沖壓空氣渦輪(RAT)系統(tǒng)在當代飛行器中用作為緊急或補充功率系統(tǒng)。它們通常具有渦輪，該渦輪具有旋轉轂和多個葉片，可操作地聯(lián)接于發(fā)電機以對發(fā)電機提供驅動源。最初在飛行中，它們裝入飛行器機身的隔室中，由隔室門覆蓋。當作為緊急或補充功率源而被需要時，RAT系統(tǒng)從機身展開到周圍空氣流中，周圍空氣流驅動葉片以使發(fā)電機旋轉，以從空氣流提取能量。在飛行器系統(tǒng)的功率需求增大時，RAT系統(tǒng)的功率生成性能持續(xù)提高。

RAT系統(tǒng)還可構造成在預定條件下操作，諸如當暴露于環(huán)境碎片(諸如火山灰)時。在此種構造中，RAT系統(tǒng)可被完全地封閉或密封，以防止碎片進入發(fā)電機，在此碎片可導致機械性能減低或失常。然而，此種封閉或密封可干擾主動或被動冷卻系統(tǒng)，例如液體冷卻劑系統(tǒng)，因為此種密封可阻礙、抑制、或干擾常規(guī)的冷卻或熱移除路徑。具體而言，在冷卻轉子時的困難可導致降低的發(fā)電機性能或發(fā)電機故障。

技術實現(xiàn)要素：

在一個方面中，一種沖壓空氣渦輪系統(tǒng)包括：熱傳導可旋轉軸：殼體，其具有限定內部的主體；發(fā)電機，其定位在該內部內且具有定子和轉子，其中，轉子與軸可操作地聯(lián)接且熱聯(lián)接；渦輪，其具有第一組葉片，該第一組葉片與該可旋轉軸可操作地聯(lián)接且構造成使得行進通過第一組葉片的空氣流使軸旋轉；和第二組葉片，其在殼體的下游且在殼體的外部，其中，第二組葉片與軸熱聯(lián)接且構造成使得行進通過第二組葉片的空氣流提供到空氣流的熱傳遞。

在另一方面中，一種用于沖壓空氣渦輪發(fā)電機的熱交換器包括：定子，其具有第一組繞組；轉子，其具有第二組繞組且構造成圍繞熱傳導軸相對于定子旋轉，構造成在第一組繞組中生成電流；和一組葉片，其借助于該熱傳導軸與轉子熱聯(lián)接且旋轉地聯(lián)接，且構造成使得葉片暴露于經過沖壓空氣渦輪的空氣流。熱交換器將熱從轉子通過熱傳導軸傳導至該組葉片，且由此該組葉片在空氣流中的旋轉暴露提供到空氣流的熱傳遞。

在又一方面中，一種飛行器包括沖壓空氣渦輪發(fā)電機，其中，該沖壓空氣渦輪發(fā)電機還包括：熱傳導可旋轉軸；殼體，其具有限定內部的主體；發(fā)電機，其定位在該內部內且具有定子和轉子，其中，轉子與該軸可操作地聯(lián)接且熱聯(lián)接；渦輪，其具有第一組葉片，該第一組葉片與該可旋轉軸可操作地聯(lián)接且構造成使得行進通過第一組葉片的空氣流使軸旋轉；和第二組葉片，其在殼體的下游且在殼體的外部，其中，第二組葉片與軸熱聯(lián)接。圍繞沖壓空氣渦輪發(fā)電機流動的行進通過第二組葉片的空氣提供從第二組葉片到空氣的熱傳遞。

技術方案1：一種沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其包括：

熱傳導可旋轉軸；

殼體，其具有限定內部的主體；

發(fā)電機，其位于所述內部內且具有定子和轉子，其中，所述轉子與所述軸可操作地聯(lián)接且熱聯(lián)接；

渦輪，其具有第一組葉片，所述第一組葉片與所述可旋轉軸可操作地聯(lián)接且構造成使得行進通過所述第一組葉片的空氣流使所述軸旋轉；和

第二組葉片，其在所述殼體的下游且在所述殼體的外部，其中，所述第二組葉片與所述軸熱聯(lián)接且構造成使得行進通過所述第二組葉片的空氣流提供到空氣流的熱傳遞。

技術方案2：根據技術方案1所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述熱傳導可旋轉軸還包括熱管。

