用于应急动力生成器的系统、方法和设备的制作方法

用于应急动力生成器的系统、方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于应急动力生成器的系统、方法和设备。公开了为运载工具产生动力的系统、方法和设备。动力生成设备可包括被配置为从运载工具的一部分展开的第一环。动力生成器还包括接至第一环的多个第一阻力装置，多个第一阻力装置中的至少一个阻力装置被配置为将力传递至第一环。动力生成器还可包括耦接至第一环的滑轮，滑轮被配置为接收传递至第一环的力并且滑轮进一步被配置为响应于从第一环接收力而旋转。动力生成器还可包括耦接至滑轮的发电机，发电机耦接至电气系统并且发电机被配置为响应于滑轮旋转而将电力传输至电气系统。
【专利说明】用于应急动力生成器的系统、方法和设备

【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及运载工具和机械装置，更具体地，涉及与运载工具相关联的动 力生成器。

【背景技术】
[0002] 在操作中，诸如飞机的运载工具可能遇到导致动力损耗的情形或状况。该损耗可 以是电动动力或液压动力的损耗。当损耗发生时，可展开应急动力生成器以产生额外的动 力。传统的应急动力生成器使用冲压空气涡轮机，该冲压空气涡轮机包括从通过运载工具 流动的气流产生动力的涡轮机。然而，基于各种因素，诸如安装约束、运载工具几何形状、重 量和起落架高度，涡轮机的大小受到限制。因此，由涡轮机产生的动力受到限制，并且可能 不足以满足运载工具需求。此外，一旦展开涡轮机，它就无法收回。


【发明内容】

[0003] 本发明提供了可用于为一个或多个运载工具产生动力的一个或多个动力生成器。 本文中所公开的动力生成器可从运载工具展开从而为运载工具产生额外的动力。动力生成 器可包括可从运载工具的一部分展开的阻力装置的环。阻力装置的一个或多个参数以及 它们所展开的位置可被配置为获得足以满足运载工具动力需求的高动力重量比（power to weight ratio)〇
[0004] 因此，根据一些实施方式，公开了用于产生动力的设备。该设备可包括第一环，该 第一环被配置为从运载工具的一部分展开。设备还可包括耦接至第一环的多个第一阻力 装置，多个第一阻力装置中的至少一个阻力装置被配置为将力传递至第一环，基于与至少 一个阻力装置相关联的气动阻力来产生力。设备可进一步包括耦接至第一环的滑轮，该滑 轮被配置为接收传递至第一环的力，并且滑轮进一步被配置为响应于从第一环接收力而旋 转。设备还可包括耦接至滑轮的发电机，发电机进一步被耦接至电气系统，并且发电机被配 置为响应于滑轮旋转而将电力传输至电气系统。
[0005] 在一些实施方式中，多个第一阻力装置中的每一个阻力装置为降落伞。多个第一 阻力装置可被配置为产生1000镑（453kg)的力，并且发电机可被配置为产生60千瓦。多 个第一阻力装置中的每一个阻力装置可以是耦接至第一环的袋状物（pocket)。在一些实施 方式中，多个第一阻力装置中的每一个阻力装置被配置为至少部分响应于第一环的旋转而 在第一配置与第二配置之间进行切换（toggle)。多个第一阻力装置中的每一个阻力装置 当在第一配置中时可被配置为产生力，并且当在第二配置中时进一步被配置为几乎不产生 力。在一些实施方式中，设备可进一步包括：传动机构，该传动机构被配置为将滑轮耦接至 发电机。设备还可包括锁定机构，锁定机构被配置为阻止第一环旋转，并且多个第一阻力装 置被配置为响应于锁定机构阻止第一环旋转而被操作为阻力伞。在一些实施方式中，发电 机可位于沿着飞机的一部分的中心线。设备可进一步包括：耦接至滑轮的第二环；以及耦 接至第二环的多个第二阻力装置。第一环可被配置为产生用于第一组运载工具系统的第一 动力量，并且第二环可配置为产生用于第二组运载工具系统的第二动力量。发电机可配置 为在低空运行期间将第一动力量提供至运载工具的高动力系统（high power system)，发 电机可进一步被配置为在高空运行期间将第二动力量提供至运载工具的低动力系统（low power system)〇
