包括涡轮机的燃烧发动机的制作方法

1.本公开大体上涉及燃烧发动机，并且更具体地涉及包括涡轮机的飞行器的燃烧发动机。


背景技术：

2.燃烧发动机(具体地燃气或燃烧气体涡轮发动机)是旋转发动机，其从穿过发动机到达多个旋转涡轮叶片上的燃烧气体流中提取能量。
3.燃气涡轮发动机包括但不限于呈串联流动布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段有时统称为核心发动机。
4.燃气涡轮发动机还可包括涡轮机或以其它方式联接到涡轮机，该涡轮机可用于为飞行器产生电力或提供用于操作的飞行器系统(如环境控制系统，诸如空调系统)的做功力(work force)。


技术实现要素：

5.在本公开的一个方面，一种燃烧发动机包括：至少一个燃烧室；第一引气供应，其流体联接到燃烧室上游的燃烧发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到燃烧室下游的燃烧发动机的一部分；第一热总线，其包括流体联接至彼此并且传热流体流过其中的热源和卸热装置(thermal dump)；以及涡轮机，其包括安装到公共轴的压缩机、旋转泵和第一涡轮，其中压缩机和旋转泵呈串联流动布置，其中，压缩机流体联接到第一引气供应，第一涡轮流体联接到第二引气供应，并且旋转泵流体联接到第一热总线，以将传热流体通过第一热总线从热源泵送到卸热装置。
6.在本公开的另一方面，一种飞行器包括燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机具有：呈轴向流动布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段；第一引气供应，其流体联接到燃烧器区段上游的涡轮发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到燃烧器区段下游的涡轮发动机的一部分；第一热总线，其包括流体联接至彼此并且传热流体流过其中的热源和卸热装置；以及涡轮机，其包括安装到公共轴的压缩机、旋转泵和第一涡轮，其中压缩机和旋转泵呈串联流动布置，其中，压缩机流体联接到第一引气供应，第一涡轮流体联接到第二引气供应，并且旋转泵流体联接到第一热总线，以将传热流体通过第一热总线从热源泵送到卸热装置。
7.技术方案1. 一种燃烧发动机，包括：至少一个燃烧室；第一引气供应，其流体联接到所述燃烧室上游的所述燃烧发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到所述燃烧室下游的所述燃烧发动机的一部分；第一热总线，其包括流体联接至彼此并且传热流体流过其中的热源和卸热装置；以及涡轮机，其包括：
安装到公共轴的压缩机、旋转泵和第一涡轮，其中所述压缩机和所述旋转泵呈串联流动布置；其中，所述压缩机流体联接到所述第一引气供应，所述第一涡轮流体联接到所述第二引气供应，并且所述旋转泵流体联接到所述第一热总线，以将传热流体通过所述第一热总线从所述热源泵送到所述卸热装置。
8.技术方案2. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述涡轮机完全集成在所述燃烧发动机内。
9.技术方案3. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述燃烧发动机还包括外壳，并且所述涡轮机位于由所述外壳限定的内部内。
10.技术方案4. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述热源或所述卸热装置中的至少一个位于所述燃烧发动机内。
11.技术方案5. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述热源流体联接到外部系统的至少一部分。
12.技术方案6. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述外部系统是环境控制系统(ecs)，并且所述热源构造成将热量吸离所述ecs的至少一部分。
13.技术方案7. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述卸热装置位于所述燃烧发动机内。
14.技术方案8. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述卸热装置流体联接到所述燃烧发动机的环境空气。
15.技术方案9. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其特征在于，还包括限定内部的外壳，其中所述涡轮、所述热源、所述卸热装置和所述第一热总线全部都位于所述外壳的内部内。
16.技术方案10. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，第二涡轮安装到所述公共轴，并且所述第一涡轮和所述第二涡轮流体联接到发动机排放装置，使得发动机排气使所述公共轴旋转。
17.技术方案11. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，还包括第二热总线，所述第二热总线流体联接到所述第二涡轮，使得离开所述第二涡轮的所述发动机排气用作用于所述第二热总线的传热流体。
18.技术方案12. 根据前述技术方案中的任一项所述的燃烧发动机，其中，所述涡轮机还包括从所述第一涡轮到离开所述第二涡轮的所述发动机排气的流体旁路，其中所述流体旁路具有混合阀，用于混合离开所述第一涡轮的所述发动机排气与离开所述第二涡轮的所述发动机排气，以控制用作用于所述第二热总线的所述传热流体的所述发动机排气的温度。
19.技术方案13. 一种飞行器，包括：燃气涡轮发动机，其具有呈轴向流动布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段；第一引气供应，其流体联接到所述燃烧器区段上游的所述涡轮发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到所述燃烧器区段下游的所述涡轮发动机的一部分；第一热总线，其包括流体联接至彼此并且传热流体流过其中的热源和卸热装置；
以及涡轮机，其包括：安装到公共轴的压缩机、旋转泵和第一涡轮，其中所述压缩机和所述旋转泵呈串联流动布置；其中，所述压缩机流体联接到所述第一引气供应，所述第一涡轮流体联接到所述第二引气供应，并且所述旋转泵流体联接到所述第一热总线，以将传热流体通过所述第一热总线从所述热源泵送到所述卸热装置。
20.技术方案14. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，其中，所述燃气涡轮发动机还包括短舱，并且所述涡轮机位于由所述短舱限定的内部内。
21.技术方案15. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，还包括承载所述燃气涡轮发动机的发动机挂架，并且至少一个热源或所述卸热装置位于所述发动机挂架中。
22.技术方案16. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，其中，所述热源位于所述发动机挂架内，并且所述卸热装置位于所述风扇区段内。
23.技术方案17. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，其中，涡轮机还包括安装到所述公共轴的第二涡轮，其中所述第一涡轮和所述第二涡轮流体联接到涡轮排放装置，使得涡轮排气使所述公共轴旋转。