技術方案3：根據技術方案1所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述殼體被密封以防止外部碎片進入所述內部。

技術方案4：根據技術方案3所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述殼體被密封以防止火山灰進入所述內部。

技術方案5：根據技術方案1所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述第二組葉片與所述可旋轉軸一起旋轉。

技術方案6：根據技術方案5所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述第二組葉片由所述可旋轉軸支承，且其中，所述可旋轉軸的一部分在所述殼體的外部。

技術方案7：根據技術方案1所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述第二組葉片相對于行進通過所述第二組葉片的空氣流偏斜，使得所述第二組葉片的熱傳遞系數高于不偏斜組的葉片。

技術方案8：根據技術方案1所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，殼體主體構造成將空氣流引導通過所述第二組葉片。

技術方案9：根據技術方案8所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，其中，所述殼體主體還構造成通過所述第二組葉片生成空氣流渦流。

技術方案10：根據技術方案1所述的沖壓空氣渦輪系統(tǒng)，還包括防護件，所述防護件圍繞所述第二組葉片構造且具有圍繞所述第二組葉片徑向地布置的一組端口，其中，該組端口布置成且構造成允許空氣流通過所述防護件行進到所述第二組葉片。

技術方案11：一種用于沖壓空氣渦輪發(fā)電機的熱交換器，包括：

定子，其具有一組繞組；

轉子，其具有一組永磁體且構造成相對于所述定子旋轉，以在該組繞組中生成電流；和

一組葉片，其借助于熱傳導軸與所述定子或所述轉子中的至少一者熱聯(lián)接，且構造成使得該組葉片暴露于經過所述沖壓空氣渦輪的空氣流；

其中，所述熱交換器將熱從所述定子或所述轉子中的所述至少一者通過所述熱傳導軸傳導至該組葉片，且由此該組葉片在空氣流中的暴露提供到空氣流的熱傳遞。

技術方案12：根據技術方案11所述的熱交換器，其中，所述轉子在所述定子的外部旋轉。

技術方案13：根據技術方案12所述的熱交換器，其中，該組葉片借助于所述熱傳導軸與所述轉子旋轉地聯(lián)接，且由此該組葉片在空氣流中的旋轉暴露提供從所述轉子到空氣流的熱傳遞。

技術方案14：根據技術方案12所述的熱交換器，其中，該組葉片借助于所述熱傳導軸與所述定子熱聯(lián)接，且由此該組葉片在空氣流中的暴露提供從所述定子到空氣流的熱傳遞。

技術方案15：根據技術方案14所述的熱交換器，其中，該組葉片構造成在空氣流中旋轉。

技術方案16：根據技術方案11所述的熱交換器，還包括殼體，所述殼體具有限定內部的主體，其中，所述定子、和所述轉子的一部分位于所述內部內，且其中，所述殼體被密封以防止外部碎片進入所述內部。

