包括涡轮机的燃烧发动机的制作方法

1.本公开大体上涉及一种燃烧发动机，并且更具体而言，涉及一种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(具体而言，气体或燃烧气体涡轮发动机)为旋转发动机，其从燃烧气体流中抽取能量，该燃烧气体流穿过发动机到许多旋转涡轮叶片上。
3.燃气涡轮发动机包括但不限于成串流布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧区段，以及涡轮区段。压缩机区段、燃烧器区段以及涡轮区段有时统称为芯部发动机。
4.燃气涡轮发动机还可包括涡轮机或者以其它方式联接于涡轮机，该涡轮机可用于生成用于飞行器的电力，或者为了操作飞行器系统(像环境控制系统，诸如空调系统)而提供功力。


技术实现要素：

5.在本公开的一个方面中，一种燃烧发动机包括至少一个燃烧室、流体地联接于燃烧室上游的燃烧发动机的一部分的第一放出空气供应部、流体地联接于燃烧室下游的燃烧发动机的一部分的第二放出空气供应部，以及涡轮机，该涡轮机包括安装至公共轴的第一压缩机、第二压缩机以及第一涡轮，其中第一压缩机和第二压缩机呈串流布置，其中第一压缩机流体地联接于第一放出空气供应部，以及中间冷却器，该中间冷却器将第一压缩机的一部分串联地流体地联接于第二压缩机的一部分。
6.在本公开的另一个方面中，一种飞行器包括具有成串流布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧区段以及涡轮区段的燃气涡轮发动机、外部系统、流体地联接于燃烧区段上游的涡轮发动机的一部分的第一放出空气供应部、流体地联接于燃烧区段下游的涡轮发动机的一部分的第二放出空气供应部、以及涡轮机，该涡轮机包括安装至公共轴的第一压缩机、第二压缩机以及第一涡轮，其中第一压缩机和第二压缩机呈串流布置，其中第一压缩机流体地联接于第一放出空气供应部，并且第二压缩机流体地联接于外部系统，以及中间冷却器，该中间冷却器将第一压缩机的一部分串联地流体地联接于第二压缩机的一部分。
7.技术方案1. 一种燃烧发动机，其包括：至少一个燃烧室；第一放出空气供应部，其流体地联接于所述燃烧室上游的所述燃烧发动机的一部分；第二放出空气供应部，其流体地联接于所述燃烧室下游的所述燃烧发动机的一部分；以及涡轮机，其包括：安装至公共轴的第一压缩机、第二压缩机以及第一涡轮，其中所述第一压缩机和所述第二压缩机呈串流布置，其中所述第一压缩机流体地联接于所述第一放出空气供应
部，以及中间冷却器，其将所述第一压缩机的一部分串联地流体地联接于所述第二压缩机的一部分。
8.技术方案2. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述涡轮机还包括第二涡轮，所述第二涡轮安装至所述公共轴并且与所述第一涡轮成串流布置，其中所述第一涡轮流体地联接于所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个。
9.技术方案3. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述燃烧发动机还包括涡轮喷射器，所述涡轮喷射器流体地联接所述第二压缩机和所述第二涡轮。
10.技术方案4. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述涡轮喷射器包括限定喉部的文丘里管，其中所述文丘里管流体地联接于所述第二涡轮，以及所述喉部处的分接头，并且所述第二压缩机流体地联接于所述分接头。
11.技术方案5. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述燃烧发动机还包括第一阀，所述第一阀将所述第一放出空气供应部流体地联接于所述第一压缩机，以及第二阀，所述第二阀将所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个流体地联接于所述第二放出空气供应部。
12.技术方案6. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述燃烧发动机还包括流体地联接在所述燃烧室下游并包含第三阀的第三放出空气供应部。
13.技术方案7. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述第三放出空气供应部在所述第二放出空气供应部下游联接于所述燃烧发动机的一部分。
14.技术方案8. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述第三放出空气供应部还包括所述第三阀上游的分支，其中第四阀流体地联接于所述分支。
15.技术方案9. 根据前述任意技术方案所述的燃烧发动机，所述第三阀流体地联接于所述第一涡轮，并且所述第四阀流体地联接于所述燃烧发动机的子系统。
16.技术方案10. 一种飞行器，其包括：燃气涡轮发动机，其具有成串流布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧区段以及涡轮区段；外部系统；第一放出空气供应部，其流体地联接于所述燃烧区段上游的所述涡轮发动机的一部分；第二放出空气供应部，其流体地联接于所述燃烧区段下游的所述涡轮发动机的一部分；以及涡轮机，其包括：安装至公共轴的第一压缩机、第二压缩机以及第一涡轮，其中所述第一压缩机和所述第二压缩机呈串流布置，其中所述第一压缩机流体地联接于所述第一放出空气供应部，并且所述第二压缩机流体地联接于外部系统，以及中间冷却器，其将所述第一压缩机的一部分串联地流体地联接于所述第二压缩机的一部分。
17.技术方案11. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述涡轮机还包括第二涡轮，所述第二涡轮安装至所述公共轴并且与所述第一涡轮成串流布置，其中所述第二涡轮
流体地联接于所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个。
18.技术方案12. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述第一放出空气供应部流体地联接于所述压缩机区段，并且所述第二放出空气供应部流体地联接于所述涡轮区段。
19.技术方案13. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述飞行器还包括流体地联接所述第二压缩机和所述第二涡轮的涡轮喷射器，所述涡轮喷射器包括：文丘里管，其流体地联接于所述第二涡轮并限定喉部；分接头，其提供所述喉部并流体地联接于所述第二压缩机；以及输出部，其流体地联接于所述外部系统的所述至少一部分。
20.技术方案14. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述外部系统为环境控制系统(ecs)，并且所述涡轮喷射器流体地联接于所述ecs的空调组合件。
21.技术方案15. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述飞行器还包括旁路，所述旁路将所述第一涡轮直接地流体地联接于所述涡轮喷射器。
22.技术方案16. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，其中，所述第一涡轮选择性地流体地联接于所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部。
23.技术方案17. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述飞行器还包括第三放出空气供应部，在所述第二放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的地方下游，所述第三放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的一部分。
