配备液压联接器的混合动力电动推进器的制作方法

1.本主题大体涉及飞行器混合动力(hybrid)电动推进系统及其操作方法。


背景技术：

2.传统商用飞行器通常包括机身、一对机翼和产生推力的推进系统。这种推进系统通常包括至少两个飞行器发动机，例如涡轮风扇喷气发动机。每个涡轮风扇喷气发动机通常安装到飞行器的一个机翼，例如安装在机翼下方与机翼和机身分离的悬挂位置。
3.正在开发混合动力电动推进系统以提高此类传统商用飞行器的效率。混合动力电动推进系统通常包括一个或多个推进器。例如，推进器可以包括与飞行器发动机可操作地联接的电机。虽然已经取得了许多进步，但仍期望进一步提高效率并为混合动力电动推进系统的推进器提供集成解决方案。
4.因此，改进的混合动力电动推进器及其操作方法将是对本领域有用的补充。


技术实现要素：

5.本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。
6.在一方面，提供了一种推进器。推进器包括电机和燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括风扇线轴、与风扇线轴可操作地联接的电机。燃气涡轮发动机还包括核心线轴。此外，燃气涡轮发动机包括包围风扇线轴的至少一部分和核心线轴的至少一部分的液压联接器，液压联接器将风扇线轴和核心线轴液压联接。
7.在另一方面，提供了一种飞行器。飞行器包括电机和燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括风扇线轴，风扇线轴具有风扇轴和与风扇轴联接的风扇，电机与风扇轴可操作地联接。燃气涡轮发动机还包括具有可旋转叶片的压缩机和具有可旋转叶片的涡轮。此外，燃气涡轮发动机包括核心线轴，核心线轴具有与压缩机的可旋转叶片和涡轮的可旋转叶片联接的核心轴。此外，燃气涡轮发动机包括包围风扇线轴的至少一部分和核心线轴的至少一部分的液压联接器，液压联接器将风扇线轴和核心线轴液压联接。
8.在又一方面，提供了一种操作飞行器的推进器的方法。该方法包括接收指示改变推进器的推力输出的命令的输入，推进器具有燃气涡轮发动机和电机。此外，该方法包括响应于接收到输入，使与燃气涡轮发动机的风扇线轴可操作地联接的电机在风扇线轴上施加扭矩，从而改变推进器的推力输出，风扇线轴经由液压联接器与燃气涡轮发动机的核心线轴液压联接。
9.在另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质包括计算机可执行指令，当计算机可执行指令由具有包括燃气涡轮发动机和电机的推进器的飞行器的计算系统的一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器：响应于指示改变飞行器的推进器的推力输出的命令的输入，使与燃气涡轮发动机的风扇线轴可操作地联接的电机在风扇线轴上施加扭矩，从而改变推进器的推力输出，风扇线轴经由液压联接器与燃
气涡轮发动机的核心线轴液压联接。
10.参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本主题的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本主题的实施例，并且与描述一起解释了本主题的原理。
附图说明
11.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主题的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
12.图1提供了根据本公开的各种示例性实施例的飞行器的示意俯视图；
13.图2提供了图1的飞行器的混合动力电动推进器中的一个的示意图；
14.图3提供了根据本公开的一个示例实施例的用于飞行器的另一种混合动力电动推进器的示意图；
15.图4提供了根据本公开的示例性实施例的操作混合动力电动推进器的示例性方法的流程图；和
16.图5提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统。
具体实施方式
17.现在将详细参考本发明的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母名称来指代附图中的特征。在附图和描述中相同或相似的名称已用于指代本发明的相同或相似部分。
18.如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
19.术语“前”和“后”指的是燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且指的是燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
20.术语“上游”和“下游”是指相对于路径中的流动的相对方向。例如，对于流体流动，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。然而，本文使用的术语“上游”和“下游”也可以指电流。
21.除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数参考。