技術方案17：一種飛行器，其包括：

沖壓空氣渦輪發(fā)電機，其包括：

熱傳導可旋轉軸；

殼體，其具有限定內部的主體；

發(fā)電機，其位于所述內部內且具有定子和轉子，其中，所述轉子與所述軸可操作地聯(lián)接且熱聯(lián)接；

渦輪，其具有第一組葉片，所述第一組葉片與所述可旋轉軸可操作地聯(lián)接且構造成使得行進通過所述第一組葉片的空氣流使所述軸旋轉；和

第二組葉片，其在所述殼體的下游且在所述殼體的外部，其中，所述第二組葉片與所述軸熱聯(lián)接；

其中，圍繞所述沖壓空氣渦輪發(fā)電機流動的行進通過所述第二組葉片的空氣流提供從所述第二組葉片到空氣流的熱傳遞。

技術方案18：根據技術方案17所述的飛行器，其中，所述熱傳導可旋轉軸還包括熱管。

技術方案19：根據技術方案17所述的飛行器，其中，所述第二組葉片相對于行進通過所述第二組葉片的空氣流偏斜，使得該組葉片的熱傳遞系數高于不偏斜組的葉片。

技術方案20：根據技術方案17所述的飛行器，其中，殼體主體構造成將空氣流引導通過所述第二組葉片。

附圖說明

在附圖中：

圖1是例示根據本發(fā)明一個實施例的具有沖壓空氣渦輪的飛行器的一部分的側視圖；

圖2是圖1的沖壓空氣渦輪的示意截面圖；

圖3是根據本發(fā)明的第二實施例的具有集成熱管的沖壓空氣渦輪的示意截面圖。

圖4是例示具有備選防護件構造的沖壓空氣渦輪的局部側視圖。

圖5是例示具有另一備選防護件構造的沖壓空氣渦輪的局部側視圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例可在使用發(fā)電機的任何環(huán)境中實現(xiàn)。雖然該說明主要涉及提供功率生成的發(fā)電機，但其還能夠適用于提供驅動力或產生電的任何電氣機械。此外，雖然該說明主要涉及飛行器環(huán)境，但本發(fā)明的實施例能夠應用在使用電氣機械的任何環(huán)境中。

如圖1中例示的，飛行器10可包括RAT系統(tǒng)12，以用于當RAT系統(tǒng)12暴露于飛行器10和RAT系統(tǒng)12外部的空氣流時生成用于飛行器10的電功率。RAT系統(tǒng)12可包括RAT 14，該RAT 14在一個非限制示例中可通過懸臂(pylon)16和安裝組件18從飛行器10懸垂。RAT系統(tǒng)12可還包括具有主體且限定內部的殼體20，其中，該殼體還可包括用于RAT 14的冷卻系統(tǒng)或熱交換器，該冷卻系統(tǒng)或熱交換器例示為一組熱消散翅片50或冷卻葉片，其圍繞殼體20定位且構造成使得流動經過翅片50的空氣流提供從RAT系統(tǒng)12至空氣流的熱傳遞。該組翅片50可以以任何合適的方式形成，以對RAT系統(tǒng)12提供冷卻或熱消散。在例示的示例中，該組翅片50可從殼體20的外圍向外突出且可圍繞殼體20的外圍間隔。該組翅片50的大小和數量可例如隨著RAT系統(tǒng)12的特定熱消散需求而變化。

RAT系統(tǒng)12還包括渦輪，該渦輪處于從殼體20外部的推進器(propeller)28突出的第一組多個葉片26的形式，且構造成使得當葉片26暴露于流動經過或通過葉片26、推進器28、或RAT系統(tǒng)12的空氣流時，該暴露產生推進器28的旋轉移動。在推進器28和RAT 14的下游(即在空氣流方向上在RAT 14的后方)，RAT系統(tǒng)12還可包括第二冷卻系統(tǒng)70或熱交換器，第二冷卻系統(tǒng)70或熱交換器可包括防護件元件72，防護件元件72用于防護第二冷卻系統(tǒng)70的一部分。將在下面說明第二冷卻系統(tǒng)70。

RAT 14可貯藏在飛行器10的機身或機翼中的合適隔室內，且可通過使懸臂16相對于安裝組件18移動而快速且簡單地展開，從而使RAT系統(tǒng)12移動至在流動經過飛行器10的空氣流內的暴露位置。雖然在例示的實施例中已示出僅兩個葉片26，但構想可使用任何數量的葉片26。此外，葉片26的例示的實施例僅是葉片26、推進器28、或RAT系統(tǒng)12構造的一個非限制示例，且預想備選構造。例如，飛行器10或RAT系統(tǒng)12被預想為，其中RAT系統(tǒng)12持久地暴露于空氣流。

