪之間通過自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備進(jìn)行的機(jī)械連接不取決于氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度，而是取決于氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度與自由渦輪的旋轉(zhuǎn)速度的比值。

因此，根據(jù)本發(fā)明的該變型的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)使得能夠當(dāng)達(dá)到預(yù)定的情況時(shí)驅(qū)使自由渦輪驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器。換言之，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有用于自發(fā)地將氣體發(fā)生器和自由渦輪機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)使得能夠自動(dòng)地和自發(fā)地將渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)從被稱為自由-渦輪的構(gòu)型切換到被稱為連接-渦輪的構(gòu)型，而不需要外部的輔助和/或控制設(shè)備。因此，從自由模式到連接模式進(jìn)行的該切換不僅取決于氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度，而且還取決于氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度與自由渦輪的旋轉(zhuǎn)速度的比值。

有利地并且根據(jù)該變型，一旦速度的比值小于所述預(yù)定的閾值，則所述自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備能夠機(jī)械地和自發(fā)地將所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪連接，并且一旦所述比值大于所述預(yù)定的閾值，則該自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備能夠自發(fā)地將所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪分離。

有利地，尤其是在快速的俯仰期間在旋翼的轉(zhuǎn)數(shù)下降的情況下，接近于怠速的連接-渦輪運(yùn)行改善了暫態(tài)性能。這是因?yàn)橹髿怏w發(fā)生器以大于在自由-渦輪模式下處于零功率所需的速度的速度旋轉(zhuǎn)。因此，甚至在燃?xì)廨啓C(jī)開始加速之前，發(fā)動(dòng)機(jī)在自由渦輪上非?？焖俚禺a(chǎn)生與自由-渦輪渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)在該速度下會(huì)具有的值對(duì)應(yīng)的隨之發(fā)生的功率，加上由快速地到達(dá)加速度限值產(chǎn)生的額外的功率。

有利地并且根據(jù)該變型，所述自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備包括至少一個(gè)連接第一軸和第二軸的自由輪，該第一軸與所述氣體發(fā)生器共同具有減速比K1，該第二軸與自由渦輪共同具有減速比K2，所述自由輪被布置為使得一旦所述速度的比值小于比值K2/K1，則所述自由渦輪通過所述軸和所述自由輪自發(fā)地驅(qū)動(dòng)所述氣體發(fā)生器。

有利地，根據(jù)該變型的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括剛性地連接到中間軸的啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)，所述自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備包括兩個(gè)將所述中間軸分別連接到所述第一軸和所述第二軸的自由輪，該第一軸與所述氣體發(fā)生器共同具有減速比K1，該第二軸與自由渦輪共同具有減速比K2，所述輪被布置為使得一旦速度的比值小于比值K2/K1，則所述自由渦輪通過所述軸和所述自由輪自發(fā)地驅(qū)動(dòng)所述氣體發(fā)生器。此外，當(dāng)所述啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)作用為發(fā)電機(jī)時(shí)，剛性地連接到中間軸的所述啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)因此被自由渦輪驅(qū)動(dòng)，當(dāng)所述啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)作用為啟動(dòng)器時(shí)，所述啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器。

本發(fā)明還涉及一種雙引擎直升機(jī)，其特征在于，該雙引擎直升機(jī)包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明還涉及一種用于優(yōu)化包括至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的雙引擎直升機(jī)的零功率超級(jí)怠速模式的方法，該至少一個(gè)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括能夠被旋轉(zhuǎn)的氣體發(fā)生器和被所述氣體發(fā)生器的氣體旋轉(zhuǎn)的自由渦輪，其特征在于，該方法包括下述的步驟：一旦所述氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定的閾值速度，則對(duì)所述氣體發(fā)生器和所述自由渦輪進(jìn)行受控的機(jī)械聯(lián)接。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括下述的步驟：一旦所述氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度與所述自由渦輪的旋轉(zhuǎn)速度的比值達(dá)到預(yù)定的閾值，則自發(fā)地對(duì)所述氣體發(fā)生器和自由渦輪進(jìn)行機(jī)械聯(lián)接。

本發(fā)明還涉及一種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、一種直升機(jī)和一種用于優(yōu)化零功率超級(jí)怠速模式的方法，其通過在上文或下文中提及的全部或者某些特征來組合地表征。

附圖說明

通過閱讀以下完全以非限制性示例的方式給出并且涉及附圖的說明，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖，

圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖，

圖3為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

具體實(shí)施方式

如在圖中示出的，根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器5和自由渦輪6，該自由渦輪由氣體發(fā)生器5供給動(dòng)力。如已知的，氣體發(fā)生器5包括至少一個(gè)對(duì)室8進(jìn)行供應(yīng)的空氣壓縮機(jī)7，該室用于在壓縮空氣中燃燒燃料并且將熱的氣體供應(yīng)到至少一個(gè)渦輪9以用于使氣體部分地膨脹，該渦輪通過驅(qū)動(dòng)軸10使壓縮機(jī)7旋轉(zhuǎn)。氣體還驅(qū)動(dòng)自由動(dòng)力傳輸渦輪6。該自由渦輪6包括動(dòng)力傳輸軸11，該動(dòng)力傳輸軸通過自由輪12連接到動(dòng)力傳輸齒輪箱(在圖中未示出)。該自由輪12使得能夠防止渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械鎖定導(dǎo)致動(dòng)力傳輸齒輪箱的機(jī)械鎖定，以及相關(guān)地，防止導(dǎo)致直升機(jī)的其上安裝有所述渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的旋翼的機(jī)械鎖定。

根據(jù)本發(fā)明的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括用于氣體發(fā)生器5和自由渦輪6的受控的機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備40，該設(shè)備能夠機(jī)械地連接氣體發(fā)生器5和自由渦輪6，并且一旦氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度NGG小于預(yù)定的閾值速度則按照指令進(jìn)行連接。在本文自始至終地，氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度NGG指示氣體發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)軸10的旋轉(zhuǎn)速度。以同樣的方式，自由渦輪的旋轉(zhuǎn)速度NTL指示自由渦輪的驅(qū)動(dòng)軸11的旋轉(zhuǎn)速度。

該閾值速度例如被確定為30％.N1，其中N1為氣體發(fā)生器的標(biāo)稱旋轉(zhuǎn)速度。換言之，當(dāng)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速模式下時(shí)，受控的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備40能夠確保氣體發(fā)生器與自由渦輪之間的聯(lián)接。一旦氣體發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度NGG大于閾值速度，則氣體發(fā)生器與自由渦輪彼此機(jī)械地獨(dú)立。

根據(jù)圖中的實(shí)施例，控制設(shè)備40包括機(jī)械地連接到氣體發(fā)生器5的軸42和機(jī)械地連接到自由渦輪的軸43?？刂圃O(shè)備40進(jìn)一步包括用于讀取代表氣體發(fā)生器5的所述旋轉(zhuǎn)速度NGG的信息的讀取裝置。這些讀取裝置例如包括安裝在氣體發(fā)生器5的軸上的速度傳感器，并且因此所提供的信息是氣體發(fā)生器5的速度的直接測(cè)量值?？刂圃O(shè)備進(jìn)一步包括用于可逆地聯(lián)接兩個(gè)軸42、43的聯(lián)接裝置41和用于控制這些聯(lián)接裝置41的裝置。

根據(jù)一實(shí)施例，聯(lián)接裝置41包括摩擦離合器，諸如離心式離合器、錐式離合器、單盤式離合器或多盤式離合器。這種聯(lián)接裝置具有使得能夠在處于第一聯(lián)接階段的軸之間滑動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)一實(shí)施例，用于控制該摩擦離合器的裝置為類似驅(qū)動(dòng)器的液壓的或電氣的控制裝置。此外，控制裝置包括模塊，該模塊能夠接收氣體發(fā)生器的速度的測(cè)量值并且能夠?qū)⑺鰷y(cè)量值與閾值速度進(jìn)行比較。這種模塊例如是軟件元件、軟件程序的子單元，或者是硬件元件或硬件元件與軟件子程序的組合。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，聯(lián)接裝置41包括可選地配備有用于更好地操控速度差的同步器的棘爪，使得能夠直接地聯(lián)接軸42和43。

圖2和圖3示出了兩個(gè)實(shí)施例，在這兩個(gè)實(shí)施例中，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括用于自發(fā)地對(duì)氣體發(fā)生器5和自由渦輪6進(jìn)行機(jī)械聯(lián)接的設(shè)備20。一旦氣體發(fā)生器5的軸10的旋轉(zhuǎn)速度與自由渦輪6的軸11的旋轉(zhuǎn)速度的比值小于預(yù)定的閾值，則該自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20能夠機(jī)械地和自發(fā)地將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6連接，以及一旦該比值高于該預(yù)定的閾值，則該設(shè)備能夠自發(fā)地將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6分離。

根據(jù)第一實(shí)施例并且如圖3所示，該自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20包括機(jī)械地連接到氣體發(fā)生器5的軸10的軸22。所述軸22和10在其之間具有減速比K1。

自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20進(jìn)一步包括機(jī)械地連接到自由渦輪6的軸11的軸23。所述軸23和11在其之間具有減速比K2。

自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20進(jìn)一步包括布置在軸22和23之間的自由輪21。