22.如本文在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”的术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在百分之十的范围内。
23.在此以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有指示，否则这样的范围被识别并且包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以彼此独立地组合。
24.一般而言，本公开涉及配备有液压联接器的飞行器混合动力电动推进器。在一个示例方面，推进器包括燃气涡轮发动机和可操作地联接到其上的电机。例如，燃气涡轮发动
机可以是涡轮风扇发动机，因此，推进器可以是混合动力电动涡轮风扇发动机。燃气涡轮发动机包括具有风扇轴、风扇和叶轮的风扇线轴。风扇和叶轮例如在相对端处都连接到风扇轴。电机与风扇线轴可操作地联接，例如联接到风扇轴。燃气涡轮发动机还包括核心发动机。核心发动机包括一个或多个核心线轴。核心线轴具有核心轴、螺旋桨和连接到其的各种其他部件，例如压缩机和涡轮叶片。
25.值得注意的是，提供液压联接器以液压地联接风扇线轴和核心线轴。这允许在风扇线轴和核心线轴之间进行动力传输。特别地，液压联接器限定了其中提供液压传动流体的密封容积。液压联接器包围至少一部分风扇线轴和至少一部分核心线轴。例如，风扇线轴的叶轮和核心线轴的螺旋桨都可以包围在液压联接器内。当核心线轴例如经由通过涡轮提取能量而绕其旋转轴线被驱动时，螺旋桨在包含在密封容积内的液压流体中旋转，从而将机械动力传递到风扇线轴的叶轮，这继而导致风扇线轴旋转。风扇线轴和核心线轴可以物理地断开，但动力可以经由包含在液压联接器内的液压流体在它们之间传输。换句话说，风扇线轴和核心线轴不需要例如直接或经由齿轮箱彼此物理联接。此外，在一些情况下，电机可以向风扇线轴施加扭矩。就此而言，电机可用于改变推进器的推力输出。本文将提供电机可用于改变推进器的推力输出的示例方式和方法。
26.液压联接器相对于风扇线轴和核心线轴的布置可以提供降低的推进器噪声、改进的燃气涡轮发动机的燃料消耗、减少的二氧化物排放和增加的燃气涡轮发动机的热区段部件的寿命。另外，这种布置消除了经由齿轮箱将风扇线轴与核心线轴物理联接的需要。这种布置还可以消除对附件齿轮箱的需要。此外，除了其他益处之外，这种布置提供了集成推力反向系统，并且还可以集成到当前的发动机架构中。此外，混合动力电动推进器的架构提供了独立控制线轴的旋转速度的能力。
27.虽然本文关于航空特定应用描述了配备有液压联接器的混合动力电动推进器的示例实施例，但是应当理解，除了其他可能的应用之外，本公开的发明方面可以适用于其他合适的行业和应用，例如发电应用、汽车应用、海事应用、火车应用。
28.图1提供了可以结合本公开的各种实施例的示例性飞行器100的示意俯视图。如图1所示，作为参考，飞行器100限定了纵向方向l1和横向方向l2。飞行器100还限定了沿纵向方向l1延伸穿过其中的纵向中心线114。飞行器100例如沿纵向方向l1在前端116和后端118之间延伸。此外，飞行器100包括从飞行器100的前端116纵向延伸到飞行器100的后端118的机身112。飞行器100还包括飞行器100的后端118处的尾翼119。此外，飞行器100包括机翼组件，该机翼组件包括第一左舷机翼120和第二右舷机翼122。第一机翼120和第二机翼122各自相对于纵向中心线114横向向外延伸。第一机翼120和机身112的一部分一起限定飞行器100的第一侧124，第二机翼122和机身112的另一部分一起限定飞行器100的第二侧126。对于所描绘的实施例，飞行器100的第一侧124被构造为飞行器100的左舷，并且飞行器100的第二侧126被构造为飞行器100的右舷。
29.飞行器100包括各种控制表面。对于该实施例，每个机翼120、122包括一个或多个前缘襟翼128和一个或多个后缘襟翼130。飞行器100还包括飞行器100的尾翼119，或更具体地，飞行器100的尾翼119包括具有用于偏航控制的方向舵襟翼(未示出)的竖直稳定器132和一对水平稳定器134，每个水平稳定器134具有用于俯仰控制的升降舵襟翼136。机身112另外包括外表面或蒙皮138。应当理解，在本公开的其他示例性实施例中，飞行器100可以附
加地或替代地包括任何其他合适的构造。例如，在其他实施例中，飞行器100可以包括任何其他控制表面构造。
30.图1的示例性飞行器100还包括混合动力电动推进系统150。对于该实施例，混合动力电动推进系统150具有可操作以产生推力的第一推进器160和第二推进器170。第一推进器160安装到第一机翼120，第二推进器170安装到第二机翼122。此外，对于所描绘的实施例，第一推进器160和第二推进器170均被构造为安装在机翼下的构造。然而，在其他示例性实施例中，第一推进器160和第二推进器170中的一个或两个在其他示例性实施例中可以安装在任何其他合适的位置。
31.第一推进器160包括燃气涡轮发动机162和与燃气涡轮发动机162可操作地联接的电机164。电机164可以是发电机、电动机或组合发电机/电动机。对于该示例实施例，电机164是组合发电机/电动机。以此方式，当作为发电机操作时，电机164可在由燃气涡轮发动机162驱动时产生电力。当作为电动机操作时，电机164可以驱动或推动燃气涡轮发动机162的风扇线轴。此外，对于该示例实施例，燃气涡轮发动机162被构造为涡轮风扇发动机，因此，第一推进器160被构造为混合动力电动涡轮风扇发动机。