24.技术方案18. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，还包括第二热总线，所述第二热总线流体联接到所述第二涡轮，使得离开所述第二涡轮的所述涡轮排气用作用于所述第二热总线的传热流体。
25.技术方案19. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，其中，所述涡轮机还包括从所述第一涡轮到离开所述第二涡轮的所述排气的流体旁路，其中所述流体旁路具有混合阀，用于混合离开所述第一涡轮的所述排气与离开所述第二涡轮的所述排气，以控制用作用于所述第二热总线的传热流体的所述排气的温度。
26.技术方案20. 根据前述技术方案中的任一项所述的飞行器，其中，所述第一引气供应联接到所述风扇区段或压缩机区段中的一个，并且所述第二引气供应联接到所述涡轮区段或排气区段中的一个。
附图说明
27.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本描述的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，在附图中：图1是根据本文描述的各个方面的包括涡轮机的燃烧发动机的示意图。
28.图2是根据本文描述的各个方面的包括图1的包括涡轮机的示例性燃烧发动机的飞行器的透视图。
29.图3是根据本文描述的各个方面的图2的示例性燃烧发动机的一部分的示意性剖视图。
30.图4是根据本文描述的各个方面的还包括第一热总线和第二热总线的图2的示例性燃烧发动机的涡轮机的示意图。
具体实施方式
31.本文所描述公开的方面针对一种燃烧发动机，该燃烧发动机包括燃烧室和流体联接到涡轮机的一组引气供应。具体地，第一引气供应流体联接到燃烧室上游的燃烧发动机的一部分，并且第二引气供应流体联接到燃烧室下游的燃烧发动机的一部分。如本文所用，术语“燃烧发动机”可指任何合适的发动机，其构造成获取流体(例如，空气)，将燃料喷射到流体中以形成燃料和流体混合物，并且随后在燃烧室内燃烧该混合物以产生工作流体，该工作流体可用于从燃烧发动机输出物理功。例如，燃烧发动机可为包括燃烧器区段的燃气涡轮发动机，该燃烧器区段构造成燃烧来自燃气涡轮发动机的压缩机区段的压缩流体，并将经燃烧的流体输出到燃气涡轮发动机的涡轮区段，以产生燃气涡轮发动机的物理功。就燃气涡轮发动机而言，第一引气供应可流体联接到燃气涡轮发动机的燃烧器区段上游的风扇区段或压缩机区段，而第二引气供应可流体联接到燃气涡轮发动机的燃烧器区段下游的涡轮区段或排气区段。
32.如本文所用，术语“涡轮机”可指包括在燃烧发动机内的任何合适的系统，该燃烧发动机至少包括涡轮和压缩机，涡轮和压缩机各自构造成从燃烧发动机的至少一部分接收流体。涡轮机可包括流体联接到第一引气供应的压缩机、设置在压缩机下游的旋转泵、流体联接到第二引气供应的第一涡轮以及设置在第一涡轮下游的第二涡轮。燃烧发动机还可包括热总线和第二热总线，它们各自流体联接到涡轮机的至少一部分。第一和第二热总线可各自包括传热流体，其中第一热总线内的传热流体是液态传热流体，并且第二热总线的传热流体是气态传热流体。第一和第二热总线二者都可构造成从在燃烧发动机外部或设置在燃烧发动机内的至少一个系统吸取热量或以其它方式冷却该至少一个系统。设想的是，涡轮机的至少一部分可流体联接到至少第一热总线或第二热总线。将理解，第一和第二引气供应中的每个可通过一组阀选择性地流体联接到涡轮机的至少一部分或燃烧发动机的其它部分。
33.第一热总线可包括热源和卸热装置。热源可构造成从燃烧发动机的合适系统或燃烧发动机外部的系统吸取热量，而卸热装置可构造成将从合适系统吸取的热量传递到较冷的流体(例如，环境空气)。整个第一热总线可包括在燃烧发动机的外壳内。就用于飞行器的燃气涡轮发动机而言，第一热总线可设置在燃气涡轮发动机的短舱、壳体、挂架或外壳中的至少一个内。第二热总线可包括构造成从子系统吸取热量的子系统卸热装置，以及构造成将第一热总线内的传热流体排放到燃烧发动机的排气区段或燃烧发动机外部的子系统排热装置。类似于第一热总线，第二热总线可包括在燃烧发动机的外壳内或者设置在飞行器上的燃气涡轮发动机的短舱、挂架、外壳或壳体内。
34.整个涡轮机以及第一和第二热总线可一体地形成在燃烧发动机的内部内。这最终减小了燃烧发动机的重量和整体尺寸。就用于飞行器的燃气涡轮发动机而言，不仅通过实施涡轮机、第一热总线和第二热总线减小了重量，而且也减小了飞行器的阻力。例如，第一热总线的集成可消除对冲压空气散热器进气口(ram air heat sink scoop)的需要。当与常规飞行器相比时，这继而又可降低飞行器的重量、减少散发的热量和阻力。此外，第二热总线可利用燃烧发动机的发动机排气或其它废热来冷却燃烧发动机的各种外部系统或子系统(即，燃料系统或油系统)，而不会因使用发动机排气从子系统吸取热量而产生负面影响。
35.虽然本说明书大体上将涉及燃烧发动机，并且更具体地涉及包括在飞行器上的燃气涡轮发动机，但是将理解，燃烧发动机可为任何合适的燃烧发动机，诸如但不限于压缩点火发动机、火花点火发动机、燃气涡轮发动机、液化天然气(lng)发动机等。就燃气涡轮发动机而言，将理解，燃气涡轮发动机可为任何合适的燃气涡轮发动机，诸如但不限于反向旋转燃气涡轮发动机、螺旋桨式燃气涡轮发动机、涡轮喷气式燃气涡轮发动机、涡轮螺旋桨式燃气涡轮发动机等。因此，本文所描述的燃烧发动机也将适用于其中可使用燃烧发动机的其它环境，诸如但不限于飞行器、非飞行器、陆地以及任何其它合适的环境。
36.如本文所用，术语“径向”或“径向地”是指远离公共中心的方向。例如，在燃气涡轮发动机的整体背景下，径向是指沿着在发动机的中心纵向轴线和发动机外圆周之间延伸的射线的方向。此外，如本文所用，术语“组”或“一组”元件可为任意数量的元件，包括仅一个。
37.所有方向参考(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游等)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开，并且不应该被理解为限制实施例，特别是关于位置、取向或本文所描述的本公开的方面的用途。连接参考(例如，附接、联接、固定、连接、连结等)应被广义地解释，并且可包括一系列元件之间的中间构件和元件之间的相对运动，除非另有指示。照此，连接参考不一定推断两个元件直接连接并且彼此之间呈固定关系。单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。
38.如本文所用，术语“增材制造”大体上是指这样的制造过程，其中(一个或多个)连续的材料层被设置在彼此之上，以逐层地“构建”三维部件。连续的层大体上熔合在一起形成单一整体部件，该部件可具有各种一体子部件。
39.根据本公开的合适的增材制造技术包括例如定向能量沉积(ded)、熔融沉积成型(fdm)、选择性激光烧结(sls)、诸如通过喷墨和激光喷射进行的3d打印、立体光刻(sla)、直接选择性激光烧结(dsls)、电子束烧结(ebs)、电子束熔融(ebm)、激光工程化净成形(lens)、激光净成形制造(lnsm)、直接金属沉积(dmd)、数字光处理(dlp)、直接选择性激光熔融(dslm)、选择性激光熔融(slm)、直接金属激光熔融(dmlm)和其他已知过程。