在另一示例中，葉片26可構造為具有備選形狀、設計、或偏斜(skew)，例如，以當暴露于由飛行中的飛行器10的操作環(huán)境限定的預定空氣流時提供上述互相作用。飛行中的飛行器10的操作環(huán)境的一個非限制示例可包括45000英尺的海拔高度，其中，空氣流的空氣密度可為與海平面相比的空氣密度的20%。

如在圖2中例示的，RAT 14包括位于殼體20內部40內的發(fā)電機22。殼體20可還包括安裝板21，該安裝板21構造成例如借助于懸臂16的通路59將RAT系統(tǒng)12與飛行器10的一部分安裝在一起。

渦輪或推進器28可還包括渦輪輸出軸30，該渦輪輸出軸30可在第一端部32處可操作地聯(lián)接于葉片26，使得葉片26的旋轉使渦輪輸出軸30旋轉。渦輪輸出軸30可以以任何合適的方式可操作地聯(lián)接于葉片26，且可從葉片26向后方突出，以提供用于驅動輔助功率單元(諸如發(fā)電機22)的旋轉輸出。作為非限制示例，渦輪輸出軸30可包括可旋轉轉子軸34或例如借助于花鍵連接關系或其他合適的機械聯(lián)接與可旋轉轉子軸34旋轉地聯(lián)接，使得葉片26的旋轉通過渦輪輸出軸30傳遞至轉子軸34。本公開的實施例被預想為，其中轉子軸34由熱傳導材料形成、加工、或制造。非限制示例熱傳導材料可包括碳鋼或鋁合金?？砂~外的熱傳導材料或轉子軸34構成。

發(fā)電機22位于殼體內部40內且包括與轉子軸34可旋轉地聯(lián)接且熱聯(lián)接的轉子56，且可還包括例如一組永磁體54。該組永磁體54可限定發(fā)電機22的一組磁極或轉子極。發(fā)電機22可還包括定子55，該定子55相對于殼體20或可旋轉轉子56固定且包括一組傳導繞組57。定子55可由任何合適的結構形成，諸如鐵心，該鐵心包括形成開槽結構的被卷繞的疊片，在該其中容納圍繞鐵心徑向地或均勻地間隔的多個傳導繞組57。

當裝配之后，轉子56與定子55、殼體20、和安裝板21間隔開，以在旋轉期間提供機械間隙。轉子軸34相對于殼體例如在間隔的軸承38上旋轉地受到支承，使得推進器28的旋轉構造成驅動轉子軸34和轉子56的對應旋轉。轉子56和該組永磁體54的組相對于定子55和繞組57的組的旋轉構造成在該組繞組57中產生電流，該電流最終被提供至飛行器10，例如以對一組電負載或系統(tǒng)供能。

在RAT系統(tǒng)12的操作期間，RAT 14延伸到包圍飛行器10的空氣流中，且流動越過葉片26的空氣流導致推進器28或葉片26旋轉。葉片26的旋轉導致渦輪輸出軸30和轉子軸34的對應旋轉。轉子軸34和轉子56相對于定子55的旋轉產生用于飛行器10的電。發(fā)電機22的實施例可構造成產生例如交流電流(AC)功率或直流電流(DC)功率。

在發(fā)電機22產生電時，作為非限制示例，可由于渦流損耗、銅損耗或磁性損耗而在定子55或轉子56中產生熱。如果不從定子55或轉子56移除該熱，則可減低發(fā)電機22性能，或可發(fā)生發(fā)電機故障。由于熱擔憂，一些發(fā)電機22可包括被動或主動冷卻特征。

被動冷卻系統(tǒng)專注于在不使用額外能量或者使用非常少量的額外能量時的熱控制或熱管理。例如，在定子55中或在該組繞組57中產生的熱可借助于熱傳導聯(lián)接件而被從定子55或繞組57熱傳導走，該熱傳導聯(lián)接件具有圍繞定子55或殼體20構造的熱消散翅片50的。該組翅片50在空氣流(通過虛線箭頭58例示)中的暴露作用為借助于熱對流或熱輻射使大量的熱被動地消散至周圍環(huán)境。