32.同样，第二推进器170包括燃气涡轮发动机172和与燃气涡轮发动机172可操作地联接的电机174。电机174可以是发电机、电动机或组合发电机/电动机。对于该示例实施例，电机174是组合发电机/电动机。以这种方式，当作为发电机操作时，电机174可以在由燃气涡轮发动机172驱动时产生电力。当作为电动机操作时，电机174可以驱动或推动燃气涡轮发动机172的风扇线轴。此外，对于该示例实施例，燃气涡轮发动机172被构造为涡轮风扇发动机，因此，第二推进器170被构造为混合动力电动涡轮风扇发动机。
33.混合动力电动推进系统150还包括电能存储单元180，电能存储单元180可电连接到电机164、174，并且在一些实施例中，电连接到其他电负载。电能存储单元180可以被构造为一个或多个电池(例如一个或多个锂离子电池)，或者替代地可以被构造为任何其他合适的电能存储装置，例如超级电容器。对于本文描述的混合动力电动推进系统150，电能存储单元180被构造为存储相对大量的电力。例如，在某些示例性实施例中，电能存储单元180可以被构造为存储至少约五十千瓦时的电力，例如至少约六十五千瓦时的电力，例如至少约七十五千瓦时的电力，以及高达约一千千瓦时的电力。
34.混合动力电动推进系统150还包括具有控制器182和电力总线184的电力管理系统。电机164、174、电能存储单元180和控制器182各自可通过电力总线184的一根或多根电线186彼此电连接。例如，电力总线184可以包括可移动以选择性地电连接混合动力电动推进系统150的各种部件的各种开关或其他电力电子装置。此外，电力总线184还可以包括用于在混合动力电动推进系统150内调节或转换电力的电力电子装置，例如逆变器、转换器、整流器等。
35.控制器182被构造为在混合动力电动推进系统150的各个部件之间分配电力。例如，控制器182可以控制电力总线184的电力电子装置以向各种部件(例如电机164、174)提供电力或从各种部件汲取电力，以在各种操作模式之间操作混合动力电动推进系统150并执行各种功能。这被示意性地描绘为电力总线184的电线186延伸通过控制器182。
36.控制器182可以形成飞行器100的计算系统190的一部分。飞行器100的计算系统190可以包括一个或多个处理器和体现在一个或多个计算装置中的一个或多个存储器装
置。例如，如图1所示，计算系统190包括控制器182以及其他计算装置，例如计算装置192。计算系统190也可以包括其他计算装置，例如发动机控制器(未示出)。计算系统190的计算装置可以经由通信网络彼此通信联接。例如，计算装置192位于飞行器100的驾驶舱中并且经由通信网络的通信链路194与混合动力电动推进系统150的控制器182通信联接。通信链路194可以包括一个或多个有线或无线通信链路。
37.对于该实施例，计算装置192被构造为接收和处理例如来自飞行员或其他机组成员的输入和/或其他信息。以此方式，作为一个示例，计算装置192的一个或多个处理器可以接收指示改变第一推进器160和/或第二推进器170的推力输出的命令的输入，并且可以响应于该输入而使控制器182控制从电机164、174中的一个或两个汲取的电力或输送到其的电力，以最终改变如本文将解释的推进器中的一个或两个的推力输出。
38.飞行器100的计算系统190的控制器182和其他计算装置可以以与下面参考图5描述的计算系统500的示例性计算装置基本相同的方式构造(并且可以被构造为执行下面描述的示例性方法(400)的一个或多个功能)。
39.图2提供了图1的飞行器100的混合动力电动推进系统150的第一推进器160的示意图。尽管示出了第一推进器160，但应当理解，第二推进器170可以以与图2中描绘的第一推进器160相同或相似的方式构造。作为参考，第一推进器160限定轴向方向a、径向方向r、沿轴向方向a延伸穿过其中的纵向或轴向中心线ax、以及围绕轴向中心线ax延伸三百六十度的周向方向c。
40.如上所述，第一推进器160包括燃气涡轮发动机162和可操作地联接到其的电机164。燃气涡轮发动机162可被构造为任何合适类型的航空燃气涡轮发动机，例如涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机或一些其他合适的构造。对于该实施例，燃气涡轮发动机162被构造为涡轮风扇发动机，并且当电机164可操作地联接到其时，第一推进器160是混合动力电动涡轮风扇发动机。
41.如图2所示，燃气涡轮发动机162包括风扇202和设置在风扇202下游的核心发动机220。风扇202形成可绕旋转轴线(例如轴向中心线ax)旋转的风扇线轴200的一部分。风扇线轴200包括风扇202、叶轮204和连接风扇202与叶轮204的风扇轴206。对于该实施例，风扇202连接到风扇轴206的前端，并且叶轮204连接到风扇轴206的后端。风扇202包括彼此周向间隔开的多个风扇叶片216。风扇叶片216可以被固定或者可以通过致动构件绕各自的桨距轴线一致地变桨。风扇202可以是如图2所示的管道式或者可以是非管道式。特别地，对于该实施例，环形风扇壳体208周向地围绕风扇202和核心发动机220的至少一部分。因此，所描绘的示例性燃气涡轮发动机162可被称为“管道式”发动机。风扇壳体208可以由多个周向间隔开的出口导向轮叶(未示出)相对于核心发动机220被支撑。风扇壳体208限定入口212，空气可以通过入口212流入第一推进器160。风扇壳体208的下游区段在核心发动机220的一部分上方轴向延伸，以在其间限定旁通气流通道210。流过旁通气流通道210的空气通过下游出口214离开旁通气流通道210。