24.技术方案18. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述飞行器还包括：第一阀，其将所述第一放出空气供应部选择性地流体地联接于所述第一压缩机；第二阀，其将所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个选择性地流体地联接于所述第一涡轮；第三阀，其将所述第三放出空气供应部选择性地流体地联接于所述第一涡轮；以及第四阀，其将所述第三放出空气供应部选择性地流体地联接于所述飞行器的子系统。
25.技术方案19. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述燃气涡轮发动机的所述子系统为防冰系统。
26.技术方案20. 根据前述任意技术方案所述的飞行器，所述第一放出空气供应部流体地联接于所述风扇区段或压缩机区段中的任一个，并且所述第二放出空气供应部流体地联接于所述涡轮区段或排出区段中的一个，并且在所述第二放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的地方下游，所述第三放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的一部分，并且所述第三放出空气供应部还包括预冷却器，所述预冷却器流体地联接于所述风扇区段并设在所述燃气涡轮发动机的所述涡轮区段内。
附图说明
27.包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本描述的完整且能实现的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：图1为根据本文中描述的各个方面的、包括涡轮机的燃烧发动机的示意图。
28.图2为根据本文中描述的各个方面的、包括示例性燃烧发动机的飞行器的透视图，
该示例性燃烧发动机包括图1的涡轮机。
29.图3为根据本文中描述的各个方面的、图2的示例性燃烧发动机的一部分的示意性截面视图。
30.图4为根据本文中描述的各个方面的、还包括中间冷却器的图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.本文中描述的本公开的方面涉及燃烧发动机，该燃烧发动机包括燃烧室和流体地联接于涡轮机的一组放出空气供应部。具体而言，第一放出空气供应部流体地联接于燃烧室上游的燃烧发动机的一部分，第二放出空气供应部流体地联接于燃烧室下游的燃烧发动机的一部分，并且在第二放出空气供应部流体地联接于燃烧发动机的地方的更下游，第三放出空气供应部流体地联接于燃烧室下游的燃烧发动机的一部分。如本文中使用的，用语“燃烧发动机”可指任何合适的发动机，其构造成获得流体(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，燃烧发动机可为燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括燃烧器区段，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，并且将燃烧流体输出至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。在燃气涡轮发动机方面，第一放出空气供应部可流体地联接于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，第二放出空气供应部可流体地联接于燃气涡轮发动机的燃烧器区段下游的涡轮区段或排出区段，并且在第二放出空气供应部流体地联接于涡轮发动机的地方下游，第三放出空气供应部可流体地联接于涡轮区段或排出区段。
32.如本文中使用的，用语“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，它们均构造成从燃烧发动机的至少一部分接收流体。涡轮机可包括流体地联接于第一放出空气供应部的第一压缩机、中间冷却器、第二压缩机、流体地联接于第一放出空气供应部、第二放出空气供应部或第三放出空气供应部中的至少一个的第一涡轮，以及第二涡轮。第一压缩机、中间冷却器以及第二压缩机可串联地流体地联接成使得来自第一放出空气供应部的流体流动穿过第一压缩机，至中间冷却器，并最终穿过第二压缩机。类似地，第一涡轮和第二涡轮可串联地流体地联接成使得来自第一放出空气供应部、第二放出空气供应部或第三放出空气供应部中的至少一个的流体流动穿过第一涡轮并至第二涡轮。涡轮机的至少一部分可流体地联接于涡轮喷射器，该涡轮喷射器构造成加速和冷却涡轮喷射器内的流体。具体而言，第二压缩机和第二涡轮内的流体可限定涡轮机的输出，其最终供应至涡轮喷射器的至少一部分。
33.设想的是，涡轮机还可包括从第一涡轮至涡轮喷射器的流体旁路，使得第一涡轮内的流体的至少一部分可绕过第二涡轮，并且流动到涡轮喷射器的一部分中，以进一步限定涡轮机的输出的至少一部分。涡轮喷射器可将涡轮机的输出与外部系统(诸如但不限于飞行器的环境控制系统(ecs))流体地联接。就此而言，涡轮喷射器的流体输出可限定为至外部系统的流体输入。第三放出空气供应部可包括预冷却器，该预冷却器设在燃烧发动机的一部分内并且流体地联接于周围空气源。具体而言，预冷却器可流体地联接于燃烧发动机的风扇区段。在第三放出空气供应部内的流体供应至涡轮机或至燃烧发动机的子系统之
前，预冷却器可构造成从该流体抽吸热。子系统可为流体地联接于燃烧发动机的燃烧发动机或系统的任何合适的系统(诸如但不限于防冰系统)，其构造成从燃烧发动机的下游部分接收流体流。将认识到的是，第一放出空气供应部、第二放出空气供应部以及第三放出空气供应部均可通过一组阀选择性地流体地联接于涡轮机的至少一部分或子系统。
34.如本文中描述的涡轮机(具体而言，利用中间冷却器、第一放出空气供应部以及成组阀的实施)可允许高压流体注射到涡轮机中，而不增加温度。换句话说，第一压缩机和第二压缩机可将待提供至涡轮喷射器的流体压缩或加压至优选的压力，而中间冷却器可从第一压缩机内的压缩流体抽吸热，使得喷射到涡轮喷射器中的流体具有期望的压力和温度。在不使用中间冷却器的情况下，从第二压缩机提供至涡轮喷射器的流体将具有期望的压力，然而，将处于太高的温度。就此而言，利用本文中描述的涡轮机的实施，进入涡轮喷射器的流体可控制或减轻与流体喷射到涡轮喷射器中相关的压力损失，同时仍确保涡轮喷射器在期望的压力、温度以及速度处输出至外部系统。在燃烧发动机为燃气涡轮发动机方面，涡轮机的第一涡轮和第二涡轮可从燃烧发动机的上游部分、涡轮区段的上游级(例如，从燃气涡轮发动机的高压涡轮)中的一个或多个，或者从涡轮区段的下游级(例如，从燃气涡轮发动机的低压涡轮)抽吸流体，其中来自涡轮区段的下游级的流体由预冷却器冷却。这允许从涡轮机的至少一部分进入涡轮喷射器的流体的温度和压力的增加控制。涡轮机的至少一部分可包括流体旁路，使得涡轮机的上游部分和下游部分可流体地联接于涡轮喷射器。这更进一步确保：进入涡轮喷射器的流体的温度和压力处于期望的值。包含这些方面可确保：不需要涡轮喷射器下游的各种其它冷却系统，因此减少有效运行外部系统所需的构件的整体重量。这最终导致针对燃烧发动机的燃料节省，连同增加的空间优化或集成的容易。
35.虽然描述将大体上涉及燃烧发动机，并且更具体而言，涉及包括在飞行器上的燃气涡轮发动机，但是将认识到的是，燃烧发动机可为任何合适的燃烧发动机，诸如但不限于压燃式发动机、火花点火式发动机、燃气涡轮发动机、液化天然气(lng)发动机等。在燃气涡轮发动机方面，将认识到的是，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、桨扇燃气涡轮发动机、涡轮喷气燃气涡轮发动机、涡轮螺旋桨燃气涡轮发动机等。因此，如本文中描述的燃烧发动机还将在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)方面具有适用性。