[0006] 在一些实施方式中，提供了用于产生动力的方法。方法可包括：从运载工具的一部 分展开环，环被耦接至多个阻力装置；基于与多个阻力装置中的至少一个阻力装置相关联 的气动阻力来产生力；将力传递至环，传递使环旋转；在耦接至环的滑轮上接收传递至环 的力，接收使滑轮旋转；以及响应于旋转滑轮，在耦接至滑轮的发电机上产生电力。
[0007] 在一些实施方式中，多个阻力装置中的每一个阻力装置是耦接至环的袋状物。在 各种实施方式中，多个阻力装置中的每一个阻力装置为降落伞。多个阻力装置可产生1000 镑的力，发电机可产生60千瓦。在各种实施方式中，该方法进一步包括：产生指示已经展开 环的第一信号；以及产生提供与环、滑轮和发电机中一个或多个的操作有关的数据的第二 信号。方法还可包括：使用锁定机构锁定滑轮和环，其中，锁定阻止滑轮和环旋转；以及使 用多个阻力装置中的至少一个阻力装置来产生反向推力。
[0008] 在各种实施方式中，公开了用于为飞机产生动力的系统。该系统可包括具有后部 的飞机。系统可进一步包括：被配置为从飞机的后部展开的环和耦接至环的多个阻力装置， 多个阻力装置中的至少一个阻力装置被配置为将力传递至环，基于与至少一个阻力装置相 关联的气动阻力来产生力。该系统还可包括耦接至环的滑轮，滑轮被配置为接收传递至环 的力，并且滑轮进一步被配置为响应于从环接收力而旋转。系统可进一步包括耦接至滑轮 的发电机，发电机被耦接至电气系统，并且发电机被配置为响应于滑轮旋转而将电力传输 至电气系统。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的实例。
[0010] 图2A示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的另一个实例。
[0011] 图2B示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的又一个实例。
[0012] 图2C示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的另一个实例。
[0013] 图2D示出了根据一些实施方式的阻力装置实例的前视图。
[0014] 图3示出了根据一些实施方式的包括多个环的动力生成器实例。
[0015] 图4A示出了根据一些实施方式的展开了动力生成器的运载工具的侧视图。
[0016] 图4B示出了根据一些实施方式展开了动力生成器的运载工具的顶视图。
[0017] 图5示出了根据一些实施方式实施的用于从运载工具展开动力生成器的方法的 流程图的实例。
[0018] 图6示出了根据一些实施方式的飞机制造和服务方法的实例的流程图。
[0019] 图7示出了根据一些实施方式的飞机的实例的框图。

【具体实施方式】
[0020] 在以下描述中，阐述了许多具体细节以彻底理解所提出的概念。所提出的概念可 在没有这些具体细节中一些或全部的情况下进行实施。在其它情况下，众所周知的处理操 作不再作详细说明，以便不必要地对所描述的概念产生混淆。虽然将结合具体实例对一些 概念进行描述，但是应当理解，这些实例并不旨在限制。