42.核心发动机220包括基本上管状的发动机罩222，其限定环形核心入口224。发动机罩222以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括压缩机226；燃烧区段，其包括燃烧器230；涡轮区段，其包括涡轮232；以及喷射排气喷嘴区段236。压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段一起至少部分地限定核心流动路径238。压缩机226可以是增加沿核心流动路径238流动的
空气的压力的多级轴流式压缩机。压缩机226可包括多级压缩机定子轮叶和对应的可旋转叶片228(在图2中示意性表示)。涡轮232也可以包括一级或多级涡轮定子轮叶和对应的可旋转叶片234(在图2中示意性地表示)。
43.燃气涡轮发动机162的核心发动机220还包括可绕旋转轴线(例如轴向中心线ax)旋转的核心线轴240。对于该实施例，核心线轴240和风扇线轴200可绕相同的旋转轴线(例如，第一推进器160的轴向中心线ax)旋转。然而，在其他实施例中，风扇线轴200的旋转轴线可以例如沿着径向方向r偏离核心线轴240的旋转轴线。核心线轴240具有核心轴242和连接到核心轴242的螺旋桨244。此外，压缩机226的可旋转叶片228和涡轮的可旋转叶片234可与核心轴242联接，从而可形成核心线轴240的一部分。在这点上，核心轴242驱动地连接涡轮232和压缩机226。
44.如图2进一步所示，第一推进器160的燃气涡轮发动机162还包括液压联接器250。液压联接器250包围风扇线轴200的至少一部分和核心线轴240的至少一部分。特别地，对于该实施例，风扇线轴200的叶轮204至少部分地包围在液压联接器250内，并且核心线轴240的螺旋桨244至少部分地包围在液压联接器250内。更具体地，对于该实施例，风扇线轴200的叶轮204和核心线轴240的螺旋桨244两者都完全包围在液压联接器250内。
45.液压联接器250限定其中提供液压流体的密封容积252。例如，液压流体可以是任何合适的不可压缩液体。液压流体可以移动到密封容积252中，如图2中由箭头hf示意性示出的。例如，液压流体可以储存在贮槽或储液器中并提供给密封容积252。液压流体可以连续地、周期性地或根据需要(例如，基于液压流体的工作温度、从推进器需求的推力等)移动到密封容积252中。液压流体可以从密封容积252排出，如图2中由虚线hfd示意性描绘的。排出的液压流体可以被冷却并且颗粒可以根据需要在返回到贮槽之前(例如，但最终在返回到液压联接器250的密封容积252之前)被去除。
46.通常，液压联接器250将风扇线轴200和核心线轴240液压联接。在这点上，机械动力可以从核心线轴240传递到风扇线轴200。如图所示，对于该实施例，风扇线轴200和核心线轴240沿轴向方向a彼此间隔开。特别地，对于该实施例，风扇线轴200和核心线轴240沿轴向方向a彼此间隔开，并且可以沿径向方向r彼此对准(例如，线轴200可以相对于径向方向r彼此同轴)。在这点上，风扇线轴200和核心线轴240没有彼此物理连接，并且动力的传输经由液压联接器250的密封容积252内提供的液压流体发生。
47.此外，对于该实施例，液压联接器250由连接在一起的至少两个互补壳形成。特别地，对于图2所示的实施例，液压联接器250具有连接在一起的第一壳254和第二壳256。作为一个示例，第一壳254和第二壳256可以螺栓连接在一起。在其他示例实施例中，液压联接器250可以形成为单个单一整体式部件。例如，液压联接器250可以经由增材制造处理(例如，3d打印)形成。
48.仍然参考图2，第一推进器160的电机164包括转子166和定子168。转子166将电机164与风扇线轴200，或更具体地与风扇线轴200的风扇轴206可操作地联接，并且在定子168内绕旋转轴线旋转。在这方面，电机164的转子166与风扇轴206机械连通。对于该实施例，电机164与风扇轴206同轴安装。然而，在其他示例性实施例中，电机164可以定位成偏离风扇轴206并且可以经由合适的齿轮系机械地联接至风扇轴206。
49.电机164可以在发电机模式或驱动模式下操作。当在发电机模式下操作时，电机
164被构造为将风扇轴206输出的机械动力转换成电力，使得风扇轴206驱动电机164。替代地，当在驱动模式下操作时，电机164被构造为将提供给其的电力转换成用于风扇轴206的机械动力，使得电机164驱动或辅助驱动风扇轴206。即，当电机164作为电动机操作并且电力被引导到其时，转子166由转子166和定子168的绕组和/或磁场之间的相互作用驱动，如本领域技术人员将理解的。转子166的旋转使电机164向风扇轴206施加扭矩，使得风扇线轴200的旋转速度改变(例如，增加或减少)。以此方式，风扇线轴200的旋转速度可独立于核心线轴240而改变。此外，虽然电机164被描述为电动机/发电机，但在其他示例性实施例中，电机164可以被单独构造为发电机或单独构造为电动机。