因此，軸22的旋轉(zhuǎn)速度等于K1.NGG，其中NGG為氣體發(fā)生器5的軸10的旋轉(zhuǎn)速度。

軸23的旋轉(zhuǎn)速度等于K2.NTL，其中NTL為自由渦輪6的軸11的旋轉(zhuǎn)速度。

自由輪21被定向以使得軸23能夠通過所述自由輪21驅(qū)動(dòng)軸22。

如果軸23的旋轉(zhuǎn)速度小于軸22的旋轉(zhuǎn)速度，則兩個(gè)軸是獨(dú)立的。否則，兩個(gè)軸被連接。

換言之，如果遵循以下方程式則軸是獨(dú)立的：K2.NTL＜K1.NGG。因此，如果比值NGG/NTL＞K2/K1，則軸是獨(dú)立的。

因此，如果速度比值小于或等于K2/K1，則發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩從自由渦輪6傳輸?shù)綒怏w發(fā)生器5。

換言之，當(dāng)比值NGG/NTL小于或等于K2/K1時(shí)，聯(lián)系圖3所描述的自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20使得能夠機(jī)械地和自發(fā)地將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6連接，因此，該比值作用為預(yù)定的閾值。一旦比值NGG/NTL超過K2/K1，設(shè)備還使得能夠自發(fā)地將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6分離。

如果氣體發(fā)生器5的旋轉(zhuǎn)速度NGG小于閾值速度，則受控的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備40確保氣體發(fā)生器5和自由渦輪6通過聯(lián)接裝置41機(jī)械地聯(lián)接。當(dāng)該聯(lián)接已生效時(shí)，比值NGG/NTL變得顯著地大于K2/K1。因此，自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20是非活動(dòng)的并且自由輪21滑動(dòng)。因此，兩個(gè)控制設(shè)備20、40是彼此完全相容的。

根據(jù)第二實(shí)施例并且如圖2所示，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)30。在該情況下，除了聯(lián)系圖2進(jìn)行描述的軸22和23之外，聯(lián)接設(shè)備包括剛性地連接到啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)30的中間軸25。

聯(lián)接設(shè)備20進(jìn)一步包括將中間軸25連接到軸23的第一自由輪26。所述設(shè)備進(jìn)一步包括將中間軸25連接到軸22的第二自由輪24。

以與圖3的實(shí)施例相同的方式，軸22的旋轉(zhuǎn)速度等于K1.NGG，軸23的旋轉(zhuǎn)速度等于K2.NTL。

輪26、24被定向，以使得剛性地連接到啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)30的中間軸25能夠驅(qū)動(dòng)軸22，以及軸23能夠驅(qū)動(dòng)剛性地連接到啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)30的中間軸25。

如果比值NGG/NTL等于K2/K1，則兩個(gè)自由輪26、24同時(shí)驅(qū)動(dòng)。

因此，如果比值NGG/NTL小于或等于K2/K1，則軸10、11機(jī)械地連接并且發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩從自由渦輪6傳輸?shù)綒怏w發(fā)生器5。

因此，如果比值NGG/NTL大于K2/K1，則軸機(jī)械地獨(dú)立。啟動(dòng)器-發(fā)電機(jī)30由自由渦輪驅(qū)動(dòng)(當(dāng)作用為發(fā)電機(jī)時(shí))或者驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器(當(dāng)作用為啟動(dòng)器時(shí))。

換言之，當(dāng)比值NGG/NTL小于或等于K2/K1時(shí)，聯(lián)系圖2進(jìn)行描述的自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20還使得能夠機(jī)械地和自發(fā)地將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6連接。一旦比值NGG/NTL超過K2/K1，設(shè)備還使得能夠自發(fā)地將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6分離。此外，在該實(shí)施例中發(fā)電機(jī)和/或啟動(dòng)器功能是可行的。

如果氣體發(fā)生器5的旋轉(zhuǎn)速度NGG小于閾值速度，則受控的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備40確保氣體發(fā)生器5和自由渦輪6通過聯(lián)接裝置41機(jī)械地聯(lián)接。當(dāng)該聯(lián)接已生效時(shí)，比值NGG/NTL變得顯著地大于K2/K1。因此，自發(fā)的機(jī)械聯(lián)接設(shè)備20是非活動(dòng)的并且兩個(gè)自由輪21、26中的至少一個(gè)滑動(dòng)。因此，兩個(gè)控制設(shè)備20、40是完全彼此相容的。

本發(fā)明還涉及一種用于優(yōu)化雙引擎直升機(jī)的零功率超級(jí)怠速模式的方法，該直升機(jī)包括至少一個(gè)根據(jù)所描述的實(shí)施例中的一個(gè)所述的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

因此，這種方法包括下述的步驟：一旦氣體發(fā)生器5的旋轉(zhuǎn)速度NGG小于預(yù)定的閾值速度，則將氣體發(fā)生器5和自由渦輪6機(jī)械地聯(lián)接。

有利地，通過根據(jù)所描述的實(shí)施例中的一個(gè)所述的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。有利地，根據(jù)所描述的實(shí)施例中的一個(gè)所述的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。