36.如本文中使用的，用语“径向”或“径向地”指远离公共中心的方向。例如，在涡轮发动机的整体上下文中，径向指沿着射线的方向，该射线在发动机的中心纵向轴线与外部发动机圆周之间延伸。此外，如本文中使用的，用语“成组”或“一组”元件可为任何数量的元件，其包括仅一个元件。
37.所有方向引用(例如，径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、侧向、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)仅用于识别目的，以帮助读者对本公开的理解，并且不应当解释为对实施例的限制，特别是关于本文中描述的本公开的方面的位置、方位或用途。连接引用(例如，附接、联接、固定、连接、连结等)将被广义地解释，并且可包括元件集合之间的中间部件和元件之间的相对移动，除非另外指示。就此而言，连接引用不一定推断出两个元件直接地连接并且彼此处于固定关系。单数形式"一"、"一个"和"该"包括复数提及，除非上下文另外清楚地指出。
38.示例性附图仅用于说明的目的，并且所附的图中反映的尺寸、位置、顺序以及相对大小可变化。
39.图1示出燃烧发动机10，燃烧发动机10包括限定内部14的壳体12、燃烧室16，以及涡轮机18。燃烧发动机10可由关于燃烧室16的上游部分20和下游部分22限定。如本文中描述的涡轮机18可包括第一压缩机24、第二压缩机26、第一涡轮28，以及第二涡轮30。中间冷却器32可串联地接收在第一压缩机24与第二压缩机26之间。燃烧发动机10还可包括涡轮喷射器34，涡轮喷射器34流体地联接于涡轮机18的至少一部分。
40.第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38，以及第三放出空气供应部39均可将燃烧发动机10的至少一部分流体地联接于涡轮机18的对应部分。具体而言，第一放出空气供应部36可将涡轮机18的第一压缩机24流体地联接于燃烧发动机10的上游部分20，而第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39两者可将第一涡轮28流体地联接于燃烧发动机10的下游部分22。就此而言，第一压缩机24可流体地联接于燃烧室16上游的燃烧发动机10的一部分，并且第一涡轮28可流体地联接于燃烧发动机10下游的燃烧发动机10的至少一个部分。如示出的，第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39可流体地联接于彼此，使得第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39内的流体可在通过第一涡轮28进入涡轮机18之前混合。将要的是(进一步包括将认识到的是)，在第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39内流动的流体可由它们的污染物进一步限定。例如，在燃烧过程期间，流体从上游部分20流动到燃烧室16中，其中该流体随后与燃料混合并燃烧。该过程产生发动机排出气体或燃烧气体，该发动机排出气体或燃烧气体传递至燃烧发动机10的下游部分22。在来自第一放出空气供应部36的流体来自于上游部分20时，该流体不包含排出气体。相反地，来自第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39的流体包含发动机排出气体(在该流体来自于燃烧发动机10的下游部分22时)。
41.第二压缩机26可在第一压缩机24的下游串联地流体地联接于第一压缩机24，其中中间冷却器32设在第一压缩机24和第二压缩机26之间。就此而言，第一压缩机24和第二压缩机26可串联地流体地联接于燃烧发动机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下游串联地流体地联接于第一涡轮28。就此而言，第一涡轮28和第二涡轮30可串联地流体地联接于燃烧发动机10的下游部分22的至少一部分。
42.涡轮机18的第一压缩机24、第二压缩机26、第一涡轮28以及第二涡轮30均可通过公共轴40传动地或可操作地联接于彼此。第一涡轮28和第二涡轮30的旋转可通过公共轴40的旋转来驱动第一压缩机24和第二压缩机26的旋转。作为备选，公共轴40可包括第一轴和第二轴。第一轴可将第一涡轮28可操作地或传动地联接于第一压缩机24，而第二轴可将第二涡轮30可操作地或传动地联接于第二压缩机26。在此类情况下，设想的是，第一轴可接收在第二轴内。
43.第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39可分别经由第一阀42、第二阀44以及第三阀46流体地联接于涡轮机18的至少一部分。第一阀42、第二阀44以及第三阀46可响应于、关于燃烧发动机10的操作阶段或燃烧发动机10的旋转速度而操作，或者随燃烧发动机10的操作阶段或燃烧发动机10的旋转速度变化而操作。例如，燃烧发动机10的旋转速度可在操作循环内变化，在该操作循环期间，第一阀42和第二阀44可基于燃烧发动机10的瞬态或动态条件来调整，以便通过第一放出空气供应部36、第二放
出空气供应部38以及第三放出空气供应部39将所需量的流体供应至涡轮机18。
44.涡轮喷射器34可包括限定喉部52的文丘里管48。涡轮喷射器34可流体地联接于涡轮机18的至少一部分。特别地，涡轮喷射器34可通过文丘里管48在涡轮喷射器34的上游部分处流体地联接于第一涡轮28或第二涡轮30中的至少一个。涡轮喷射器34还可包括在喉部52上游的分接头54，分接头54流体地联接于涡轮机18的另一部分。具体而言，分接头54可流体地联接于第二压缩机26。此外或备选地，将认识到的是，分接头54可流体地联接于第一压缩机24。
45.旁路56可将第一涡轮28的一部分流体地联接于涡轮喷射器34的上游部分(具体而言，文丘里管48)。类似于第一阀42、第二阀44或第三阀46，旁通阀58可包括在旁路56内，以便将第一涡轮28选择性地流体地联接于涡轮喷射器34。换句话说，第一涡轮28内的流体可选择性地绕过第二涡轮30，并且直接地喷射到涡轮喷射器34中。设想的是，旁路56内的流体可具有比离开第二涡轮30的流体高的温度和高的压力。
46.涡轮喷射器34还可流体地联接于涡轮喷射器34下游的外部系统50的至少一部分。如本文中使用的，用语“外部系统”可指任何系统，该任何系统在燃烧发动机10外部并且构造成从燃烧发动机10的至少一部分(具体而言，涡轮机18和涡轮喷射器34)接收输出。作为非限制性实例，外部系统50可为用于合适的环境(例如，车辆、建筑物、飞行器等)的环境控制系统(ecs)，或任何其它合适的外部系统50。涡轮喷射器34与外部系统50之间的连接示意性地示出为虚线。就此而言，将认识到的是，各种其它构件可包括在涡轮喷射器34与外部系统50之间。例如，臭氧转换器或附加阀可设在涡轮喷射器34与外部系统50之间。可利用这些其它构件，以确保进入外部系统50的流体具有期望的质量并适合于在外部系统50内使用。例如，臭氧转换器可包括催化剂材料，该催化剂材料构造成减少污染物(例如，在燃烧发动机10的燃烧过程期间生成的臭氧或挥发性有机化合物)以免进入外部系统50。在其中来自燃烧发动机10的污染物可进入流动穿过涡轮喷射器34的空气流的系统中，诸如此类的各种构件可为必要的。例如，如本文中论述的，第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39内的流体可来自燃烧发动机10的下游部分22，该流体可包括发动机排出气体。这些发动机排出气体可为潜在有害的，或者以其它方式不适合于在外部系统50内使用。就此而言，涡轮喷射器34与外部系统50之间的臭氧转换器或其它构件可在空气进入外部系统50之前从空气移除这些污染物。