50.第一推进器160还包括控制器196和多个传感器(未示出)。例如，控制器196可以是作为全权限数字发动机控制(fadec)系统的部件的电子发动机控制器(eec)。第一推进器160的控制器196可被构造为控制燃气涡轮发动机162的各种部件(例如，选择性地向燃烧器230提供燃料的燃料输送系统的部件)的操作。此外，还再次参考图1，第一推进器160的控制器196与控制器182以及计算系统190的其他部件(例如定位在飞行器100的驾驶舱内或附近的计算装置192)通信联接。此外，如将理解的，控制器182还可以经由通信网络(例如，经由合适的有线或无线连接)与混合动力电动推进系统150的一个或多个部件(包括电机164、第二推进器170的部件和电能存储单元180)通信联接。
51.第一推进器160的电机164可用于以多种示例方式控制第一推进器160的推力输出。例如，在参考图1和图2的一些实施例中，控制器182的一个或多个处理器可以接收指示改变第一推进器160的推力输出的命令的输入。例如，可以向位于飞行器100的驾驶舱中的计算装置192的一个或多个处理器提供输入。输入可以指示推进器的推力输出的变化是期望的。作为一个示例，飞行员或机组人员可以在驾驶舱内移动指示期望的推力变化的推力杆。作为另一示例，飞行系统可以例如基于一个或多个飞行操作状况、检测到的威胁等自动向计算装置192提供输入，该输入指示推进器的推力输出的变化是期望的。计算装置192可以接收输入并且可以通过飞行器通信网络(例如通过通信链路194)将输入通信到控制器182。
52.利用接收到的输入，控制器182的一个或多个处理器可以响应于接收到输入而使与风扇线轴200可操作地联接的电机164在风扇线轴200上施加扭矩，使得第一推进器160的推力输出被改变。如将理解的，附加地或替代地，控制器182的一个或多个处理器可以使第二推进器170的电机174向第二推进器170的风扇线轴施加扭矩，使得第二推进器170的推力输出例如以与上述相同的方式被改变。
53.在一些实施例中，指示改变第一推进器160的推力输出的命令的输入可以是增加推进器的推力输出的需求，例如用于起飞、爬升、规避机动等期间的动力辅助。在这样的实施方式中，响应于接收到输入，电机164由控制器182引起或控制以在风扇线轴200上施加扭矩，使得风扇线轴200的旋转速度增加。作为一个示例，控制器182可以基于所接收的输入使电力被提供给第一推进器160的电机164。例如，来自电能存储单元180的电力可以提供给电机164。所提供的电力可以使电机164向风扇线轴200施加扭矩，使得风扇线轴200的旋转速度增加。以此方式，第一推进器160的推力输出增加。风扇线轴200的增加的旋转速度可导致风扇202增加流经其进入旁通通道210和核心入口224的空气的压力，这最终增加第一推进器160的推力输出。值得注意的是，随着由电机164提供的施加扭矩引起风扇线轴200的旋转
速度的增加，假设所有其他变量保持不变，则可以增加第一推进器160的推力输出而不增加到燃烧器230的燃料。换言之，这种布置将有助于减少高功率构造下从涡轮需求的能量。因此，它减少了飞行器操作期间的燃料消耗、排放和噪音。
54.在其他实施例中，第一推进器160的电机164可用于通过在反推力模式下操作第一推进器160来控制第一推进器160的推力输出。例如，举例来说，控制器182的一个或多个处理器可以接收指示在反推力模式下操作第一推进器160的命令的输入。控制器182的一个或多个处理器可以响应于输入而使电力被提供给第一推进器160的电机164。例如，来自电能存储单元180的电力可以提供给电机164。所提供的电力可以使电机164向风扇线轴200或在风扇线轴200上施加扭矩，使得风扇线轴200在与核心线轴240相对的方向上旋转。以这种方式，第一推进器160的推力输出被改变，因为推力输出减小，并且在一些情况下，改变到第一推进器160反向推力的点。因此，第一推进器160可以包括集成的推力反向器系统。为了在反推力模式下操作第一推进器160，不需要移动外机舱(未示出)或其他部件上的可变几何体(geometry)以实现反向推力，只需在与核心线轴240相对的方向上旋转风扇线轴200。应当理解，第二推进器170可以以与上文参考第一推进器160所述相同的方式在反推力模式下操作。在一些情况下，第一推进器160和第二推进器170可以例如在飞行器100的着陆期间同时在反推力模式下操作。
55.在其他示例实施例中，仍参考图1和图2，控制器182的一个或多个处理器可以接收指示在发电机模式下操作第一推进器160的电机164的命令的输入。例如，飞行器100的飞行系统可以指示飞行器100正在巡航模式或飞行的巡航段下操作并且可以生成输入。输入可由计算装置192接收并传送到控制器182的一个或多个处理器。控制器182的一个或多个处理器可以响应于输入使电机164生成电力。生成的电力可以提供给飞行器100上的一个或多个电负载，例如电能存储单元180、飞行器系统等。
56.图3提供了根据本公开的一个示例实施例的用于飞行器的另一混合动力电动推进器300的示意图。除了以下提供的之外，图3的混合动力电动推进器300与图2的混合动力电动推进器160类似地构造。相似的附图标记用于标识相似的部件和结构。