40.除了使用直接金属激光烧结(dmls)或直接金属激光熔融(dmlm)过程(其中使用能量源选择性地烧结或熔融粉末层的部分)之外，应当理解，根据本公开的备选方面，增材制造过程可为“粘合剂喷射”过程。在这方面，粘合剂喷射涉及以与上文描述的类似的方式连续地沉积增材粉末层。然而，粘合剂喷射涉及在每层粉末上选择性地沉积液体粘合剂，而不是使用能量源产生能量束来选择性地熔融或熔合增材粉末。液体粘合剂可为例如光可固化聚合物或另一种液体粘合剂。其他合适的增材制造方法和变型也旨在处于本主题的范围内。
41.此外，将理解，可使用多种材料和用于结合这些材料的方法，并且将其设想为在本公开的范围内。如本文所用，对“熔合”的引用可指用于产生任何上述材料的结合层的任何合适的过程。例如，如果物体由聚合物制成，则熔合可指在聚合物材料之间产生热固性结合。如果物体是环氧树脂，则结合可通过交联过程形成。如果材料是陶瓷，则结合可通过烧结过程形成。如果材料是粉末金属，则结合可通过熔融或烧结过程形成。本领域技术人员将会理解，通过增材制造来熔合材料以制造部件的其它方法是可能的，并且当前公开的主题可用这些方法来实践。
42.此外，当前公开的增材制造过程允许单个部件由多种材料形成。因此，本文描述的部件可由上述材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可包括使用不同的材料、过程或在不同的增材制造机器上形成的多个层、部段或零件。以这种方式，可构建具有不同材料和材料特性的部件，以满足任何特定应用的需求。此外，尽管本文描述的部件完全通过增材制造过程构造，但是应当理解，在本公开的另外的方面中，这些部件的全部或一部分可通过铸造、机加工和/或任何其它合适的制造过程形成。事实上，材料和制造方法的任何合适的组合都可用来形成这些部件。
43.现在将描述示例性的增材制造过程。增材制造过程使用部件的三维(3d)信息(例如，三维计算机模型)来制造部件。因此，可在制造之前限定部件的三维设计模型。在这点上，可扫描部件的模型或原型来确定部件的三维信息。作为另一示例，可使用合适的计算机辅助设计(cad)程序来构建部件的模型，以限定部件的三维设计模型。
44.设计模型可包括部件的整个构造(包括部件的外表面和内表面两者)的3d数字坐标。例如，设计模型可限定主体、表面或内部通路，诸如通路、空隙、支撑结构等。在一个示例性非限制性示例中，三维设计模型被转换成一组切片或部段，例如，沿着部件的中心(例如，竖直)轴线或任何其它合适的轴线。每个切片可为切片的预定高度限定部件的薄横截面。该组连续的横截面切片一起形成3d部件。部件然后被逐切片地或逐层地“构建”，直到完成。
45.以这种方式，本文所描述的部件可使用增材过程制造，或者更具体地说，通过例如使用激光能量或热量熔合或聚合塑料或者通过烧结或熔融金属粉末而连续地形成每个层。例如，特定类型的增材制造过程可使用能量束(例如电子束或诸如激光束的电磁辐射)来烧结或熔融粉末材料。可使用任何合适的激光和激光参数，包括关于功率、激光束光斑尺寸和扫描速度的考虑。构建材料可由选择用于特别是在高温下增强强度、耐久性和使用寿命的任何合适的粉末或材料形成。
46.例如，每个连续层可在约10 μm和200 μm之间，尽管根据本公开的备选方面，厚度可基于任意数量的参数来选择，并且可为任意合适的尺寸。因此，利用上文描述的增材形成方法，本文所描述的部件可具有与在增材形成过程期间使用的相关粉末层的一种厚度(例如10 μm)一样薄的横截面。
47.此外，利用增材过程，部件的表面光洁度和特征可根据应用按需要而变化。例如，可通过在增材过程期间选择适当的激光扫描参数(例如，激光功率、扫描速度、激光焦点尺寸等)来调整表面光洁度(例如，使其更光滑或更粗糙)，尤其是在对应于零件表面的横截面层的外围。例如，可通过增加激光扫描速度或减小形成的熔池的尺寸来获得更粗糙的光洁度，并且可通过降低激光扫描速度或增加形成的熔池的尺寸来获得更光滑的光洁度。扫描图案或激光功率也可改变，以改变选定区域中的表面光洁度。
48.示例性附图仅用于图示目的，并且本文所附附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可变化。
49.图1示出了燃烧发动机10，其包括限定内部14、燃烧室16和涡轮机18的外壳12。燃烧发动机10可由相对于燃烧室16的上游部分20和下游部分22限定。如本文所描述，涡轮机18可包括压缩机24、旋转泵26、第一涡轮28和第二涡轮30。第一热总线32可流体联接到旋转泵26，而第二热总线34可流体联接到第一涡轮28和第二涡轮30中的至少一个。如图所示，涡轮机18、第一热总线32和第二热总线34全部都可接纳在由燃烧发动机10的外壳12限定的内
部14内。然而，还将理解，涡轮机18、第一热总线32或第二热总线34的至少一部分可接纳在燃烧发动机10的其它部分(诸如，例如，燃烧发动机10的驱动轴)内。
50.第一引气供应36和第二引气供应38可各自将燃烧发动机10的至少一部分流体联接到涡轮机18的对应部分。具体地，第一引气供应36可将涡轮机18的压缩机24流体联接到燃烧发动机10的上游部分20，而第二引气供应38可将第一涡轮28流体联接到燃烧发动机10的下游部分22。照此，压缩机24可流体联接到燃烧室16上游的燃烧发动机10的一部分，并且第一涡轮28可流体联接到燃烧发动机10下游的燃烧发动机10的一部分。还将理解，在第一引气供应36和第二引气供应38内流动的流体可进一步由它们的污染物限定。例如，在燃烧过程期间，流体从上游部分20流入燃烧室16，在那里，其随后与燃料混合并燃烧。该过程产生发动机排气或燃烧气体，它们被传递到燃烧发动机10的下游部分22。由于来自第一引气供应36的流体来自上游部分20，因此它不包含排气。相反，来自第二引气供应38的流体包含发动机排气，因为它来自燃烧发动机10的下游部分22。
51.第二压缩机26可在第一压缩机24的下游串联流体联接到第一压缩机24。照此，第一压缩机24和第二压缩机26可串联流体联接到燃烧发动机10的上游部分20的至少一部分。类似地，第二涡轮30可在第一涡轮28的下游串联流体联接到第一涡轮28。照此，第一涡轮28和第二涡轮30可串联流体联接到燃烧发动机10的下游部分22的至少一部分。
52.涡轮机18的压缩机24、旋转泵26、第一涡轮28和第二涡轮30可各自通过公共轴40驱动地或可操作地联接至彼此。第一涡轮28和第二涡轮30的旋转可通过公共轴40的旋转来驱动压缩机24和旋转泵26的旋转。备选地，公共轴40可包括第一和第二轴。第一轴可操作地或驱动地将第一涡轮28联接到压缩机24，而第二轴可操作地或驱动地将第二涡轮30联接到旋转泵26。在这种情况下，设想的是，第一轴可接纳在第二轴内。
53.第一引气供应36和第二引气供应38可分别通过第一阀42和第二阀44流体联接到涡轮机18的至少一部分。第一阀42和第二阀44可响应于、相关于或根据燃烧发动机10的操作阶段或燃烧发动机10的旋转速度来操作。例如，燃烧发动机10的旋转速度可在操作周期内变化，在此期间，第一阀42和第二阀44可基于燃烧发动机10的瞬态或动态条件进行调节，以便通过第一引气供应36和第二引气供应38向涡轮机18供应所需量的流体。
54.第一热总线32和第二热总线34可各自包括传热流体。具体地，第一热总线32可包括液态传热流体，而第二热总线34可包括气态传热流体。设想的是，气态传热流体可为来自第二引气供应38的第一涡轮28或第二涡轮30内的发动机排气。
55.第一热总线32可进一步限定为热回路，其传递传热流体，使得其可流过第一热总线32。传热流体可通过被导引通过旋转泵26的至少一部分而被加压或以其它方式泵送通过第一热总线32。换句话说，旋转泵26可对第一热总线32内的传热流体加压，以便将传热流体泵送通过整个第一热总线32。