47.中间冷却器32可串联地流体地联接在第一压缩机24和第二压缩机26之间。就此而言，来自第一压缩机24的流体可流动穿过中间冷却器32，并且最终至第二压缩机26。中间冷却器32可限定为涡轮机18的一部分，其构造成将热从第一压缩机24中的流体传递至流体地联接于中间冷却器32的燃烧发动机10的一部分。例如，中间冷却器32可流体地联接于燃烧发动机10的风扇。燃烧发动机10的风扇可构造成从燃烧发动机10的外部吸入周围空气流。该周围空气流可随后流体地联接于中间冷却器32。设想的是，周围空气流可具有比来自第一压缩机24的中间冷却器32内的流体低的温度，使得来自第一压缩机24的流体的热的至少一部分传递或以其它方式倾倒到周围空气流中。就此而言，离开中间冷却器32并进入第二压缩机26的流体可具有比从第一压缩机24进入中间冷却器32的流体低的温度。
48.预冷却器60可在第三阀46上游流体地联接于第三放出空气供应部39。类似于中间冷却器32，预冷却器60可设在包括或以其它方式暴露于周围空气的燃烧发动机10的一部分
内。就此而言，由第三放出空气供应部39从燃烧发动机10的下游部分22抽吸的流体可流动穿过预冷却器60。设想的是，在第三放出空气供应部39内且在预冷却器60上游的流体可具有比流体地联接于预冷却器的周围空气高的温度。就此而言，来自预冷却器60内的流体的热可传递或倾倒到周围空气中，使得进入预冷却器60的流体的温度高于离开预冷却器60并最终供应至第三放出空气供应部39的下游部分(例如，第三阀46)的流体的温度。
49.设想的是，中间冷却器32和预冷却器60可包括任何合适的热传递装置。例如，中间冷却器32和预冷却器60可全部为热交换器，该热交换器构造成将热从一种流体传递或交换至另一种流体。
50.第四阀62可流体地联接于第三放出空气供应部39的一部分。具体而言，第三放出空气供应部39可包括在第三阀46上游且在预冷却器60下游的分支，其中第四阀62流体地联接于分支。具体而言，分支可包括可通向第三阀46的第一分支和可通向第四阀62的第二分支。第四阀62可在功能上类似于第一阀42、第二阀44、第三阀46以及旁通阀58，然而，第四阀62可构造成将第三放出空气供应部39内的流体的至少一部分供应至燃烧发动机10的子系统64的至少一部分。具体而言，子系统64可为燃烧发动机10的防冰系统或其它加热系统。在防冰系统方面，子系统64可构造成检测、消除或融化积冰，该积冰在燃烧发动机10的一个或多个区段上(例如，在壳体12的外部上)或者在包绕燃烧发动机10或流体地联接于燃烧发动机10的其它环境上。在此类情况下，经由第四阀62供应至子系统64的流体可具有一温度，该温度适合于融化冰或者以其它方式适合于加热子系统64构造成加热的环境。
51.第一可控阀组件76、第二可控阀组件78、第三可控阀组件79以及第四可控阀组件83可响应于、关于飞行器的飞行阶段或燃气涡轮发动机110的旋转速度而操作，或者随飞行器的飞行阶段或燃气涡轮发动机110的旋转速度变化而操作。例如，燃气涡轮发动机110的旋转速度可在操作循环内变化，在该操作循环期间，第一可控阀组件76、第二可控阀组件78、第三可控阀组件79以及第四可控阀组件83可基于涡轮发动机的瞬态或动态条件来调整。
52.如示出的，第一放出空气供应部36可通过流体路径70流体地联接于第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39两者。第一止回阀66可沿着流体路径70的一部分设置，并且偏置成使得流体可仅从第一放出空气供应部36在第一阀42下游流动，以与至少来自第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39的流体混合。换句话说，来自第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39的流体不可流动穿过流体路径70并到涡轮机18的第一压缩机24中。第二止回阀68可沿着第二放出空气供应部38设在第二阀44下游且在第二放出空气供应部38、第三放出空气供应部39以及流体路径70相遇的地方上游。第二止回阀68可偏置成使得第二放出空气供应部38内的流体可流动穿过第二止回阀68并到第一涡轮28中，然而，第二止回阀68下游的流体不可流动经过第二止回阀并到第二放出空气供应部38中。设想的是，第一阀42、第二阀44以及第三阀46可选择性地操作成控制进入第一涡轮28的流体的温度、压力、流率或污染水平(例如，流体内的发动机排出气体的量)。例如，如果第三阀46闭合，并且第一阀36和第二阀38开启，使得来自第一放出空气供应部36的流体流动到第一压缩机24中，并且第二放出空气供应部38内的流体流动到第一涡轮28中，则可期望的是，降低进入第一涡轮28的流体的温度。在第一放出空气供应部36内的流体具有比第二放出空气供应部38内的流体低的温度时，第一阀42可开启，使得流体可从第一放出空气供应部36
流动穿过流体路径70和第一止回阀66，以在进入第一涡轮28之前，在第二止回阀68下游与第二放出空气供应部38的流体混合。这有效地降低进入第一涡轮28的流体的温度。设想的是，在某些情况下，第二阀44和第三阀46可闭合并且第一阀42可开启，使得仅来自燃烧发动机10的上游部分20的流体流动到涡轮机18的第一压缩机24和第一涡轮28两者中。
53.燃烧发动机10还可包括控制器模块78，控制器模块78具有处理器80和存储器82。控制器模块78或处理器80可以可操作地或通信地耦合于本文中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、第二阀44、第三阀46、旁通阀58，以及第四阀62等。将要的是(进一步包括将认识到的是)，传感器可通过燃烧发动机10提供，以测量燃烧发动机10或其构件的各种特性。例如，传感器可位于涡轮喷射器34上游、下游或内，以便监测或测量关于涡轮喷射器34的各个地点处的压力和温度。将认识到的是，控制器模块78可构造成选择性地操作第一阀42、第二阀44以及第三阀46，以将相应的第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39选择性地流体地联接于涡轮机18的至少一部分。将要的是(进一步包括将认识到的是)，控制器模块78可选择性地操作旁通阀58和第四阀62，以分别选择性地供应或以其它方式限制至涡轮喷射器34和子系统64的空气流。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(诸如光盘、dvd、cd-rom等)，或这些类型的存储器的任何合适组合。
54.在操作中，涡轮机18可分别从第一放出空气供应部36和从第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39中的至少一个接收第一流体流和第二流体流。如本文中论述的，第一放出空气供应部38流体地联接于燃烧发动机10的上游部分20，因此第一流体流限定为不具有发动机排出气体的流体流。第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39流体地联接于燃烧发动机10的下游部分22，因此在大多数情况下，第二流体流限定为具有发动机排出气体的流体流。其中第二流体流将不包括发动机排出气体的唯一时间将为在第二阀44和第三阀46闭合并且第一阀42开启，使得第二流体流和第一流体流两者将仅来自第一放出空气供应部36的情况下。将要的是(进一步包括将认识到的是)，第一流体流和第二流体流可至少由它们的温度限定。具体而言，由于燃烧室16通过燃烧过程将热引入到系统中，故第二流体流可处于比第一流体流高的温度。就此而言，燃烧发动机10的下游部分22内的流体流将比上游部分20内的流体流热。
55.就此而言，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出气体可经由第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39进入涡轮机18。具体而言，第二流体流可直接地输送至第一涡轮28。在第一涡轮28串联地流体地联接于第二涡轮30时，第一涡轮28可将第二流体流供应至第二涡轮30。在第二流体流从第一涡轮28至第二涡轮30时，功被抽取并且公共轴40旋转。由于在第二流体流移动穿过第一涡轮28和第二涡轮30时所做的功，故当与第一涡轮28中的流体相比时，第二涡轮30中的流体流可限定为低温和低压流体流。公共轴40的旋转可随后使涡轮机18的其它部分(具体而言，第一压缩机24和第二压缩机26)旋转。第一压缩机24或第二压缩机26中的至少一个可流体地联接于第一放出空气供应部36，使得来自上游部分20的第一流体流抽吸到涡轮机18中。第一流体流的至少一部分可随后流动穿过中间冷却器32并至第二压缩机26，或者以其它方式直接地提供至第二压缩机26。如本文中论述的，中间冷却器32可构造成冷却来自第一压缩机24的第一流体流，使得第一流体流在其进入第二压缩机26时比在其离开第一压缩机24时