57.对于该实施例，混合动力电动推进器300的核心发动机220包括低压系统和高压系统。特别地，核心发动机220包括低压线轴310和高压线轴320。低压线轴310具有可绕旋转轴线ax旋转的低压轴312。如图所示，螺旋桨244连接到低压线轴310的低压轴312。低压线轴310的螺旋桨244至少部分地包围在液压联接器250内。在这点上，在一些实施例中，至少部分地包围在液压联接器250内的核心线轴可以是低压线轴。低压系统还可以包括低压压缩机314或增压器和低压涡轮316，两者均具有连接到低压轴312的可旋转叶片。
58.高压线轴320具有可绕旋转轴线ax旋转的高压轴322。对于该实施例，高压轴322与低压轴312同轴。高压系统还可以包括高压压缩机324和高压涡轮326，两者均具有连接到高压轴322的可旋转叶片。
59.此外，本公开的发明方面可应用于具有多于两个核心线轴的涡轮机或核心发动机。例如，本公开的发明方面可应用于具有高压线轴、中压线轴和低压线轴的航空运载器或飞行器的燃气涡轮发动机。如本文将解释的，电机可以可操作地联接到低压线轴并且可被控制以向其施加扭矩，例如如上所述。
60.图4提供了根据本公开的示例性实施例的操作混合动力电动推进器的示例性方法
(400)的流程图。例如，示例性方法(400)可用于操作本文所述的飞行器100的混合动力电动推进器160和/或170。在这点上，示例性方法(400)可用于操作具有风扇线轴和核心线轴的混合动力电动推进器。风扇线轴具有风扇、叶轮以及连接风扇和叶轮的风扇轴。核心线轴具有核心轴和连接到核心轴的螺旋桨。叶轮和螺旋桨都可以至少部分地包围在液压联接器内。液压联接器可限定其中提供液压流体的密封容积。机械动力可以经由液压传动流体从核心线轴传递到风扇线轴。电机可与风扇线轴可操作地联接，并且如下文所提供的，可用于控制推进器的推力输出。应当理解，本文讨论的方法(400)是为了描述本主题的示例性方面而不是旨在进行限制。
61.在(402)处，方法(400)包括接收指示改变推进器的推力输出的命令的输入。例如，参考图1和2，可以向计算装置192提供输入，该输入指示推进器的推力输出的变化是期望的。作为一个示例，飞行员或机组人员可以在驾驶舱内移动指示期望的推力变化的推力杆。作为另一个示例，飞行系统可以例如基于一个或多个飞行操作状况、检测到的威胁等自动向计算装置192提供输入，该输入指示推进器的推力输出的变化是期望的。计算装置192可以接收输入并且可以通过飞行器通信网络(例如通过通信链路194)将输入通信到控制器182。
62.在(404)处，再次参考图4，方法(400)包括响应于接收到输入，使与燃气涡轮发动机的风扇线轴可操作地联接的电机在风扇线轴上施加扭矩，从而改变推进器的推力输出，风扇线轴经由液压联接器与燃气涡轮发动机的核心线轴液压联接。例如，参考图1和图2，控制器182可以使第一推进器160的电机164向风扇线轴200施加扭矩，从而改变第一推进器160的推力输出。附加地或替代地，控制器182可以使第二推进器170的电机174向第二推进器170的风扇线轴施加扭矩，从而改变第二推进器170的推力输出。
63.在一些实施方式中，例如，指示改变推进器的推力输出的命令的输入是增加推进器的推力输出的需求，例如用于起飞、爬升、规避机动等期间的动力辅助。在这样的实施方式中，响应于接收到输入，电机被引起或控制以在风扇线轴上施加扭矩，使得风扇线轴的旋转速度增加。
64.举例来说，电机164可以被控制以在驱动模式下操作，从而增加风扇线轴200的旋转速度。特别地，控制器182可以基于所接收的输入使电力被提供给第一推进器160的电机164。例如，来自电能存储单元180的电力可以提供给电机164。所提供的电力可以使电机164向风扇线轴200施加扭矩，使得风扇线轴200的旋转速度增加。以这种方式，第一推进器160的推力输出被改变，因为推力输出增加。风扇线轴200的增加的旋转速度可导致风扇202增加流经其进入旁通通道210和核心入口224的空气的压力，这最终增加第一推进器160的推力输出。值得注意的是，随着由电机164提供的施加扭矩引起风扇线轴200的旋转速度的增加，假设所有其他变量保持不变，则可以增加第一推进器160的推力输出而不增加到燃烧器230的燃料。
65.在其他实施方式中，改变推进器的推力输出的命令是在反推力模式下操作推进器的要求。在这样的实施方式中，响应于接收到输入，电机被引起或控制以在风扇线轴上施加扭矩，使得风扇线轴在与核心线轴相对的方向上旋转。
66.举例来说，电机164可被控制以在驱动模式下操作，或更具体地在反向驱动模式下操作，以最终反转风扇线轴200的旋转方向，使得其在与核心线轴240相对的方向上旋转。特
别地，控制器182可以基于所接收的输入使电力被提供给第一推进器160的电机164。例如，来自电能存储单元180的电力可以提供给电机164。提供的电力可以使电机164向风扇线轴200或在风扇线轴200上施加扭矩，使得风扇线轴200在与核心线轴240相对的方向上旋转。以这种方式，第一推进器160的推力输出被改变，因为推力输出减小，并且在一些情况下，改变到第一推进器160反向推力的点。因此，第一推进器160可以包括集成的推力反向器系统。为了在反推力模式下操作第一推进器160，不需要移动外机舱(未示出)或其他部件上的可变几何体以实现反向推力，只需在与核心线轴240相对的方向上旋转风扇线轴200。