與被動冷卻不同，主動冷卻利用額外的量的能量，以通過利用焓差來實現(xiàn)熱生成構件的冷卻。例如，一些發(fā)電機22可包括流體(液體或空氣)冷卻回路，該流體冷卻回路熱接近轉子56或轉子軸34的一部分或被引導通過轉子56或轉子軸34的一部分，且構造成通過回路可操作地分配流體(液體或空氣)，其中，流體吸收在轉子56中生成的熱的一部分且遠離模塊傳送其。該冷卻形式借助于在移動流體中焓的增大來主動地消散大量的熱。

然而，RAT系統(tǒng)12的某些實施例不適合用于主動冷卻系統(tǒng)。例如，跨大陸飛行器10可構造成包括或被要求包括RAT系統(tǒng)12，RAT系統(tǒng)12被完全地封閉或密封，以防止碎片或污染物進入RAT系統(tǒng)12或干擾發(fā)電機22。例如，外部碎片諸如火山灰可導致發(fā)電機22性能減低或失常。此種封閉或密封可干擾主動或被動冷卻系統(tǒng)，諸如上面說明的液體冷卻劑系統(tǒng)，因為此種密封可防止、抑制或干擾常規(guī)的冷卻回路或熱移除路徑。上述干擾在如下封閉或密封的發(fā)電機22中是尤其相關的，該發(fā)電機22可僅提供有限的熱消散或在轉子56上、在轉子56處或圍繞轉子56生成的熱的移除。

本公開的實施例可通過包括如在圖2中例示的第二冷卻系統(tǒng)70來解決在轉子56處生成的熱的移除的有限熱消散。如圖所示，熱傳導轉子軸34可構造成延伸，或者與向后方且至少部分地在RAT系統(tǒng)12、RAT 14、或殼體20的外部延伸的另一軸熱聯(lián)接，同時仍提供封閉或密封的RAT系統(tǒng)12構造。外部轉子軸74可包括或支承第二組熱傳導葉片76，該第二組熱傳導葉片76也在殼體20的下游且在殼體20的外部。第二組葉片76與熱傳導轉子軸34、74熱聯(lián)接，且可操作地限定來自轉子56、通過轉子軸34、74、去往殼體20的外面、且到第二組葉片76中的熱傳導或熱傳遞路徑。第二組葉片76構造成使得經過RAT系統(tǒng)12的空氣流(以虛線箭頭78例示)也經過第二組葉片76且提供從葉片76至空氣流78的熱傳遞。

第二組葉片76可構造成包括例如相對于空氣流78的葉片形狀、設計、或偏斜，以如本文中描所述，當暴露于空氣流78時提供從葉片76至空氣流78的熱傳遞。在一個非限制示例中，第二組葉片76可構造成相對于行進通過第二組葉片76的空氣流78偏斜，使得第二冷卻系統(tǒng)70或第二組葉片76的熱傳遞系數高于或大于不偏斜組的葉片的熱傳遞系數。在另一非限制示例構造中，葉片形狀、設計、或偏斜可構造成提供從葉片76至空氣流78的熱傳遞，其中，如上面說明的，空氣流78由飛行中的飛行器10的操作環(huán)境限定。此外，暴露于空氣流78的第二組葉片76可構造成使得葉片76或轉子軸34從RAT系統(tǒng)12向后方延伸的長度可減少通過轉子軸34感知或在轉子軸34上引起的振動的量。

RAT系統(tǒng)12、RAT 14、或殼體20還可構造成與沒有空氣流78構造的RAT系統(tǒng)12、RAT 14或殼體20相比，允許經過第二組葉片76的空氣流78的增多的量、方向或構造。例如，如所例示的，空氣流78可構造成圍繞第二組風扇葉片76交叉(cross)或十字形交叉(crisscross)。在一個非限制示例中，熱消散翅片50可構造成根據需要引導空氣流58、78。構造成相對于碎片保護第二組葉片76的防護件72可包括一組端口80或槽道，這一組端口80或槽道圍繞第二組葉片76徑向地布置且構造成允許空氣流78行進通過防護件72且跨過第二組葉片76。此外，雖然防護件72已例示為具有可選的后壁82，但本公開的實施例預想沒有后壁82的防護件。