冷。中间冷却器32可在其中期望降低第一流体流的温度同时还增加压力的情况中使用。在第一流体流穿过第一压缩机24和第二压缩机26时，第一流体流被加压，这导致温度的升高。中间冷却器32可用于在第一压缩机24内的加压的第一流体流进入第二压缩机26以被更多地加压之前冷却第一压缩机24内的加压的第一流体流。结果，如果第一流体流没有通过中间冷却器32转移并且替代地，直接从第一压缩机24供应至第二压缩机26，则当与将离开第二压缩机26的第一流体流相比时，离开第二压缩机26并引导至涡轮喷射器34的第一流体流可具有较低的温度和类似的压力。
56.如本文中描述的，通过控制器模块78的第一阀42、第二阀44以及第三阀46的选择性开启和闭合可提供进入涡轮机18的第一流体流和第二流体流的温度、压力或污染水平的控制。更进一步，通过控制器模块78的旁通阀58的选择性开启和闭合可在第二流体流进入涡轮喷射器34时提供该第二流体流的温度和压力的进一步控制。具体而言，旁通阀58的开启可允许第二流体流的一部分通过旁路56绕过第二涡轮30。在第二流体流的温度在第一涡轮28中比在第二涡轮30中高时，进入涡轮喷射器34的第二流体流将比在所有第二流体流穿过第二涡轮30并且没有一个穿过旁路56的情况下高。就此而言，第一阀42、第二阀44、第三阀46以及旁通阀58的选择性控制可最终导致进入涡轮喷射器34的第一流体流和第二流体流两者的温度、压力以及污染水平(发动机排出气体的量)的控制。
57.第一流体流和第二流体流可最终供应至涡轮喷射器34的对应部分。具体而言，第一流体流可通过分接头54提供至涡轮喷射器34，并且第二流体流可在文丘里管48的上游部分处在分接头54上游提供至涡轮喷射器34。第一流体流和第二流体流可组合以在涡轮喷射器34内形成流体流，该流体流处于期望的温度和压力。在流体流动穿过文丘里管48时，涡轮喷射器34内的流体流可从涡轮喷射器34的上游部分至下游部分增速。此外，在涡轮喷射器34内的流体流流动到文丘里管48中时，该流体流被压缩，并且在该流体流流动经过喉部52并从文丘里管48流出时，流体流膨胀。流体流的该膨胀随后冷却流体流，就此而言，涡轮喷射器34的上游部分处的流体流比离开涡轮喷射器34的流体流冷。涡轮喷射器34内的流体流可最终供应至外部系统50的至少一部分。第一阀42、第二阀44、第三阀46以及旁通阀58的控制可最终控制离开涡轮喷射器34的流体流的温度和压力。涡轮喷射器34本身可使流体流增速和冷却。将认识到的是，涡轮喷射器34内的流体流的压力、温度以及速率可通过调整供应至涡轮喷射器34的第一流体流和第二流体流的量来调整。流体流的压力、温度以及速率可根据外部系统50的需要来调整。例如，如果外部系统50需要高压、高温流体，则限定涡轮喷射器34内的流体流(例如，第一流体流和第二流体流)的涡轮喷射器34的输入可通过第一阀42、第二阀44、第三阀46以及第四阀58的选择性操作来调整，使得与第二流体流相比较，较大量的第一流体流进入涡轮喷射器34。
58.第四阀62可由控制器模块78选择性地控制，以将第三放出空气供应部39选择性地流体地联接于子系统64。该控制可基于子系统64的需求。例如，如果子系统64或通信地耦合于子系统64的控制器78确定针对子系统64的需要，则控制器模块78可开启第四阀62，以便将第三放出空气供应部39流体地联接于子系统64。作为非限制性实例，子系统64可为防冰系统，该防冰系统构造成检测和消除冰的堆积。如果防冰系统检测到冰的存在，则防冰系统可向控制器模块78报告冰的堆积，或者以其它方式向控制器模块78发送请求，以开启第四阀62并将流体从第三放出空气供应部39供应至防冰系统。在任一情况下，控制器模块78可
开启第四阀62。然而，设想的是，至少来自第一放出空气供应部36或第二放出空气供应部38的流体流可供应至子系统64的至少一部分。通过包括来自第一阀42和第二阀44下游的离散旁路(未示出)使得来自第一放出空气供应部36和第二放出空气供应部38的流体可通过选择性地开启第一阀42或第二阀44来分别供应至子系统64，这一切可完成。此外或备选地，第一阀42、第二阀44、第三阀46以及第四阀62可选择性地开启，使得来自第一放出空气供应部36或第二放出空气供应部38的流体可流动经过第三阀46和第四阀62并到子系统64中。更进一步设想的是，子系统64可包括一组传感器，该组传感器构造成监测条件，该条件将需要子系统64流体地联接于第三放出空气供应部39(例如，子系统64检测到冰的存在)。子系统64还可包括单独的控制器模块或处理器，其读取传感器，以确定针对来自第三放出空气供应部39的流体的需要，另外，控制器模块78可构造成监测成组传感器，以便确定针对待供应至子系统64的、来自第三放出空气供应部39的流体的需要。
59.图2示出一组示例性燃烧发动机，具体而言是设在飞行器84上的一组燃气涡轮发动机110。成组燃气涡轮发动机110均类似于燃烧发动机10；因此，在100系列中，相似部件将用相似数字标识，其中理解的是，燃烧发动机10的相似部件的描述适用于成组燃气涡轮发动机110，除非另外说明。
60.飞行器84可包括成组燃气涡轮发动机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可包括对应的涡轮机18，其集成地形成在燃气涡轮发动机110内。示例性外部系统(具体而言，ecs150)仅出于说明目的而示意性地示出在飞行器84的机身86的一部分中。ecs150可流体地联接于成组燃气涡轮发动机110的至少一部分。
61.设想的是，ecs150至燃气涡轮发动机110的至少一部分的流体联接可向ecs150提供冷却剂源、功率源或来自燃气涡轮发动机110的放出空气源。例如，放出空气系统可流体地联接于燃气涡轮发动机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。该空气可在飞行器84内使用，用于飞行器84的环境控制。作为备选，设想的是，周围空气可在飞行器84内使用，用于飞行器84的环境控制。如本文中使用的，飞行器84(即，飞行器84的ecs150)的环境控制可包括子系统，该子系统用于对飞行器的一部分进行防冰或除冰，用于使舱室或机身加压，加热或冷却舱室或机身86等。ecs150的操作可随飞行器乘客数量、飞行器飞行阶段或ecs150的操作子系统中的至少一个变化。飞行器飞行阶段的实例可包括但不限于地面空闲、滑行、起飞、爬升、巡航、下降、等待以及着陆。
62.发动机挂架92可包括有成组燃气涡轮发动机110中的每个燃气涡轮发动机110。发动机挂架92可将对应的燃气涡轮发动机110操作性地联接于相应的机翼组件90。
63.虽然示出商用飞行器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，虽然两个燃气涡轮发动机110示出在机翼组件90的每个机翼上，但是将理解的是，可包括安装在机翼组件90上的任意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。
64.图3示出图2的飞行器84的燃气涡轮发动机110的截面。燃气涡轮发动机110可包括成串联关系的包括风扇的风扇区段94、压缩机区段96、燃烧区段116、涡轮区段98，以及排出区段100。压缩机区段96可包括成串联关系的多级低压(lp)压缩机102和多级高压(hp)压缩机104。涡轮区段98可包括成串联关系的多级高压(hp)涡轮106和多级低压(lp)涡轮108。