56.第一热总线32还可包括流体联接至彼此的热源46和卸热装置48，并且传热流体流过热源46和卸热装置48。外部系统50的至少一部分可流体联接到热源46，而卸热装置48可流体联接到环境气流52。如本文所用，术语“外部系统”可指在燃烧发动机10外部并构造成接收来自燃烧发动机10的至少一部分的输出的任何系统，具体地涡轮机18。作为非限制性示例，外部系统50可为用于合适环境(例如，交通工具、建筑物、飞行器等)的环境控制系统(ecs)或者任何其它合适的外部系统50。外部系统50可通过限定外部系统热回路的外部系
统流体流56流体联接到热源46。外部系统流体流56可由从外部系统50的至少一部分流到热源46的第一流体流56和从热源46流到外部系统50的至少一部分的第二流体流58限定。
57.第二热总线34可包括热源60或子系统热源以及热总线排放装置62。子系统64的至少一部分可流体联接到第二热总线34的一部分，使得第二热总线34可进一步限定为子系统热总线。如本文所用，术语“子系统”可指接纳在外壳12的内部14内的任何系统。具体地，子系统64可为燃烧发动机10的系统，诸如但不限于燃料系统、油系统等。子系统64可通过限定子系统热回路的子系统流体流66流体联接到第二热总线34。子系统流体流66可由从子系统64的至少一部分流到热源60的第一子系统流体流68和从热源60流到子系统64的至少一部分的第二子系统流体流70限定。设想的是，热总线排放装置62可流体联接到燃烧发动机10的排气区段或燃烧发动机10的外部部分。照此，热总线排放装置62可被限定为子系统卸热装置，因为它是第二热总线34的一部分，其构造成将第二热总线34内的传热流体排放或以其它方式卸到燃烧发动机10的排气区段或燃烧发动机10的外部。
58.设想的是，热源46、卸热装置48和热源60可包括任何合适的传热装置。例如，热源46、卸热装置48和热源60全部都可为热交换器，其构造成将热量从第一热总线32或第二热总线34内的传热流体传递或交换到流体联接到热源46、卸热装置48或热源60的对应流体。
59.如图所示，第一涡轮28和第二涡轮30可分别直接流体联接到主流体路径72和流体旁路74。主流体路径72和流体旁路74可流体联接到混合阀76，使得来自第一涡轮28和第二涡轮30的发动机排气可混合并供应到第二热总线34，以限定第二热总线34的传热流体。混合阀76可进一步限定为或以其它方式包括可变流量混合阀。照此，从流体旁路74和主流体路径72进入混合阀76的发动机排气可选择性地供应到混合阀76。发动机排气然后可流过混合阀76并进入第二热总线34。
60.燃烧发动机10还可包括具有处理器80和存储器82的控制器模块78。控制器模块78或处理器80可能够操作地或通信地联接到本文所描述的系统的各个部分，诸如例如外部系统50、子系统64、第一阀42和第二阀44、混合阀76等。还将理解，可通过燃烧发动机10提供传感器来测量燃烧发动机10或其部件的各种特性。例如，传感器可位于热源46的上游、下游或内部，以便监测或测量第一热总线32内的传热流体的温度。将理解，控制器模块78可配置成选择性地操作第一阀42和第二阀44，以选择性地将燃烧发动机10之间的流体流供应或以其它方式限制到涡轮机18的对应部分。控制器模块78还可选择性地供应或以其它方式限制来自第一涡轮28和第二涡轮30的发动机排气的量，这些排气经由第二阀44的控制进入混合阀76。存储器82可包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存或一种或多种不同类型的便携式电子存储器，诸如磁盘、dvd、cd-rom等或这些类型的存储器的任何合适的组合。控制器模块78或处理器80还可配置成运行任何合适的程序。可包括本公开的非限制性实施例，其中，例如，控制器模块78或处理器80也可与燃烧发动机10的其它控制器、处理器或系统连接，或者可作为燃烧发动机的另一控制器、处理器或系统的部分或子部件而被包括。
61.在操作中，涡轮机18可分别从第一引气供应36和第二引气供应38接收第一和第二流体流。如本文所讨论，第一引气供应36流体联接到燃烧发动机10的上游部分20，因此第一流体流被限定为没有发动机排气的流体流。第二引气供应38流体联接到燃烧发动机10的下游部分22，因此第二流体流被限定为具有发动机排气的流体流。还将理解，第一和第二流体流可至少由它们的温度来限定。具体地，由于燃烧室16通过燃烧过程将热量引入系统的事
实，第二流体流可处于比第一流体流更高的温度。照此，燃烧发动机10的下游部分22内的流体流将比上游部分20内的流体流更热。
62.照此，在燃烧发动机10的操作期间，来自燃烧发动机10的下游部分22的热流体流或发动机排气可经由第二引气供应38进入涡轮机18。具体地，发动机排气可直接输送到第一涡轮28。因为第一涡轮28串联流体联接到第二涡轮30，第一涡轮28可将发动机排气供应到第二涡轮30。随着发动机排气从第一涡轮28到达第二涡轮30，功被提取并且公共轴40旋转。由于当发动机排气移动通过第一涡轮28和第二涡轮30时所做的功，当与第一涡轮28中的发动机排气相比时，第二涡轮30中的发动机排气可被限定为低温和低压发动机排气。公共轴40的旋转可随后旋转涡轮机18的其它部分，具体地压缩机24和旋转泵26。压缩机24或旋转泵26中的至少一个可流体联接到第一引气供应36，使得来自上游部分20的第一流体流被吸入涡轮机18。随着第一流体流进入压缩机24，它可被转移到外部系统50。设想的是，第一流体流可由外部系统50使用来操作外部系统50。例如，就外部系统50是ecs而言，第一流体流可用作环境空气供应(例如，供应给飞行器的座舱的空气)。分别经由第一引气供应36和第二引气供应38供应的空气和发动机排气可由控制器模块78经由第一阀42和第二阀44选择性地供应到涡轮机18。例如，如果期望涡轮机18输出更多的功，则第二阀44可经由控制器模块78完全接合或打开，以允许最大量的发动机排气驱动第一涡轮28和第二涡轮30。类似地，如果外部系统50需要较低的流体流量(例如，对环境空气供应的较低需求)，则可经由控制器模块78限制或(以其它方式)关闭第一阀42，以限制通过涡轮机18的压缩机24并到达外部系统50的流体流量。
63.涡轮机18的至少一部分的旋转可驱动传热流体通过至少第一热总线32和第二热总线34。关于第一热总线32，旋转泵26的旋转可驱动第一热总线32内被限定为液体冷却剂的传热流体通过卸热装置48和串联流体连接的热源46。关于第二热总线34，第一涡轮28和第二涡轮30的旋转可将发动机排气分别供应到流体旁路74和主流体路径72。经由控制器模块78控制的混合阀76然后可选择性地将来自第一涡轮28、第二涡轮30或它们的组合的发动机排气供应到第二热总线34，并随后供应到热源60。发动机排气可被限定为第二热总线34的传热流体。
64.在操作中，进入第一热总线32的热源46的传热流体从外部系统50吸取热量。具体地，热源46内的传热流体从外部系统流体流56的第一流体流56中吸取热量。流入热源46的第一热总线32的传热流体可比第一流体流56更冷，使得当第一流体流56流过热源46时，热量从第一流体流56传递到热源46内的传热流体。照此，离开热源46的第一热总线32的传热流体可比进入热源46的传热流体更热，并且第一流体流56可比离开热源46的第二流体流58更热。第二流体流58可随后被引导回到外部系统50中。照此，热源46可通过将热量从加热的流体流(例如，第一流体流56)吸入第一热总线32的传热流体中而将冷却的流体流(例如，第二流体流58)提供到外部系统50。由热源46加热的传热流体可随后被输送通过卸热装置48，在那里传热流体中的热量可被传递或以其它方式卸到流体联接到卸热装置48的环境气流52中。离开卸热装置48的传热流体然后可被引向旋转泵26，在那里传热流体可被加压并通过第一热总线32泵送回卸热装置48，并最终进入热源46。