[0021] 在诸如飞机的运载工具动力损耗的情况下，传统的动力生成方法利用冲压空气涡 轮机（ram air turbine)来产生应急动力。冲压空气祸轮机可包括连接至发电机的小型祸 轮机。空气涡轮机可从运载工具的机身部展开并且可使用气流或通过运载工具的空气流来 为运载工具的一些系统产生动力。然而，由于空气涡轮机的几何形状及设计，空气涡轮机的 大小必须收到特定的限制。例如，空气涡轮机的大小不能太大或太重以致无法与运载工具 相耦接或储存在运载工具中。因此，空气涡轮机的大小受到多个运载工具相关参数的限制， 诸如安装约束、有效载荷能力及起落架高度。因为冲压空气涡轮机的大小受到运载工具参 数（诸如离地间隙和起落架高度）的限制，故由涡轮机产生的动力仍然受限。随着运载工 具和飞机开发更加复杂，并且开发了电动和液压系统，它们的动力需求将会增加。由于它们 的限制，传统的冲压空气涡轮机可能无法满足这些增加的需求。此外，传统的冲压空气涡轮 机需要支柱（strut)来进行支撑。支柱可以是增加了与冲压空气涡轮机相关联的重量的重 型组件。此外，一旦展开，传统的冲压空气涡轮机无法内缩。
[0022] 本文中所公开的各种实施方式能够产生动力，同时不受这些约束的限制。在不同 的实施方式中，可以是滑槽或袋状物的几个阻力装置可耦接至从运载工具的一部分（诸如 飞机的尾翼部）展开的环。该环可被耦接至滑轮和轴，滑轮和轴可耦接至发电机或液压泵。 在操作中，环可展开至通过运载工具流动的气流中。阻力装置可引起环以及滑轮和轴旋转。 发电机可将轴的旋转转换为电力，从而为运载工具生成动力。以此方式，诸如阻力伞的阻力 装置可用于使附接至发电机或液压泵的轴旋转并为运载工具产生动力。阻力装置的大小和 数目可基于待生成的电量来进行确定。
[0023] 本文中所公开的实施方式可比使用冲压空气涡轮机的传统方法具有明显较高的 动力重量比。本文中所公开的各种实施方式不需要支柱。此外，本文中所公开的系统及装置 可安装于运载工具上多个位置中，运载工具可以是飞机。此外，本文中所公开的各种实施方 式可被配置为提供反向推力能力。多个滑槽式环可被用于生成不同量的动力/反向推力。 此外，如果意外地展开或如果不再需要应急动力，则环可以挣脱束缚。
[0024] 图1示出了根据一些实施方式的可从运载工具展开的动力生成器的实例。如前所 述，诸如飞机的运载工具可能遇到动力损耗或其中需要额外的动力以满足运载工具动力需 求的其它情况。在这种情况下，可展开动力生成设备或系统的一个或多个组件，诸如动力生 成器100。以此方式，动力生成器100可将一个或多个力转换为动力或电能。可通过从运载 工具的运动而生成或产生该一个或多个力。例如，力可以是由运载工具正在穿过的空气所 产生的摩擦力或阻力。动力生成器100可包括：多个阻力装置以及被配置为将力转换为可 被运载工具使用的电能的其它组件。
[0025] 因此，动力生成器100可包括第一环102,该第一环102可以是能够从收纳动力生 成器100的运载工具展开的材料的环。因此，环102可包括柔性、可压缩和/或可包装的材 料，以当环102未展开时使环102能够被储存在运载工具的储藏室103中。包括环102的 材料的环可被配置为具有特定长度和宽度。环102的长度可基于期望的动力输出和耦接至 环102的阻力装置的数目进行确定以获得期望的动力输出，如下文更加详细地论述。可选 择环102的宽度使得存在足够的材料以使环102能够耦接至多个阻力装置。因此，环102可 以足够宽以使紧固装置能够将诸如阻力装置104的阻力装置耦接至环102。如前所述，当不 使用时，环102可被储存在储藏室103中。当展开环102时，如图1中所示，储藏室103的 一个或多个外部门可被打开，并且环102的全部可被展开并且被配置为作为完全延伸的环 进行旋转。环102可被配置为自动或响应于用户输入而被展开。例如，运载工具的一个或 多个计算机系统可检测或识别状况，诸如在运载工具的系统中一个或多个中的电动或液压 动力损耗。响应于检测状况，储藏室103的外部门可被打开，并且环102可被展开。应当理 解，虽然图1示出了环102被配置为在诸如逆时针方向的第一方向上旋转，但是环102还可 被配置为在诸如顺时针方向的第二方向上旋转。