65.驱动轴可将至少燃气涡轮发动机110的上游部分操作性地联接于燃气涡轮发动机110的下游部分。将认识到的是，燃烧区段116可包括类似于燃烧室16(图1)的燃烧室。将更进一步认识到的是，如本文中使用的，用语“上游部分”和“下游部分”分别类似于燃烧发动机10的上游部分20和下游部分22(图1)，其中燃气涡轮发动机110的上游部分在燃烧区段116上游，并且燃气涡轮发动机110的下游部分在燃烧区段116下游。绕着燃气涡轮发动机110的中心线99同轴地设置的hp轴或hp转轴95将hp涡轮106传动地连接于hp压缩机104，并且在较大直径环形hp转轴95内绕着燃气涡轮发动机110的中心线99同轴地设置的lp轴或lp转轴97将lp涡轮108传动地连接于lp压缩机102和风扇区段94的风扇。hp转轴95和lp转轴97能够绕着发动机中心线99旋转。
66.第一放出空气供应部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上游的部分)抽出、抽吸或接收放出空气，使得其构造成接收周围空气。第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39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，或排出区段100)抽出、抽吸或接收放出空气。如示出的，第三放出空气供应部39可在相比于第二放出空气供应部38从燃气涡轮发动机110抽吸放出空气的地方的更下游从燃气涡轮发动机110的一部分抽吸放出空气。尽管示出为第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39，但是将认识到的是，第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39可包括在一组放出空气供应部内，该组放出空气供应部构造成从燃气涡轮发动机110的各个部分抽吸空气。第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39示出成与各种传感器101联接，各种传感器101可提供对应的输出信号。经由非限制性实例，传感器101可包括温度传感器、流率传感器或压力传感器中的一个或多个。进一步设想的是，放出空气供应部中的一个或多个可包括来自辅助功率单元(apu)或地面拖车(cart)单元(gcu)的放出空气供应部，使得apu或gcu可提供压力增强和温度调节的空气流，除了第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39之外或者代替第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39。第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39可流体地联接于涡轮机18的至少一部分(示意性地示出为燃气涡轮发动机110外部的虚线框)。设想的是，第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39可构造成将空气从燃气涡轮发动机110的三个或更多个部分供应至涡轮机18的至少一部分。
67.燃气涡轮发动机110还可包括机舱112或壳体，其限定燃气涡轮发动机110的内部114。将认识到的是，机舱112可与发动机挂架92(图1)集成形成，或者包括发动机挂架92(图1)。如本文中论述的，尽管示意性地示出为接收在燃气涡轮发动机110外部，但是涡轮机18可设在燃气涡轮发动机110的内部114的任何部分内。例如，涡轮机18及其伴随的构件可至少部分地设在机舱112、发动机挂架92或燃气涡轮发动机110的任何其它合适的构件内。更进一步设想的是，涡轮机18的至少一部分可机械地联接于燃气涡轮发动机110的至少一部分。例如，涡轮机18的一部分可联接于燃气涡轮发动机110的驱动轴(例如，lp转轴95或hp转轴97)。就此而言，驱动轴的旋转可驱动涡轮机18的至少一部分。
68.燃气涡轮发动机110可包括示例性子系统(具体而言，机翼防冰(wai)系统164)，其
可设在燃气涡轮发动机110的内部114内并且流体地联接于第三放出空气供应部39。作为备选，wai系统164可在燃气涡轮发动机110外部，并且仅流体地联接于燃气涡轮发动机110的一部分。wai系统164可构造成检测、消除或融化飞行器84的一个或多个区段(具体而言，机翼组件90)上的积冰。就此而言，由第三放出空气供应部39供应至wai系统164的流体可具有适合于融化冰的温度。尽管在wai系统164方面描述，但是将认识到的是，燃气涡轮发动机110的子系统可为任何合适的子系统，诸如但不限于机载惰性气体生成系统(obiggs)或其它类型的用于电子设备的机载冷却系统。
69.在操作中，离开风扇区段94的空气流分开成使得空气流的一部分导送到压缩机区段96中，具体而言，穿过lp压缩机102，其接着将加压空气流供应至hp压缩机104，hp压缩机104使空气进一步加压。在风扇区段94处分开的空气的剩余部分可穿过旁通空气管道103，旁通空气管道103可集中到风扇区段94下游的燃气涡轮发动机110的一部分中(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出区段100中的发动机排出气体混合。如示出的，预冷却器60可设在旁通空气管道103的一部分内。就此而言，限定为周围空气流的、旁通空气管道103内的空气可流动越过或穿过预冷却器60，并且从第三放出空气供应部39内的流体抽吸热，如本文中描述的。尽管示出为联接于内壁或最靠近旁通空气管道103的中心线99的壁，但是将认识到的是，预冷却器60可联接于旁通空气管道103的任何部分或者联接于机舱112。来自hp压缩机104的加压空气流在燃烧器区段116中与燃料混合并点燃，由此生成燃烧气体或发动机排出气体。一些功由涡轮区段98(具体而言，驱动hp压缩机104的hp涡轮106)从这些燃烧气体抽取。燃烧气体排放到lp涡轮108中，lp涡轮108抽取附加的功，以驱动lp压缩机102，并且发动机排出气体最终经由排出区段100从燃气涡轮发动机110排放。lp涡轮108的驱动驱动了lp转轴97，以使风扇区段94和lp压缩机102旋转。hp涡轮106的驱动驱动了hp转轴95，以使hp压缩机104旋转。
70.来自燃气涡轮发动机110的上游部分的空气(具体而言，来自风扇区段94的空气)可经由第一放出空气供应部36提供至涡轮机18的至少第一部分，来自燃气涡轮发动机110的第一下游部分(具体而言，hp涡轮106)的空气可经由第二放出空气供应部38提供至涡轮机18的至少第二部分，并且来自燃气涡轮发动机110的第二下游部分(具体而言，lp涡轮108)的空气可经由第三放出空气供应部39提供至涡轮机18的至少第二部分，或者提供至wai系统164。就此而言，限定为低压、低温空气流的第一空气流可经由第一放出空气供应部36提供至涡轮机18，并且限定为高压、高温空气流的第二空气流可经由第二放出空气供应部38提供至涡轮机18。
71.图4示出包括涡轮机18和涡轮喷射器34的、图2的燃气涡轮发动机110的示意图。
72.尽管示出为在燃气涡轮发动机110外部，但是将认识到的是，涡轮机18、第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39、预冷却器60，或涡轮喷射器34可接收在由机舱112限定的内部114内。将要的是(进一步包括将认识到的是)，涡轮机18、第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39、预冷却器60，或涡轮喷射器34中的任何可接收在燃气涡轮发动机110的任何其它合适的部分内。例如，涡轮机18、第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39，或涡轮喷射器34可接收在燃气涡轮发动机110的驱动轴、发动机挂架92、机舱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，或者以其它方式与其集成。