65.在操作中，限定为发动机排气的传热流体通过第一涡轮28和第二涡轮30的旋转被提供给第二热总线34的热源60。进入热源60的排气的温度可经由控制器模块78和混合阀76
来控制。例如，设想的是，主流体路径72可被限定为常开路径，在该路径中，来自第二涡轮30的发动机排气中的至少一部分总是被供应到第二热总线34。如果期望供应到第二热总线34的发动机排气具有更高的温度，混合阀76可经由控制器模块78至少部分地打开，以选择性地从流体旁路74供应发动机排气，以与主流体路径72内的发动机排气混合。由于发动机排气在从第一涡轮28流到第二涡轮30时温度降低，通过混合阀76喷射发动机排气可升高供应到第二热总线34的发动机排气的温度。备选地，将理解，主流体路径72和流体旁路74二者都可经由控制器模块78选择性地流体联接到第二热总线34。照此，设想的是，通过完全脱离或关闭主流体路径72，使得第二涡轮30内的发动机排气不会通过混合阀76并进入第二热总线34，仅来自第一涡轮28的发动机排气可被供应到第二热总线34。第二热总线34内的发动机排气可流体联接到热源60，并从子系统流体流66中吸取热量。具体地，进入热源60的发动机排气可处于比子系统流体流66的第一子系统流体流68低的温度。照此，热源60可通过将热量从加热的流体流(例如，第一子系统流体流68)吸入第二热总线34的传热流体中而将冷却的流体流(例如，第二子系统流体流70)提供到子系统64。第二子系统流体流70然后可被引导回到子系统64中，以由子系统64利用。因此，离开热源60的发动机排气可比进入热源60并从子系统流体流66吸取热量的发动机排气更热。离开热源60的发动机排气最终可被排放到大气(外壳12的外部)中，或者被喷射到燃烧发动机10的排气区段中。
66.图2示出了一组示例性的燃烧发动机，具体地是设置在飞行器84上的一组燃气涡轮发动机110。该组燃气涡轮发动机110各自类似于燃烧发动机10；因此，相同的零件将用100系列中的相同的数字标识，其中理解的是，除非另有说明，否则燃烧发动机10的相同零件的描述适用于该组燃气涡轮发动机110。
67.飞行器84可包括一组燃气涡轮发动机110、机身86、定位在机身86中的驾驶舱88以及从机身86向外延伸的机翼组件90。每个燃气涡轮发动机110可包括一体地形成在燃气涡轮发动机110内的对应涡轮机18。仅为了说明的目的，在飞行器84的机身86的一部分中示意性地示出了示例性的外部系统，具体地为ecs 150。ecs 150可流体联接到该组燃气涡轮发动机110的至少一部分。
68.设想的是，ecs 150到燃气涡轮发动机110的至少一部分的流体联接可为ecs 150提供冷却剂源、功率源或来自燃气涡轮发动机110的引气源。例如，引气系统可流体联接到燃气涡轮发动机110的至少一部分，以提供高温、高压、低压、低温或它们的组合的空气源。这种空气可在飞行器84内用于飞行器84的环境控制。备选地，设想的是，环境空气可在飞行器84内用于飞行器84的环境控制。如本文所用，飞行器84的环境控制(即，飞行器84的ecs 150)可包括用于飞行器的一部分的防冰或除冰、用于对座舱或机身加压、加热或冷却座舱或机身86等的子系统。ecs 150的操作可根据飞行器乘客的数量、飞行器飞行阶段或ecs 150的操作子系统中的至少一个变化。飞行器飞行阶段的示例可包括但不限于地面慢车(ground idle)、滑行、起飞、爬升、巡航、下降、待命(hold)和着陆。
69.发动机挂架92可包括在一组燃气涡轮发动机110的每个燃气涡轮发动机110中。发动机挂架92可操作地将对应的燃气涡轮发动机110联接到相应的机翼组件90。
70.虽然已经示出了商用飞行器84，但是设想的是，本发明的实施例可在任何类型的飞行器84中使用。此外，虽然在机翼组件90的每个机翼上示出了两个燃气涡轮发动机110，但是将理解，可包括安装在机翼组件90上的任何数量的燃气涡轮发动机110，或者甚至安装
在机身86中的单个燃气涡轮发动机。
71.图3示出了图2的飞行器84的燃气涡轮发动机110的横截面。燃气涡轮发动机110可以串联关系包括风扇区段94(其包括风扇)、压缩机区段96、燃烧区段116、涡轮区段98和排气区段100。压缩机区段96可以串联关系包括多级低压(lp)压缩机102和多级高压(hp)压缩机104。涡轮区段98可以串联关系包括多级高压(hp)涡轮106和多级低压(lp)涡轮108。
72.驱动轴可操作地将燃气涡轮发动机110的至少上游部分联接到燃气涡轮发动机110的下游部分。将理解，燃烧区段116可包括类似于燃烧室16(图1)的燃烧室。还将理解，如本文所用，术语“上游部分”和“下游部分”分别类似于燃烧发动机10(图1)的上游部分20和下游部分22，因为燃气涡轮发动机110的上游部分在燃烧区段116的上游，并且燃气涡轮发动机110的下游部分在燃烧区段116的下游。围绕燃气涡轮发动机110的中心线99同轴地设置的hp轴或hp转轴95将hp涡轮106驱动地连接到hp压缩机104，并且围绕燃气涡轮发动机110的中心线99同轴地设置在较大直径环形hp转轴95内的lp轴或lp转轴97将lp涡轮108驱动地连接到lp压缩机102和风扇区段94的风扇。hp转轴95和lp转轴97可能够围绕发动机中心线99旋转。
73.第一引气供应36可构造成从燃气涡轮发动机110的上游部分(诸如但不限于风扇区段94、压缩机区段96的至少一部分或风扇区段94上游的一部分)抽取、吸取或接收引气，使得其构造成接收环境空气。第二引气供应38可构造成从燃气涡轮发动机110的下游部分(诸如但不限于其中已经发生燃烧的燃烧区段116的一部分、涡轮区段98的至少一部分或排气区段100)抽取、吸取或接收引气。尽管示出为第一引气供应36和第二引气供应38，但是将理解，第一引气供应36和第二引气供应38可包括在一组引气供应中，该组引气供应构造成从燃气涡轮发动机110的各个部分吸取空气。第一引气供应36和第二引气供应38示出为与各种传感器101联接，传感器101可提供相应的输出信号。通过非限制性示例，传感器101可包括温度传感器、流量传感器或压力传感器中的一个或多个。还设想的是，引气供应中的一个或多个可包括来自辅助功率单元(apu)或地面气源车单元(gcu)的引气供应，使得除了第一引气供应36或第二引气供应38之外或代替第一引气供应36或第二引气供应38，apu或gcu可提供压力增强和温度经调节的气流。第一引气供应36和第二引气供应38可流体联接到涡轮机18(示意性地示出为燃气涡轮发动机110外部的虚线框)的至少一部分。设想的是，第一引气供应36和第二引气供应38可构造成将空气从燃气涡轮发动机110的两个或更多个部分供应到涡轮机18的至少一部分。
74.燃气涡轮发动机110还可包括短舱112或外壳，其限定燃气涡轮发动机110的内部114。将理解，短舱112可与发动机挂架92(图1)一体地形成或者包括发动机挂架92。如本文所讨论，尽管示意性地示出为接纳在燃气涡轮发动机110的外部，但是涡轮机18可设置在燃气涡轮发动机110的内部114的任何部分内。例如，涡轮机18及其伴随部件可至少部分地设置在短舱112、发动机挂架92或燃气涡轮发动机110的任何其它合适的部件内。还设想的是，涡轮机18的至少一部分可机械地联接到燃气涡轮发动机110的至少一部分。例如，涡轮机18的一部分可联接到燃气涡轮发动机110的驱动轴(例如，lp转轴95或hp转轴97)。照此，驱动轴的旋转可驱动涡轮机18的至少一部分。
75.在操作中，离开风扇区段94的气流被分流，使得气流的一部分被导引到压缩机区段96中，具体地通过lp压缩机102，lp压缩机102然后将加压气流供应到hp压缩机104，hp压