67.在又一示例方法中，参考图1和图2，计算系统190可以具有一个或多个处理器，一个或多个处理器被构造为接收指示在发电机模式下操作第一推进器160的电机164的命令的输入。例如，飞行器100的飞行系统可以指示飞行器100正在巡航模式或飞行的巡航段下操作并且可以生成输入。输入可由计算装置192接收并通信到控制器182。例如控制器182的一个或多个处理器可以进一步被构造为响应于输入使电机164生成电力。生成的电力可以提供给飞行器100上的一个或多个电负载，例如电能存储单元180、飞行器系统等。
68.图5提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统500。例如，本文描述的计算系统190可以包括各种部件并且执行下面描述的计算系统500的各种功能。
69.如图5所示，计算系统500可以包括一个或多个计算装置510。计算装置510可以包括一个或多个处理器510a和一个或多个存储器装置510b。一个或多个处理器510a可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置510b可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、ram、rom、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其他存储器装置。
70.一个或多个存储器装置510b可以存储可由一个或多个处理器510a访问的信息，包括可由一个或多个处理器510a执行的计算机可读指令510c。指令510c可以是当由一个或多个处理器510a执行时使一个或多个处理器510a进行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令510c可由一个或多个处理器510a执行以使一个或多个处理器510a进行操作，例如计算系统500和/或计算装置510被构造用于的任何操作和功能，例如用于使推进器的电机电辅助燃气涡轮发动机以在瞬态操作期间产生更多推力的操作、用于在巡航飞行期间生成电力的操作、和/或用于使混合动力电动推进器的风扇用作推力反向器的操作。指令510c可以是用任何合适的编程语言编写的软件或者可以用硬件实施。附加地和/或替代地，指令510c可以在处理器510a上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。存储器装置510b还可以存储可由处理器510a访问的数据510d。例如，数据510d可以包括模型、数据库等。
71.计算装置510还可以包括网络接口510e，用于例如与系统500的其他部件进行通信(例如，经由通信网络)。网络接口510e可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其他合适的部件。一个或多个装置可以被构造为从计算装置510接收一个或多个命令或向计算装置510提供一个或多个命令。
72.本文讨论的技术参考了基于计算机的系统、由基于计算机的系统采取的动作、发送到基于计算机的系统的信息以及来自基于计算机的系统的信息。本领域的普通技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许在部件之间和部件之中进行任务和功能的多种可能的构造、组合以及划分。例如，可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施本文讨论的处理。数据库、存储器、指令和应用程序可以在单个系统上实施，也可以
分布在多个系统上。分布式部件可以顺序或并行操作。
73.尽管可以在一些附图中而不是在其他附图中示出各种实施例的特定特征，但这仅仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征结合被引用和/或要求保护。
74.该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
75.本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
76.1.一种推进器，包括：电机；燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：风扇线轴，所述电机与所述风扇线轴可操作地联接；核心线轴；以及液压联接器，所述液压联接器包围所述风扇线轴的至少一部分和所述核心线轴的至少一部分，所述液压联接器将所述风扇线轴和所述核心线轴液压联接。
77.2.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述风扇线轴和所述核心线轴没有彼此物理连接。
78.3.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述推进器限定轴向方向和径向方向，并且其中所述风扇线轴和所述核心线轴沿所述轴向方向彼此间隔开，并且沿所述径向方向彼此对准。
79.4.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述液压联接器限定密封容积，液压流体被提供在所述密封容积中。
80.5.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述风扇线轴具有风扇、叶轮以及连接所述风扇和所述叶轮的风扇轴。