73.中间冷却器32可构造成冷却离开第一压缩机24的流体的至少一部分，或者以其它方式从离开第一压缩机24的流体的至少一部分抽吸热。设想的是，中间冷却器32可接收在暴露于周围空气流的燃气涡轮发动机110的一部分(诸如但不限于旁通空气管道103或风扇区段94)内。就此而言，离开第一压缩机24的流体内的热的至少一部分可传递或倾倒到周围空气流中，使得中间冷却器32内的流体在进入第二压缩机26之前被冷却。进一步设想的是，中间冷却器可接收在燃气涡轮发动机110或飞行器84的各个其它部分中，或者以其它方式流体地联接于燃气涡轮发动机110或飞行器84的各个其它部分。例如，中间冷却器32可流体地联接于飞行器84的ram导气罩或ecs150的一部分。
74.如本文中论述的，第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38以及第三放出空气供应部39可分别经由第一阀42、第二阀44以及第三阀46流体地联接于涡轮机18的至少一部分。在一个方面中，第一阀42、第二阀44以及第三阀46可布置成将低压、低温和高压、高温放出空气供应至涡轮机18的一个或多个部分。具体而言，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至第一压缩机24、第一涡轮28或它们的组合，第二阀44可将空气从涡轮区段98的一部分(具体而言，hp涡轮106)供应至第一涡轮28，并且第三放出空气供应部39可将空气从涡轮区段98的一部分(具体而言，lp涡轮108或排出区段100)供应至第一涡轮28、wai系统164或它们的组合。如本文中论述的，从第一放出空气供应部36、第二放出空气供应部38或第三放出空气供应部39直接地提供至压缩机24和第一涡轮28的流体可进一步通过发动机排出气体的存在或不存在来限定。具体而言，提供至第一涡轮28的流体可包括发动机排出气体(在其通过第二放出空气供应部38和第三放出空气供应部39流体地联接于燃气涡轮发动机110的下游部分(例如，涡轮区段98或排出区段100)时)，而第一压缩机24通过第一放出空气供应部36流体地联接于燃气涡轮发动机110的上游部分(例如，风扇区段94，在风扇区段94上游，压缩机区段96，或在旁通空气管道103内)。具体而言，第一放出空气供应部36可流体地联接于风扇区段94的至少一部分，第二放出空气供应部38可流体地联接于hp涡轮106的至少一部分，并且第三放出空气供应部39可流体地联接于lp涡轮108的后级。如示出的，涡轮喷射器34可流体地联接于示例性外部系统，具体而言是飞行器84的ecs150。如本文中论述的，在一个或多个附加构件可设在涡轮喷射器34与ecs150之间时，涡轮喷射器34与ecs150之间的连接示出为虚线。附加构件可包括但不限于臭氧转换器、水分离器、阀、传感器，或它们的组合。就此而言，离开涡轮喷射器34的流体可被处理，或者以其它方式构造用于在ecs150或任何其它合适的外部系统内使用。
75.飞行器84还可包括控制器模块78，控制器模块78具有处理器80和存储器82。控制器模块78或处理器80可以可操作地或通信地耦合于本文中描述的系统的各个部分，诸如例如ecs150的至少一部分、wai系统164、传感器101(图3)、第一阀42、第二阀44、第三阀46、旁通阀58或第四阀62等。将要的是(进一步包括将认识到的是)，可遍及飞行器84提供附加的传感器101，使得来自传感器的数据可由控制器模块78使用，以操作燃气涡轮发动机110的至少一部分。例如，污染物传感器可定位在涡轮喷射器34下游，以在离开涡轮喷射器34的流体进入ecs150之前，感测发动机排出气体在离开涡轮喷射器34的流体内的存在。如果污染物传感器检测到发动机排出气体在离开涡轮喷射器34的流体内的存在，则流体可通过臭氧转换器或通过其它处理构件转移，以在流体进入ecs150之前从该流体移除潜在有害的污染物(例如，发动机排出气体)。控制器模块78或处理器80还可构造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还可与飞行器84的其它控制器、处理器或系统连接，或者可包括为飞行器84的另一控制器、处理器或系统的部分或子构件。在一个实例中，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、或经由通用数据链路或协议远程定位的模块。
76.当与冷却进入ecs的流体的传统方法相比时，本公开的益处包括冷却进入ecs的流体的增加的效率。例如，传统系统依靠涡轮喷射器以产生进入ecs的加压流体，然而，加压流体具有不适合于进入ecs的温度。具体而言，温度将对进入ecs而言为太高的。就此而言，传统系统依靠出口热交换器，以在加压流体进入ecs之前冷却该加压流体。这些出口热交换器可为大的，并且需要单独的冷却剂回路以将冷却剂泵送或供应至出口热交换器，使得加压流体可将其热的至少一部分倾倒到冷却剂中。在一些情况下，使用的冷却剂可为来自风扇区段的周围空气。在ecs可远离燃气涡轮发动机的风扇区段或者以其它方式从该风扇区段移位时，可需要来自燃气涡轮发动机的风扇区段的旁路。旁路可需要附加的构件(例如，附加的阀、止回阀等)，以将冷却剂供应至出口热交换器。然而，在离开涡轮喷射器的加压流体的温度对进入ecs而言已经处于期望的温度时，本文中描述的系统不需要出口热交换器。这一切部分地由于以下事实：如本文中描述的涡轮机包括串联地流体地联接于彼此的第一压缩机、中间冷却器以及第二压缩机。在流体进入第一压缩机时，该流体被压缩或加压，导致温度的升高。流体接着供应至中间冷却器，该中间冷却器流体地联接于周围空气供应部(例如，风扇区段)，其中该流体被冷却，并且接着供应至第二压缩机。在离开中间冷却器的流体未处于期望的压力时，流体接着在转移至涡轮喷射器之前由第二压缩机进一步压缩或加压。相比于当与传统系统相比时，该布置导致从第二压缩机输入到涡轮喷射器中的流体具有较高的压力和较低或类似的温度。就此而言，如本文中描述的系统不需要附加的笨重构件(诸如出口热交换器)，以便在离开涡轮喷射器的流体流供应至ecs之前使其冷却。当与传统燃气涡轮发动机相比时，这一切导致较低重量，其最终导致燃气涡轮发动机或飞行器的较高效率。
77.当与传统燃烧发动机相比时，另外的益处包括对供应至涡轮喷射器的流体的压力、温度以及源的增强控制。例如，包括涡轮机和涡轮喷射器的传统燃烧发动机可包括通常在燃烧室上游的、来自燃烧发动机的不同部分的两个放出空气供应部。来自第一放出空气供应部和第二放出空气供应部的流体可联接于涡轮机的对应部分，并且随后联接于涡轮喷射器。进入涡轮机的流体的压力和温度取决于流体的准确压力和温度，其中第一放出空气供应部和第二放出空气供应部流体地联接于该流体。在外部系统的操作期间，外部系统的需求可变化。例如，外部系统可在其操作期间的不同时间处需要较热或较冷的流体。传统系统依赖于设在涡轮喷射器下游的附加构件，以满足该需求。诸如例如，用以冷却离开涡轮喷射器的流体的出口热交换器，或用以加热离开涡轮喷射器的流体的加热器。然而，如本文中描述的燃烧发动机包括第一放出空气供应部、第二放出空气供应部以及第三放出空气供应部，它们流体地联接于燃烧发动机的上游区段和下游区段两者。通过一系列阀(例如，第一阀、第二阀以及第三阀)由控制器模块的选择性操作，第一放出空气供应部、第二放出空气供应部以及第三放出空气供应部进一步选择性地流体地联接于涡轮机的对应部分。该系列阀连同多个放出空气源允许燃烧发动机至涡轮机的选择性流体联接。就此而言，涡轮机的第一压缩机和第一涡轮的流体输入的压力和温度可通过成组阀和成组止回阀的选择性操
作来控制。该流体流可最终从涡轮机输出并到涡轮喷射器中，其中该流体流被增速并且供应至外部系统。进入涡轮喷射器的流体的温度和压力的进一步控制可来自于第一涡轮的流体旁路，这允许第一涡轮内的流体的至少一部分绕过第二涡轮并直接地供应至涡轮喷射器。将认识到的是，该控制可由控制器模块来完成，该控制器模块操作性地联接于外部系统。就此而言，控制器模块可监测外部系统的需求，并且开启或闭合对应的阀或止回阀，以最终改变来自涡轮机的流体输出的压力和温度，该流体输出将供应至涡轮喷射器并最终至外部系统。当与传统燃烧发动机相比时，这一切导致对供应至涡轮机和涡轮喷射器的流体的压力、温度以及源的增强控制。这一切最终消除针对涡轮喷射器下游的附加构件的需要(否则将需要该附加构件来控制进入外部系统的流体的温度和压力)，这继而降低燃烧发动机的整体重量和大小，因此提高燃烧发动机的效率。