缩机104进一步对空气加压。在风扇区段94处分流的空气的剩余部分可通过旁路空气导管103，该旁路空气导管103可被引入风扇区段94下游的燃气涡轮发动机110的一部分(例如，涡轮区段98，以冷却涡轮区段98的至少一部分)，或者以其它方式与排气区段100中的发动机排气混合。来自hp压缩机104的加压气流在燃烧器区段116中与燃料混合并被点燃，从而产生燃烧气体或发动机排气。一些功由驱动hp压缩机104的涡轮区段98(具体地hp涡轮106)从这些燃烧气体中提取。燃烧气体被排放到lp涡轮108中，lp涡轮108提取额外的功来驱动lp压缩机102，并且发动机排气最终经由排气区段100从燃气涡轮发动机110排出。lp涡轮108的驱动驱动lp转轴97以使风扇区段94和lp压缩机102旋转。hp涡轮106的驱动驱动hp转轴95以使hp压缩机104旋转。
76.来自燃气涡轮发动机110的上游部分的空气(具体地来自风扇区段94的空气)可经由第一引气供应36提供到涡轮机18的至少第一部分，而来自燃气涡轮发动机110的下游部分(具体地lp涡轮108)的空气可经由第二引气供应38提供到涡轮机18的至少第二部分。照此，限定为低压、低温气流的第一气流可经由第一引气供应36提供到涡轮机18，并且限定为高压、高温气流的第二气流可经由第二引气供应38提供到涡轮机18。
77.图4示出了包括涡轮机18、第一热总线32和第二热总线34的图2的燃气涡轮发动机110的示意图。
78.尽管示出为在燃气涡轮发动机110的外部，但是将理解，涡轮机18、第一引气供应36和第二引气供应38、第一热总线32和第二热总线34可接纳在由短舱112限定的内部114内。还将理解，涡轮机18、第一引气供应36和第二引气供应38、第一热总线32或第二热总线34中的任何一个都可接纳在燃气涡轮发动机110的任何其它合适的部分内。例如，涡轮机18、第一引气供应36和第二引气供应38、第一热总线32或第二热总线34可接纳在燃气涡轮发动机110的驱动轴、发动机挂架92、短舱112或形成在燃气涡轮发动机110的内部114内的任何其它部分内或以其它方式与它们集成。具体地，热源46或卸热装置48中的至少一个可设置或定位在燃气涡轮发动机110的发动机挂架92中。备选地，卸热装置48可设置或定位在燃气涡轮发动机110的风扇区段94中，并且直接流体联接到风扇区段94，使得环境气流52被限定为风扇区段94内的流体流。另一方面，第二热总线34(具体地热源60)可设置或定位在排气区段100或涡轮区段98的至少一部分中。具体地，热源60可设置在lp涡轮108的末级中。
79.如本文所讨论，第一引气供应36和第二引气供应38可分别通过第一阀42和第二阀44流体联接到涡轮机18的至少一部分。在一个方面，第一阀42和第二阀44可布置成将低压、低温和高压、高温引气供应到涡轮机18的一个或多个部分。具体地，第一阀42可将空气从风扇区段94或燃气涡轮发动机110的另一上游部分供应到压缩机24，而第二阀44可将空气从涡轮区段98或排气区段100供应到第一涡轮28。如本文所讨论，分别从第一引气供应36和第二引气供应38直接提供到压缩机24和第一涡轮28的流体可进一步由发动机排气的存在或不存在来限定。具体地，提供到第一涡轮28的流体可包括发动机排气，因为第一涡轮28通过第二引气供应38流体联接到燃气涡轮发动机110的下游部分(例如，涡轮区段98或排气区段100)，而压缩机24通过第一引气供应36流体联接到燃气涡轮发动机110的上游部分(例如，风扇区段94、风扇区段94的上游、压缩机区段96或旁路空气导管103内)。具体地，第一引气供应36可流体联接到风扇区段94的至少一部分，而第二引气供应38可流体联接到lp涡轮108的至少一部分。
80.如图所示，压缩机24可直接流体联接到限定为示例性外部系统的ecs 150。ecs 150和压缩机24的流体联接可提供低压、低温、无发动机排气的流体流，该流体流可用作ecs 150的环境空气供应。换句话说，提供到ecs 150的空气最终可由ecs 150用作用于飞行器84的座舱或驾驶舱的空气供应。设想的是，ecs 150还可包括ecs冷却组件151，该冷却组件151构造成在环境空气供应被送入飞行器84的座舱或驾驶舱之前冷却环境空气供应。ecs冷却组件151可通过外部系统流体流56流体联接到热源46。照此，ecs冷却组件151可引导环境空气供应的至少一部分通过热源46，以限定第一流体流56，该第一流体流56可随后由环境空气供应冷却或者以其它方式将热量从环境空气供应卸到第一热总线32的传热流体中。现在通过将热量从第一流体流56传递到第一热总线32而被冷却的环境空气供应可被引导回到ecs冷却组件151中，以限定第二流体流58。第二流体流58可最终限定环境空气供应，该环境空气供应被供应到ecs 150流体所联接到的环境。设想的是，第二流体流58可由通过ecs 150选择的温度来限定。例如，如果ecs 150配置成将环境空气供应供应到飞行器84的座舱，在那里，环境空气供应可与飞行器84的乘客、飞行员或机组人员接触，则第二流体流58可由乘客、飞行员或机组人员感到舒适的温度来限定。
81.将理解，热源46、卸热装置48或热源60中的任何一个或多个都可被增材制造。设想的是，燃气涡轮发动机110的至少一部分(例如，短舱112、涡轮机18或发动机挂架92)可被增材制造，并且可与不是被增材制造的其它部件连结或以其它方式联接至所述其它部件或与其它增材制造的部件熔合。另外或备选地，将理解，热源46、卸热装置48或热源60中的任何一个或多个可与燃气涡轮发动机110或涡轮机18的至少一部分一体地增材制造。例如，热源46和发动机挂架92的至少一部分可增材制造为单个、连续的或一体的部件。
82.飞行器84还可包括具有处理器80和存储器82的控制器模块78。控制器模块78或处理器80可能够操作地或通信地联接到本文所描述的系统的各个部分，诸如例如ecs 150的至少一部分、传感器101(图3)、第一阀42和第二阀44、混合阀76等。还将理解，可在整个飞行器84中提供另外的传感器101，使得来自传感器的数据可由控制器模块78用来操作燃气涡轮发动机110的至少一部分。例如，流量传感器可设置在直接流体联接到压缩机24的ecs 150的一部分内。控制器模块78可利用来自流量传感器的测量结果来确定是否需要向ecs 150供应更多或更少的空气。如果期望更多的空气，控制器模块78可通过进一步打开第一阀42选择性地将更大体积的空气供应到压缩机24并最终供应到ecs 150。控制器模块78或处理器80还可配置成运行任何合适的程序。可包括本公开的非限制性实施例，其中，例如，控制器模块78或处理器80也可与飞行器84的其它控制器、处理器或系统连接，或者可作为飞行器84的另一控制器、处理器或系统的部分或子部件而被包括。在一个示例中，控制器模块78可包括全权限数字发动机或电子控制器(fadec)、机载航空电子计算机或控制器、或者通过公共数据链路或协议远程定位的模块。
83.当与用于冷却燃气涡轮发动机的一个或多个子系统或外部系统的常规方法相比时，本公开的益处包括适于冷却燃烧发动机(具体地燃气涡轮发动机)的一个或多个子系统或外部系统的方法。例如，冷却诸如ecs的外部系统的常规方法可能需要在飞行器上的某个地方的冲压空气进气口。目前使用的冲压空气进气口包括冲压空气入口和冲压空气出口。冷却和加压空气可进入冲压空气入口，并流经位于冲压空气进气口内或(以其它方式)与冲压空气进气口热连通的ecs热交换器。流经ecs热交换器的空气可用作热源，或(以其它方