[0026] 如前所述，环102可包括或耦接至诸如阻力装置104和阻力装置106的多个阻力 装置。阻力装置可以是被配置为向运载工具行进通过或穿过的介质建立或产生阻力的装 置。例如，飞机可能正在穿过空气。因此，阻力装置可以是诸如阻力伞的降落伞，该降落伞 抵抗通过飞机的空气流。在各种实施方式中，阻力装置可以由可包括诸如帆布、丝绸、尼龙、 凯夫拉尔（Kevlar?)和涤纶的材料制成。诸如丝绸的材料可呈现超强的强度、轻、薄及防 火性。尼龙还具有抗霉菌等益处并且具有良好的弹性。此外，凯夫拉尔和涤纶可以是可提 供大强度和耐热性的合成纤维织物。环102可被耦接至多个阻力装置。因此，返回至先前 实例，多个降落伞可被耦接至环102并且被配置为对运载工具所穿过的空气产生阻力。
[0027] 在各种实施方式中，多个阻力装置能够被配置成第一配置与第二配置。基于环102 上的阻力装置相对于运载工具穿过的介质流动的位置，阻力装置可在第一配置与第二配置 之间进行切换。当处于第一配置时，阻力装置可被配置为基于运载工具穿过的介质流产生 阻力或拖拽力。当处于第二配置时，阻力装置可被配置为产生明显较小的力或不产生对运 载工具穿过的介质流的阻力。如图1中所示，多个阻力装置可以是降落伞或阻力伞。当可 以是滑槽的阻力装置的顶点耦接至环102,使得顶点远离运载工具且在与运载工具行进所 穿过的介质流的方向相同的方向上时，阻力装置可处于第一配置。可替换地，当阻力装置的 顶点耦接至环102,使得顶点指向运载工具并且抵抗介质流时，阻力装置可处于第二配置。
[0028] 因此，阻力装置104可以是以第一配置进行配置的阻力装置。在这种情况下，阻力 装置104作为被展开且被配置为抵抗飞机行进穿过的空气流的降落伞。因此，阻力装置104 的顶点可经由紧固装置耦接至环102,紧固装置可为一个或多个U形钉或针脚。阻力装置 104的降落伞的下边缘可经由线路或配线耦接至环102,因而限制降落伞可被打开的程度。 阻力装置106可以是以第二配置进行配置的阻力装置。在这种情况下，阻力装置106是具 有与阻力装置104相同的尺寸的降落伞。然而，阻力装置106未打开并且被折叠。因此，当 处于第二配置时，阻力装置106不打开并且不产生明显阻力或以其它方式提供对运载工具 穿过的空气流的大的阻力。在操作中，当环102旋转时，多个阻力装置中的每一个阻力装置 可在第一配置与第二配置之间切换，从而在一个旋转方向上产生旋转力并将旋转力传递至 环102。本文中参照图1公开了阻力装置的各种配置，并且下文参照图2A至图2D进行更详 细的论述。
[0029] 在各种实施方式中，降落伞的打开直径可基于由动力生成器100产生的电量进行 确定。例如，当在被配置为产生阻力的第一配置中展开时，阻力装置104可为48英寸的直 径。在本实例中，如果运载工具以每秒500英尺或每小时约341英里行进，则阻力装置104 和耦接至环102的其它阻力装置可共同产生1000镑的力。由多个阻力装置产生的阻力可 引起环102以每分钟350转进行旋转并且促使发电机112产生80马力或60千瓦的动力输 出。
[0030] 在一些实施方式中，动力生成器100还可包括滑轮108和轴110。滑轮108可以 是机械耦接至环102且配置为基于环102的转动而转动的轮子。因此，滑轮108可以是直 径2英尺的轮子且被配置为在运行时以每分钟420转至500转进行旋转。在一些实施方式 中，滑轮108可被配置为包括凹槽，其使环102与滑轮108相接触。由环102与滑轮108之 间接触区域可产生足以使滑轮108旋转的机械力。可替换地，环102的一个或多个部分可 具有安装在滑轮108的一个或多个粧钉或棘齿上的孔或穿孔。以此方式，环102可被耦接 至滑轮108,使得环102的旋转被传递至滑轮108。因此，当多个阻力装置产生阻力且传递 阻力至环102并引起环102旋转时，滑轮108也可进行旋转。