78.当与传统燃烧发动机相比时，本公开的另外的益处提供废热的减少。例如，传统燃烧发动机可包括排出区段，该排出区段将离开燃烧室的发动机排出气体排出至燃烧发动机的外部部分。这些发动机排出气体由于燃烧过程而被加热，然而，包括潜在有害的污染物，因此，它们通常不在其它系统中使用，并且替代地，通过臭氧转换器处理并排出至环境。然而，本文中描述的系统利用发动机排出气体的至少一部分(具体而言，发动机排出气体内的热)，而不是仅将所有发动机排出气体排出至环境。具体而言，如本文中描述的燃烧发动机可包括来自燃烧发动机的下游部分的放出空气供应部，其将流体供给至燃烧发动机的子系统。子系统可为例如防冰系统，该防冰系统构造成检测沿着燃烧发动机的壳体的一部分或沿着燃烧发动机外部的另一环境的积冰。如果积冰被检测到，则包含发动机排出气体的流体可接着转移至子系统，并且来自发动机排出气体的热可用于融化冰。就此而言，当与传统燃烧发动机相比时，如本文中描述的燃烧发动机减少废热的量。
79.在并未已经描述的程度上，各种方面的不同特征和结构可按需要与彼此组合使用。可不在所有方面中示出的该一个特征并不意味着解释为其不可，而是为了描述简短而这样做。因此，不同方面的各种特征可按需要混合和匹配来形成新方面，而不论是否清楚描述新方面。本文中描述的特征的组合或置换由本公开覆盖。
80.该书面的描述使用实例以公开本公开的方面(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本文中的公开的方面(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
81.本发明的另外包括的方面由以下条款的主题提供：一种燃烧发动机，其包括至少一个燃烧室、流体地联接于所述燃烧室上游的所述燃烧发动机的一部分的第一放出空气供应部、流体地联接于所述燃烧室下游的所述燃烧发动机的一部分的第二放出空气供应部，以及涡轮机，安装至公共轴的第一压缩机、第二压缩机以及第一涡轮，其中所述第一压缩机和所述第二压缩机呈串流布置，其中所述第一压缩机流体地联接于所述第一放出空气供应部，以及中间冷却器，所述中间冷却器将所述第一压缩机的一部分串联地流体地联接于所述第二压缩机的一部分。
82.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述涡轮机还包括第二涡轮，所述第二涡
轮安装至所述公共轴并且与所述第一涡轮成串流布置，其中所述第一涡轮流体地联接于所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个。
83.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，还包括涡轮喷射器，所述涡轮喷射器流体地联接所述第二压缩机和所述第二涡轮。
84.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述涡轮喷射器包括限定喉部的文丘里管，其中所述文丘里管流体地联接于所述第二涡轮，以及所述喉部处的分接头，并且所述第二压缩机流体地联接于所述分接头。
85.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述燃烧发动机还包括第一阀，所述第一阀将所述第一放出空气供应部流体地联接于所述第一压缩机，以及第二阀，所述第二阀将所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个流体地联接于所述第二放出空气供应部。
86.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述燃烧发动机还包括流体地联接在所述燃烧室下游并包含第三阀的第三放出空气供应部。
87.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述第三放出空气供应部在所述第二放出空气供应部下游联接于所述燃烧发动机的一部分。
88.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述第三放出空气供应部还包括所述第三阀上游的分支，其中第四阀流体地联接于所述分支。
89.根据任何前述条款所述的燃烧发动机，所述第三阀流体地联接于所述第一涡轮，并且所述第四阀流体地联接于所述燃烧发动机的子系统。
90.一种飞行器，其包括具有成串流布置的风扇区段、压缩机区段、燃烧区段以及涡轮区段的燃气涡轮发动机、外部系统、流体地联接于所述燃烧区段上游的所述涡轮发动机的一部分的第一放出空气供应部、流体地联接于所述燃烧区段下游的所述涡轮发动机的一部分的第二放出空气供应部，以及涡轮机，所述涡轮机包括安装至公共轴的第一压缩机、第二压缩机以及第一涡轮，其中所述第一压缩机和所述第二压缩机呈串流布置，其中所述第一压缩机流体地联接于所述第一放出空气供应部，并且所述第二压缩机流体地联接于外部系统，以及中间冷却器，所述中间冷却器将所述第一压缩机的一部分串联地流体地联接于所述第二压缩机的一部分。
91.根据任何前述条款所述的飞行器，所述涡轮机还包括第二涡轮，所述第二涡轮安装至所述公共轴并且与所述第一涡轮成串流布置，其中所述第二涡轮流体地联接于所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个。
92.根据任何前述条款所述的飞行器，所述第一放出空气供应部流体地联接于所述压缩机区段，并且所述第二放出空气供应部流体地联接于所述涡轮区段。
93.根据任何前述条款所述的飞行器，所述飞行器还包括流体地联接所述第二压缩机和所述第二涡轮的涡轮喷射器，所述涡轮喷射器包括流体地联接于所述第二涡轮并限定喉部的文丘里管、提供所述喉部并流体地联接于所述第二压缩机的分接头，以及流体地联接于所述外部系统的所述至少一部分的输出部。
94.根据任何前述条款所述的飞行器，所述外部系统为环境控制系统(ecs)，并且所述涡轮喷射器流体地联接于所述ecs的空调组合件。
95.根据任何前述条款所述的飞行器，所述飞行器还包括旁路，所述旁路将所述第一
涡轮直接地流体地联接于所述涡轮喷射器。
96.根据任何前述条款所述的飞行器，所述第一涡轮选择性地流体地联接于所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部。
97.根据任何前述条款所述的飞行器，所述飞行器还包括第三放出空气供应部，在所述第二放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的地方下游，所述第三放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的一部分。
98.根据任何前述条款所述的飞行器，所述飞行器还包括将所述第一放出空气供应部选择性地流体地联接于所述第一压缩机的第一阀、将所述第一放出空气供应部或所述第二放出空气供应部中的至少一个选择性地流体地联接于所述第一涡轮的第二阀、将所述第三放出空气供应部选择性地流体地联接于所述第一涡轮的第三阀，以及将所述第三放出空气供应部选择性地流体地联接于所述飞行器的子系统的第四阀。
99.根据任何前述条款所述的飞行器，所述燃气涡轮发动机的所述子系统为防冰系统。
100.根据任何前述条款所述的飞行器，所述第一放出空气供应部流体地联接于所述风扇区段或压缩机区段中的任一个，并且所述第二放出空气供应部流体地联接于所述涡轮区段或排出区段中的一个，并且在所述第二放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的地方下游，所述第三放出空气供应部流体地联接于所述燃气涡轮发动机的一部分，并且所述第三放出空气供应部还包括预冷却器，所述预冷却器流体地联接于所述风扇区段并且设在所述燃气涡轮发动机的所述涡轮区段内。