RAT系統(tǒng)12、RAT 14、和第二組葉片76的非限制示例實施例被預想為，其中，例如第二組葉片76與轉子軸34旋轉地聯(lián)接，使得第二組葉片76與轉子軸34一起旋轉。從這個意義上來講，第二組葉片76在空氣流78中的旋轉暴露可提供從葉片76至空氣流78的熱傳遞。備選地，轉子軸34可包括第一變速箱，該第一變速箱具有與軸34聯(lián)接的輸入和與第二組葉片76聯(lián)接的輸出，且構造成允許從輸入至輸出的熱傳導。在該備選構造中，變速箱可在比轉子軸34快或慢的旋轉速度下可操作地使第二組葉片76旋轉。在另一構造中，第二組葉片76可構造成使得第二組葉片76與轉子軸34不旋轉地聯(lián)接，且相對于軸34是靜止的(也就是說，不旋轉)。

此外，雖未例示，但RAT 14或殼體20還可包括第二變速箱，該第二變速箱具有一組速度改變齒輪，這一組速度改變齒輪在推進器28或渦輪輸出軸30與轉子軸34之間構造成一列式的。第二變速箱可構造成在比推進器28快或慢的旋轉速度下驅動轉子軸34或轉子56，使得發(fā)電機22生成用于飛行器10的預定量或形式的功率。在一個非限制示例中，第二變速箱可包括速度增加齒輪系，以響應于渦輪輸出軸的6000 rmp的預定旋轉速度在20000 rpm下生成至少10千伏-安(kVA)。

發(fā)電機22的附加實施例可還為扁平類型構造，其中，定子55和轉子56二者與典型的RAT系統(tǒng)相比直徑大且軸向長度小。已知扁平類型構造在不需要速度增加變速箱的情況下在更低的推進器28和轉子56旋轉速度下生成與典型的RAT系統(tǒng)等量的功率。借助于非限制示例，扁平類型發(fā)電機22可構造成在6000 rpm下生成至少30kW。

圖3例示出根據本發(fā)明的第二實施例的備選RAT系統(tǒng)112。第二實施例與第一實施例類似，因此，將用增加100的類似數字來標記類似的部分，其中應當理解的是，第一實施例的類似部分的說明適用于第二實施例，除非另外說明。第一實施例和第二實施例之間的不同是，轉子軸134還包括熱管190，該熱管190沿軸134的長度延伸且將轉子56或轉子軸134的至少一部分與第二組葉片76熱聯(lián)接。熱管190的實施例可由與轉子軸134相同或不同的熱傳導材料加工或制造，或者備選地，可被加工或制造成使得熱管190與轉子軸134一體。熱管190還可通過任何機械安裝、摩擦安裝、粘合劑安裝等而可移除地或持久地附接在轉子軸134內。

熱管190可以以細長形狀的形式構造，諸如但不限于圓柱體，且包括接近推進器28的第一閉端部192和遠離推進器28(例如至少延伸經過第二組葉片76的子組)的相反的第二閉端部194。熱管190可具有內部196，該內部196限定容納相變流體或材料(未示出)的流體儲存器，該相變流體或材料可從第一相變?yōu)榈诙?。例如，該相變流體可從液體至氣體相變。

相變流體可選擇成或構造成提供特定的蒸發(fā)熱，或蒸發(fā)焓，這是在給定壓力下將流體的給定性質從液體轉變?yōu)闅怏w所需的結合的內能和焓變化。從這個意義上來講，相變流體的蒸發(fā)熱限定從轉子56經由轉子軸134的熱傳遞由流體吸收，以將流體的相從液體改變?yōu)闅怏w的熱的量，且相反地，限定多少熱在氣體在第二端部192處冷凝回為液體時從流體釋放到第二組葉片76中。此外，本發(fā)明的實施例可包括密封熱管190構造，使得可修改熱管內部196內的壓力，以提供選定的蒸發(fā)熱。