[0031] 滑轮108可被耦接至轴110,轴110可以是结构元件，结构元件被配置为将由多个 阻力装置、环102和滑轮108产生的旋转力传递至发电机112,如下文更加详细地论述。因 此，通过诸如焊接的耦接技术可将轴110直接耦接至滑轮108。可替换地，轴110可经由传 动机构（诸如行星齿轮系（planet gear train)或齿轮箱）耦接至滑轮108,其中滑轮108 可被耦接至行星齿轮，该行星齿轮可耦接至恒星齿轮，恒星齿轮耦接至轴110。因此，行星 齿轮和恒星齿轮的直径可被配置为确定滑轮108与轴110的旋转之间的比率。例如，滑轮 108可以每分钟200至300转进行旋转且可经由传动机构引起轴110以每分钟420至500 转进行旋转。在另一个实例中，行星齿轮箱可被配置为具有14:1之比，其可提供足够的旋 转力的转换以驱动位于飞机上的液压泵。
[0032] 动力生成器100还可包括发电机112,该发电机112可以是被配置为基于轴110的 旋转而产生电力的电力发电机。因此，发电机112可被配置为将通过轴110的旋转传递的 机械力转换为供应至运载工具的电气系统的电动势或电能。例如，由发电机112产生的电 能可被提供至飞机的航空电子设备和通信系统。在一些实施方式中，动力生成器100可包 括液压泵，而不是发电机112。因此，液压泵可将由轴110的旋转所传递的机械力转换为传 递至或提供至运载工具的液压系统中的一个或多个的压力。例如，当发电机112为液压泵 或被耦接至液压泵且环102被展开并运行时，液压泵可实现每分钟40加仑的出口流量。
[0033] 在各种实施方式中，动力生成器100的一个或多个组件可被配置为适当地锁定环 102,使得环102和耦接至环102的多个阻力装置无法旋转且充当提供与飞机运动的当前方 向相反的反向推力的阻力伞。因此，当适当地锁定时，环102及其多个阻力装置无法旋转且 可充当传统的阻力伞。在一些实施方式中，传动机构可被配置为锁定环102的旋转。可替 换地，动力生成器100还可包括诸如轮锁的锁定机构，其被配置为锁定环102的旋转。
[0034] 此外，在一些实施方式中，环102为可拆卸的。因此，响应于自动地检测到的情况， 诸如障碍、旋转中断或大的拉力，动力生成器100的一个或多个组件可以导致环102的自动 释放。例如，环102或滑轮108可包括被配置为响应于检测到上述情况中一个或多个而被 激活的快速释放机构。在一些实施方式中，响应于由用户提供的输入可发生环102的释放。 例如，飞行员可在运载工具驾驶舱内提供输入至按钮。响应于接收该输入，按钮可导致动力 生成器100的一个或多个组件释放环102。
[0035] 图2A示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的另一个实例。 与上文参照动力生成器100的论述类似，动力生成器200可包括第一环202、阻力装置204、 阻力装置206、滑轮208、轴210和发电机212。然而，如图2A中所示，环202和耦接至环 202的多个阻力装置可以以不同的结构配置进行配置。例如，如在图2A中所示，环202可被 配置为具有宽度的传动带，宽度可被配置为收纳或提供用于袋状物或滑槽的侧部的结构支 撑。因此，阻力装置可以是由附接至或耦接至环202的一个或多个侧部的材料的一部分形 成的袋状物。
[0036] 因此，阻力装置204可以是由耦接至环202的材料的一部分形成的袋状物或腔。材 料可以是与环202相同的材料或与参照图1的阻力装置104所论述的相同的材料。阻力装 置204可以被配置在具有开口的第一配置中，该开口面向与环202穿过的介质的流动方向 相反的方向。例如，如果环202由飞行中的飞机收纳并且耦接至飞行中的飞机，则阻力装置 204的开口可面向与穿过飞机的空气流相反的方向。以此方式，空气可被捕获或收集在由阻 力装置204形成的袋状物中，从而产生诸如拖拽力的力，该拖拽力可被传递至环202且引起 在第一方向上的环202的旋转。