81.6.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述叶轮至少部分地包围在所述液压联接器内。
82.7.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述核心线轴具有核心轴和连接到所述核心轴的螺旋桨，并且其中所述螺旋桨至少部分地包围在所述液压联接器内。
83.8.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述风扇线轴具有风扇、叶轮以及连接所述风扇和所述叶轮的风扇轴，并且所述核心线轴具有核心轴和连接到所述核心轴的螺旋桨，并且其中，所述叶轮和所述螺旋桨都至少部分地包围在所述液压联接器内。
84.9.根据任何前述条项所述的推进器，进一步包括：压缩机，所述压缩机具有可旋转叶片；涡轮，所述涡轮具有可旋转叶片，并且其中，所述压缩机的所述可旋转叶片和所述涡轮的所述可旋转叶片与所述核心轴联接。
85.10.根据任何前述条项所述的推进器，其中所述液压联接器由连接在一起的至少两个互补壳形成。
86.11.一种飞行器，包括：电机；燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：风扇线轴，所述风扇线轴具有风扇轴和与所述风扇轴联接的风扇，所述电机与所述风扇轴可操作地联接；压缩机，所述压缩机具有可旋转叶片；涡轮，所述涡轮具有可旋转叶片；核心线轴，所述核心线轴具有与所述压缩机的所述可旋转叶片和所述涡轮的所述可旋转叶片联接的
核心轴；以及液压联接器，所述液压联接器包围所述风扇线轴的至少一部分和所述核心线轴的至少一部分，所述液压联接器将所述风扇线轴和所述核心线轴液压联接。
87.12.根据任何前述条项所述的飞行器，进一步包括：计算系统，所述计算系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被构造为：接收指示增加所述燃气涡轮发动机的推力输出的命令的输入；以及响应于所述输入使所述电机向所述风扇线轴施加扭矩，使得所述风扇线轴增加旋转速度。
88.13.根据任何前述条项所述的飞行器，进一步包括：计算系统，所述计算系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被构造为：接收指示在反推力模式下操作所述燃气涡轮发动机的命令的输入；响应于所述输入，使所述电机向所述风扇线轴施加扭矩，使得所述风扇线轴在与所述核心线轴相对的方向上旋转。
89.14.根据任何前述条项所述的飞行器，进一步包括：计算系统，所述计算系统具有一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被构造为：接收指示在发电机模式下操作所述电机的命令的输入；响应于所述输入，使所述电机生成电力。
90.15.根据任何前述条项所述的飞行器，其中所述核心线轴是低压线轴。
91.16.根据任何前述条项所述的飞行器，其中所述风扇线轴具有连接到所述风扇轴的叶轮，并且所述核心线轴具有连接到所述核心轴的螺旋桨，并且其中，所述叶轮和所述螺旋桨都至少部分地包围在所述液压联接器内。
92.17.一种操作飞行器的推进器的方法，所述方法包括：接收指示改变所述推进器的推力输出的命令的输入，所述推进器具有燃气涡轮发动机和电机；以及响应于接收到所述输入，使所述电机与所述燃气涡轮发动机的风扇线轴可操作地联接，以在所述风扇线轴上施加扭矩，从而改变所述推进器的所述推力输出，所述风扇线轴经由液压联接器与所述燃气涡轮发动机的核心线轴液压联接。
93.18.根据任何前述条项所述的方法，其中改变所述推进器的所述推力输出的所述命令是增加所述推进器的所述推力输出的要求，并且其中，在响应于接收到所述输入，使与所述燃气涡轮发动机的所述风扇线轴可操作地联接的所述电机在所述风扇线轴上施加所述扭矩时，所述电机将所述扭矩施加在所述风扇线轴上，使得所述风扇线轴的旋转速度增加。
94.19.根据任何前述条项所述的方法，其中改变所述推进器的所述推力输出的所述命令是在反推力模式下操作所述推进器的要求，并且其中，在响应于接收到所述输入，使与所述燃气涡轮发动机的所述风扇线轴可操作地联接的所述电机在所述风扇线轴上施加所述扭矩时，所述电机在所述风扇线轴上施加所述扭矩，使得所述风扇线轴在与所述核心线轴相对的方向上旋转。
95.20.根据任何前述条项所述的方法，其中所述风扇线轴具有风扇、叶轮以及连接所述风扇和所述叶轮的风扇轴，并且所述核心线轴具有核心轴和连接到所述核心轴的螺旋桨，并且其中，所述叶轮和所述螺旋桨都至少部分地包围在所述液压联接器内。
96.21.一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执行指令由具有包括燃气涡轮发动机和电机的推进器的飞行器的计算系统的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：响应于指示改变所述飞行器的所述推进器的推力输出的命令的输入，使与所述燃气涡轮发动机的所述风扇线轴可操作地联接的所述电机在
所述风扇线轴上施加扭矩，从而改变所述推进器的所述推力输出，所述风扇线轴经由液压联接器与所述燃气涡轮发动机的核心线轴液压联接。