內部196內的特定相變流體或壓力可基于在RAT系統(tǒng)12或RAT 14的操作期間遇到的預期溫度來選擇，以確保將發(fā)生相變。例如，儲存器內壓力的非限制示例可包括低于一個標準大氣壓(1 atm)的壓力?？衫玫南嘧兞黧w的非限制示例包括水、氨、甲醇、丙酮、氟利昂(Freon)、或它們的任何組合。相變流體可還基于它們與熱管190材料或構造的兼容性或不相容性來選擇。

本公開的實施例可包括熱管190，或一組熱管，熱管構造成具有相對小的截面面積或直徑。工作流體的在熱管內側的循環(huán)依賴通過轉子軸134和熱管190的旋轉而產生的離心力，其中離心力將冷凝物分配為液體流或液體膜。液體流的深度或液體膜的厚度沿各圓柱形壁區(qū)段減少。冷凝物的分配可通過額外或備選的器件來輔助，包括但不限于利用壓花側壁(patterned sidewall)的毛細管作用。雖然熱管190被描述為具有圓柱形狀，但本公開的實施例可包括任何數量的截面熱管190形狀，諸如圓形、方形、三角形、橢圓形等。

熱管190操作為使得在一個示范情景中，由轉子56生成的熱被借助于熱傳導轉子軸134傳導性地傳遞至熱管190。然后，傳導至熱管190的熱可被傳導性地傳遞至，或被吸收到相變流體中，該相變流體響應于傳遞或吸收的熱而從液體相變?yōu)闅怏w。相變流體氣體可遠離轉子56沿熱管190的至少一部分橫穿且在第二端部194處或附近沿熱管190的內壓花側壁冷凝(即相變回為液體)，從而將熱的貯藏部分釋放到熱管190的側壁中，該熱的貯藏部分可被借助于轉子軸134傳導性地傳遞至第二組葉片76。然后，如本文中說明的，熱可例如釋放至空氣流78。再次處于液體形式的相變流體又通過例如施加在返回液體流(或液體膜)上的離心力沿熱管內部196的側壁往回朝轉子56分散，該返回液體流(或液體膜)的厚度在液體流動方向上沿圓柱形側壁減少，準備吸收額外的熱。

除了在上面的圖中示出的之外，通過本公開構思許多其他可能的實施例。例如，圖4例示根據RAT系統(tǒng)212的第三實施例的第二冷卻系統(tǒng)270和防護件272的局部透視圖。第三實施例與前述實施例類似，且將用增加200的類似數字來標記類似部分，其中應當理解的是，先前實施例的類似部分的說明適用于第三實施例，除非另外說明。第三實施例與前述實施例的不同之處在于，第三實施例的防護件272具圍繞第二組葉片76徑向地布置的端口280或槽道的組的不同構造。而且，圖5例示出根據RAT系統(tǒng)312的第四實施例的第二冷卻系統(tǒng)370和防護件372的局部透視圖。第四實施例與前述實施例類似，且將用增加300的類似數字來標記類似部分，其中應當理解的是，先前實施例的類似部分的說明適用于第四實施例，除非另外說明。第四實施例與前述實施例的不同之處在于，第四實施例的防護件372具有圍繞第二組葉片76徑向地布置的端口380或槽道的組的不同構造。如本文中描述的，在第三和第四實施例中例示的端口280、380的組可構造成在飛行器10的飛行期間允許第二組葉片76暴露于空氣流78。

除了在上面的圖中示出的之外，通過本公開構想額外的可能的實施例和構造。例如，本公開的一個實施例構想構造RAT系統(tǒng)12、RAT 14、殼體20、或推進器28，以用特定的樣式中圍繞RAT系統(tǒng)12引導空氣流78，以用于第二組葉片76的暴露。例如，在一個非限制示例中，殼體20或熱消散翅片50可構造成圍繞RAT系統(tǒng)12將空氣流78引導成旋風或渦流樣式，使得空氣流78圍繞RAT系統(tǒng)12和第二組葉片76渦旋，這與不構造成引導空氣流的RAT系統(tǒng)相比可進一步增大第二組葉片76的熱傳遞系數。在該示例構造中，暴露于渦流空氣流樣式的第二組葉片76可構造成使得從RAT系統(tǒng)12向后方延伸的葉片76或轉子軸34的長度可減少通過轉子軸34感知或在轉子軸34上引起的振動的量。