式)从ecs的热流体中吸取热量，并作为受热空气通过冲压空气出口离开。冲压空气进气口可包括对飞行器的各种负面影响，诸如但不限于重量增加、阻力增加或热辐射增加。然而，如本文所描述的燃气涡轮发动机完全集成在燃气涡轮发动机内，使得冲压空气进气口可完全被消除或(以其它方式)减小尺寸。具体地，第一热总线的实施利用热源和卸热装置来有效地冷却ecs，而不需要冲压空气进气口。第一热总线利用热源从ecs吸取热量，并且利用卸热方法从第一热总线内的传热流体卸载或卸掉一部分热能，该热能是所述传热流体通过从ecs吸取热量获得的。卸热装置和热源二者都完全位于燃气涡轮发动机的内部内，其中卸热装置设置在风扇区段内并流体联接到风扇区段，并且热源位于燃气涡轮发动机的发动机挂架中。两者都能够用于有效地冷却ecs，而不需要原本将来自冲压空气进气口内的空气的各种其它冷却空气源。在冲压空气进气口被消除的情况下，飞行器的总重量减轻，从而提高飞行器的整体效率。此外，由冲压空气进气口引起的阻力可被消除，从而增加飞行器的空气动力学效率。最后，还可消除与冲压空气进气口相关联的热辐射。此外，设想的是，冷却如本文所描述的燃气涡轮发动机的一个或多个子系统或外部系统的方法可提供用于构造成用于超音速飞行的飞行器(具体地，商用飞行器)。
84.当与常规的冷却系统相比时，本文所描述的冷却系统的另外的益处包括对应的热总线内的传热流体的来源的优化和废热的利用。例如，传统的燃烧发动机(具体地传统的燃气涡轮发动机)包括将发动机排气排放到大气的涡轮区段和排气区段。这些排气通常被废弃并排放到大气，因为它们具有高温，否则会由燃烧区段的燃烧气体污染。具体地，发动机排气可包含sco2。如果这些气体被用于冷却其它系统(例如，ecs)，sco2可能进入环境空气供应，这原本是不期望的。然而，本文所描述的冷却系统为ecs提供了没有发动机排气的气流，并且进一步通过未污染的冷却剂从ecs或其它外部系统吸取热量，同时仍然确保原本最好被废弃的发动机排气仍然用于涡轮机的驱动中以及对sco2的污染不敏感的燃气涡轮发动机的其它各种子系统或外部系统的冷却。具体地，第一热总线的传热流体可进一步限定为液态传热流体。由于传热流体是液体，当它由旋转泵泵送通过第一热总线时，传热流体不会沾带(pick up)污染物。关于原本会被废弃的发动机排气，第二热总线可利用发动机排气从对发动机排气不敏感的燃气涡轮发动机的子系统中吸取热量。照此，发动机排气可用于冷却燃气涡轮发动机的合适子系统，而不是会被废弃。用于第一和第二热总线两者的传热流体被优化，在它们最适合于它们正冷却的子系统或外部系统的意义上。照此，本文所描述的冷却系统允许冷却剂源的优化，同时还确保原本会被废弃的发动机排气被用于冷却燃气涡轮发动机的子系统。
85.在尚未描述的程度上，各种方面的不同特征和结构可根据期望与其它的特征和结构结合使用。一个特征不能在所有方面中被示出并不意在被解释为它不能，而是为了描述的简洁才这样做。因此，不同方面的各种特征可根据期望进行混合和匹配，以形成新的方面，无论这些新方面是否被明确描述。本文描述的特征的组合或排列由本公开覆盖。
86.本书面描述使用示例来公开本公开的各方面，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开的方面，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何并入的方法。本公开的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有非实质性差别的等同结构要素，则此类其它示例旨在处
于权利要求书的范围内。
87.本发明的另外的方面由以下条款的主题提供：一种燃烧发动机，包括：至少一个燃烧室；第一引气供应，其流体联接到燃烧室上游的燃烧发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到燃烧室下游的燃烧发动机的一部分；第一热总线，其包括流体联接至彼此并且传热流体流过其中的热源和卸热装置；以及涡轮机，其包括安装到公共轴的压缩机、旋转泵和第一涡轮，其中压缩机和旋转泵呈串联流动布置，其中，压缩机流体联接到第一引气供应，第一涡轮流体联接到第二引气供应，并且旋转泵流体联接到第一热总线，以将传热流体通过第一热总线从热源泵送到卸热装置。
88.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，涡轮机完全集成在燃烧发动机内。
89.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，燃烧发动机还包括外壳，并且涡轮机位于由外壳限定的内部内。
90.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，热源或卸热装置中的至少一个位于燃烧发动机内。
91.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，热源流体联接到外部系统的至少一部分。
92.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，外部系统是环境控制系统(ecs)，并且热源构造成将热量吸离ecs的至少一部分。
93.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，卸热装置位于燃烧发动机内。
94.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，卸热装置流体联接到燃烧发动机的环境空气。
95.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，还包括限定内部的外壳，其中涡轮、热源、卸热装置和第一热总线全部都位于外壳的内部内。
96.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，第二涡轮安装到公共轴，并且第一和第二涡轮流体联接到发动机排气，使得发动机排气使公共轴旋转。
97.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，还包括第二热总线，该第二热总线流体联接到第二涡轮，使得离开第二涡轮的发动机排气用作用于第二热总线的传热流体。
98.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，涡轮机还包括从第一涡轮到离开第二涡轮的发动机排气的流体旁路，其中流体旁路具有混合阀，用于混合离开第一涡轮的发动机排气与离开第二涡轮的发动机排气，以控制用作用于第二热总线的传热流体的发动机排气的温度。
99.一种包括燃气涡轮发动机的飞行器，该燃气涡轮发动机具有：呈轴向流动布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段；第一引气供应，其流体联接到燃烧器区段上游的燃烧发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到燃烧器区段下游的燃烧发动机的一部分；第一热总线，其包括流体联接至彼此并且传热流体流过其中的热源和卸热装置；以及涡轮机，其包括安装到公共轴的压缩机、旋转泵和第一涡轮，其中压缩机和旋转泵呈串联流动布置，其中，压缩机流体联接到第一引气供应，第一涡轮流体联接到第二引气供应，并且旋转泵流体联接到第一热总线，以将传热流体通过第一热总线从热源泵送到卸热装置。
100.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，燃气涡轮发动机还包括短舱，并且涡轮机位于由短舱限定的内部内。