[0037] 此外，环202还可被耦接至阻力装置206,该阻力装置206可以被配置在具有开口 的第二配置中，该开口面向与环202穿过的介质的流动方向相同的方向。返回到先前实例， 因为开口没有面向飞机穿过的空气流，故没有空气被收集或捕获在由阻力装置206形成的 袋状物中，且不产生有效的力。因此，作为阻力装置206进行配置且被定向的阻力装置不产 生与由阻力装置204产生的力相对的任何有效的力。以此方式，以第一配置进行配置且定 向的阻力装置可产生一个旋转方向上传递至环202的力，而以第二配置进行配置且定向的 阻力装置不产生力。与上文参照图1的论述类似，随着环202旋转，耦接至环202的阻力装 置可被配置为在第一配置与第二配置之间转换或切换，从而确保产生旋转力且在单个旋转 方向上传递至环202。
[0038] 环202可被耦接至滑轮208并且可以使滑轮208旋转。例如，滑轮208可具有其 中在它的外表面或边缘周围固定了环202的凹槽。在本实例中，在滑轮208与环202之间 接触区域中的摩擦系数可足以将环202耦接至滑轮208并且将旋转力从环202传递至滑轮 208,从而使滑轮208旋转。在另一个实例中，环202在一个或多个部分（诸如一个或多个 外边缘）中可具有穿孔。滑轮208可被配置为具有粧钉或其它结构构件，粧钉或其它结构 构件配置为临时装配在环202与滑轮208之间接触区域中的环202的穿孔中。穿孔与结构 构件之间的耦接可足以将旋转力从环202传递至滑轮208并且使滑轮208旋转。
[0039] 与上文参照图1的论述类似，滑轮208可被耦接至轴210且引起轴210旋转。轴 210可被耦接至发电机212。在一些实施方式中，传动机构可被用于将轴210耦接至发电机 212。发电机212可将旋转力转换为电力或液压动力并将所产生的动力提供给收纳动力生 成器200的运载工具的一个或多个系统。
[0040] 图2B示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的又一个实例。 与上文参照动力生成器200的论述类似，动力生成器214可包括环215、阻力装置216、阻力 装置219和滑轮221。在各种实施方式中，包括在动力生成器214中的阻力装置可包括通风 口 217和板条218。通风口 217可为阻力装置（诸如阻力装置216)的一部分中的排气口或 孔。通风口 217可允许通过环215且收集在阻力装置216中的介质一部分避开或离开阻力 装置216,从而防止对阻力装置216的撕裂或其它结构损坏。板条218可为由诸如玻璃纤维 材料制成的刚性或半刚性结构构件，且配置为耦接至环215的阻力装置提供结构支撑。当 在第一配置时，如由阻力装置216所示，板条（诸如板条218)可为阻力装置216的材料提 供结构支撑，阻力装置216可为袋状物或滑槽。当在第二配置时，如由阻力装置219所示， 板条（诸如板条220)可向后弯曲以折叠阻力装置219并提供最小阻力至介质，通过介质， 动力生成器214行进。
[0041] 图2C示出了根据一些实施方式可从运载工具展开的动力生成器的另一个实例。 与上文参照动力生成器200和动力生成器214的论述类似，动力生成器222可包括环223、 阻力装置224、阻力装置227和滑轮228。与上文的论述类似，通风口 225可允许通过环223 且收集在阻力装置224中的介质一部分避开或离开阻力装置224,从而防止对阻力装置224 的撕裂或其它结构损坏。气囊226可以是可缝合成诸如阻力装置224的阻力装置的腔或管。 气囊226可被配置为捕获通过动力生成器222流动的空气，并且进一步被配置为基于所捕 获的空气而膨胀。气囊226可包括通风口 230,通风口 230可被配置为释放所捕获空气。当 在第一配置时，气囊（诸如气囊226)可基于通过动力生成器222的空气流而膨胀。当膨胀 时，气囊226可为阻力装置224提供结构支撑。当在第二配置中时，诸如气囊229的气囊可 放气，使得阻力装置227平放于环223上并且提供对动力生成器222行进穿过的介质的最 小的阻力。