另一可能的實施例可包括具有里面向外翻構造的RAT系統(tǒng)12，即，其中，轉子56在定子55的外部且圍繞定子55旋轉。在該實施例中，外部轉子56可位于殼體20內，且借助于熱傳導軸34與第二組葉片76熱聯(lián)接且可旋轉地聯(lián)接。定子55可也由不旋轉的第二軸支承。備選地，另一可能的實施例可包括具有里面向外翻構造的RAT系統(tǒng)12，其中，定子55與第二組葉片76熱聯(lián)接，由此第二組葉片76的在空氣流78中的暴露提供從定子55至空氣流78的熱傳遞。第二組葉片76可響應于對空氣流78的暴露而自由旋轉，或其可設計成用于對空氣流78的靜止(即不旋轉)暴露的熱傳遞。再一可能的實施例可包括RAT系統(tǒng)12，其中轉子56和定子55二者與第二組葉片76熱聯(lián)接，使得第二組葉片76提供從定子55和轉子56至空氣流78的熱傳遞。

預想空氣流的額外構造或引導樣式。此外，各種構件的設計和放置可重新布置，使得可實現(xiàn)多個不同的一列式構造。

本文中公開的實施例提供一種RAT系統(tǒng)，該RAT系統(tǒng)具有用于由轉子生成的熱的第二下游冷卻系統(tǒng)。可在上面實施例中實現(xiàn)的一個優(yōu)點是，上述實施例具有優(yōu)于常規(guī)類型RAT系統(tǒng)的對在發(fā)電機操作期間由轉子生成的熱的優(yōu)異的冷卻性能。而且，具體而言，在優(yōu)選或需要密封以用于防碎片構造(例如防灰構造)的特定發(fā)電機或RAT構造中，傳統(tǒng)轉子冷卻方法實現(xiàn)得不充分或者根本未實現(xiàn)(諸如對于液體冷卻)。常規(guī)系統(tǒng)中的熱積累將可能導致降低的發(fā)電機性能、發(fā)電機故障、或密封或隔離材料故障。

通過提出的后方轉子冷卻解決方案，在轉子處生成的熱可沿轉子軸的長度傳遞且通過第二組葉片消散到空氣流中，如上面說明的，第二組葉片可構造成冷卻轉子和轉子軸。包括熱管的本公開的實施例還可增加沿轉子長度的熱傳輸。此外，RAT系統(tǒng)的構造可用預定的樣式(諸如用十字形交叉、旋風、或渦流樣式)引導空氣流，以使第二組葉片暴露且形成第二冷卻系統(tǒng)的更高的熱傳遞系數。

當設計飛行器構件時，待解決的重要因素是大小、重量、和可靠性。上述RAT系統(tǒng)可構造成包括更小的發(fā)電機，該發(fā)電機操作更高的功率密度或效率，且在與常規(guī)的密封RAT系統(tǒng)相比低的操作溫度下操作。這導致更低重量、更小大小、提高性能和提高可靠性的系統(tǒng)。更少數量的部件和減少的維護將導致更低的生產成本和更低的操作成本。降低的重量和大小與飛行期間的競爭優(yōu)勢相關。

本書面說明使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且還使任何本領域技術人員能夠實踐本發(fā)明，包括制造并且使用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何合并的方法。本發(fā)明的可申請專利的范圍由權利要求限定，并且可包括由本領域技術人員想到的其他示例。如果這些其他示例包括不與權利要求的字面語言不同的結構元件，或者如果這些其他示例包括與權利要求的字面語言無顯著差別的等同結構元件，則這些其他示例意圖在權利要求的范圍內。