101.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，还包括承载燃气涡轮发动机的发动机挂架，并且至少一个热源或卸热装置位于发动机挂架中。
102.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，热源位于发动机挂架内，并且卸热装置位于风扇区段内。
103.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，涡轮机还包括安装到公共轴的第二涡轮，其中第一和第二涡轮流体联接到涡轮排气，使得涡轮排气使公共轴旋转。
104.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，还包括第二热总线，该第二热总线流体联接到第二涡轮，使得离开第二涡轮的涡轮排气用作用于第二热总线的传热流体。
105.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，涡轮机还包括从第一涡轮到离开第二涡轮的排气的流体旁路，其中流体旁路具有混合阀，用于混合离开第一涡轮的排气与离开第二涡轮的排气，以控制用作用于第二热总线的传热流体的排气的温度。
106.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，第一引气供应联接到风扇区段或压缩机区段中的一个，并且第二引气供应联接到涡轮区段或排气区段中的一个。
107.一种燃烧发动机，包括：至少一个燃烧室；第一引气供应，其流体联接到燃烧室上游的燃烧发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到燃烧室下游的燃烧发动机的一部分；子系统热总线，传热流体流过该子系统热总线，并且该子系统热总线包括流体联接至彼此的子系统热源和子系统卸热装置，其中子系统卸热装置在子系统热源的下游；和涡轮机，其包括安装到公共轴的压缩机、第一涡轮和第二涡轮，其中第一和第二涡轮呈串联流动布置，其中，压缩机流体联接到第一引气供应，第一涡轮流体联接到第二引气供应，并且第二涡轮流体联接到子系统热总线，以将来自第二引气供应的发动机排气通过子系统热总线从子系统热源泵送到子系统卸热装置。
108.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，子系统热源流体联接到燃烧发动机的子系统。
109.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，子系统包括用于燃烧发动机的燃料系统或油系统中的至少一个。
110.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，涡轮机还包括在第一涡轮和离开第二涡轮的发动机排气之间的流体旁路。
111.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，流体旁路包括混合阀，用于将离开第一涡轮的发动机排气与离开第二涡轮的发动机排气混合，以控制用作用于子系统热总线的传热流体的发动机排气的温度或压力中的至少一个。
112.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，混合阀包括可变流量混合阀。
113.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，还包括将第二引气供应流体联接到第一涡轮的阀。
114.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，阀是可变流量阀。
115.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，其中，子系统卸热装置是子系统热总线排放装置，其将子系统热总线中的发动机排气排放到大气。
116.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，还包括旋转泵，该旋转泵在第一压
缩机的下游并与第一压缩机呈串联流动布置，并且安装到公共轴。
117.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，还包括外壳，其中涡轮机完全位于外壳的内部内。
118.根据前述条款中的任一项所述的燃烧发动机，还包括外壳，其中子系统热总线和子系统卸热装置完全位于外壳的内部内。
119.一种包括燃气涡轮发动机的飞行器，该燃气涡轮发动机具有：呈轴向流动布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段；第一引气供应，其流体联接到燃烧器区段上游的涡轮发动机的一部分；第二引气供应，其流体联接到燃烧器区段下游的涡轮发动机的一部分；子系统热总线，传热流体流过该子系统热总线，并且该子系统热总线包括流体联接至彼此的子系统热源和子系统卸热装置，其中子系统卸热装置在子系统热源的下游；和涡轮机，其包括安装到公共轴的压缩机、第一涡轮和第二涡轮，其中第一和第二涡轮呈串联流动布置，其中，压缩机流体联接到第一引气供应，第一涡轮流体联接到第二引气供应，并且第二涡轮流体联接到子系统热总线，以将来自第二引气供应的发动机排气通过子系统热总线从子系统热源泵送到子系统卸热装置。
120.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，子系统热源流体联接到燃气涡轮发动机的子系统。
121.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，子系统包括用于燃气涡轮发动机的燃料系统或油系统中的至少一个。
122.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，涡轮机还包括在第一涡轮和离开第二涡轮的发动机排气之间的流体旁路。
123.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，流体旁路包括混合阀，用于将离开第一涡轮的涡轮发动机排气与离开第二涡轮的涡轮发动机排气混合，以控制用作用于子系统热总线的传热流体的发动机排气的温度或压力中的至少一个。
124.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，混合阀包括可变流量混合阀。
125.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，还包括将第二引气供应流体联接到第一涡轮的阀。
126.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，阀是可变流量阀。
127.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，子系统卸热装置是子系统热总线排放装置，其将子系统热总线中的发动机排气排放到大气。
128.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，还包括旋转泵，该旋转泵在第一压缩机的下游并与第一压缩机呈串联流动布置，并且安装到公共轴。
129.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，燃气涡轮发动机包括发动机挂架，其中涡轮机完全位于发动机挂架内。
130.根据前述条款中的任一项所述的飞行器，其中，子系统热总线和子系统卸热装置位于燃气涡轮发动机的内部内。