[0042] 图2D示出了根据一些实施方式的阻力装置实例的前视图。如上文参照图2C的论 述，阻力装置224可包括气囊226和通风口 230。如在图2D中所示，当在第一配置中时，气 囊226膨胀并且为阻力装置224提供结构支撑，这使阻力装置224保持在第一配置中。
[0043] 图3示出了根据一些实施方式包括多个环的动力生成器实例。与上文论述类似， 诸如飞机的运载工具可具有多个电气系统和液压系统，多个电气系统和液压系统具有多个 动力要求。一些系统会需要大的动力量，而其它系统需要小的动力量。因此，动力生成器300 可被配置为包括多个环，每个环被配置为产生对于运载工具中特定系统或系统组特定的动 力量。例如，飞机的高动力系统可由第一环提供动力，第一环被配置为产生大的动力量，而 飞机的低动力系统可由第二环提供动力，第二环被配置为产生小的动力量。基于在特定情 况下运载工具的动力需求，诸如应急情况，环可独立地或同时被展开。
[0044] 因此，动力生成器300可包括诸如环302的第一环和诸如环308的第二环。环302 可包括多个第一阻力装置，多个第一阻力装置被配置为产生用于运载工具中第一组系统的 动力，第一组系统可具有较低的动力需求，诸如飞机的航空电子设备和导航系统。在高空 运行期间会频繁地使用这种系统，其中飞机通过的空气较薄并且飞机以较高速度穿过。环 302和多个阻力装置的一个或多个参数可被配置为产生符合第一组系统并且符合高空运行 的动力量。例如，环302的长度、耦接至环302的阻力装置数目和阻力装置（诸如阻力装置 304和阻力装置306)的直径可基于第一组系统的动力需求以及与第一组系统相关联的运 行条件来进行确定。
[0045] 类似地，环308可包括多个第二阻力装置，多个第二阻力装置被配置为产生用于 运载工具中第二组系统的动力，第二组系统可具有高的动力需求，诸如飞机的环境控制系 统、襟翼（flap)/缝翼（slat)驱动系统和起落架。在低空运行期间会频繁地使用系统，其中 飞机行进通过的空气较厚并且飞机以较低的速度穿过空气。因此，环308的长度、耦接至环 308的阻力装置数目和阻力装置的直径可基于第二组系统的动力需求以与第二组系统相关 联的运行条件来进行确定。在本实例中，因为第二组系统比第一组系统具有更高的动力需 求，故环308的一个或多个参数可与环302的参数不同。例如，环308可具有比环302的阻 力装置更大直径的更多的阻力装置。
[0046] 环302和环308两者可耦接至滑轮314。与上文参照图1和图2A至图2D的论述 类似，环302和环308可被配置为使滑轮314旋转，滑轮314还可以使轴316旋转。轴316 可耦接至发电机318,发电机318可将由轴316传递的旋转力转换为电力或液压动力。如在 图3中所示，环302和环308中的一个或多个可被展开。在这种情况下，环302展开并产生 动力，而环308不展开。在各种实施方式中，动力生成器300可包括多个滑轮。因此，环302 和环308中的每一个可耦接至其自己的滑轮。多个滑轮可被耦接至多个发电机，或可经由 一个或多个传动机构耦接至相同的发电机，诸如发电机318。因此，虽然图3示出了具有多 个环的动力生成器300的配置的实例，但是本文中设想并公开了环、滑轮和发电机的多个 配置。
[0047] 图4A示出了根据一些实施方式展开了动力生成器的运载工具的侧视图。与上文 论述类似，诸如运载工具402的运载工具可以是被配置为响应于情况或条件（诸如动力损 耗）而展开动力生成器403的飞机。动力生成器403可包括环406及多个阻力装置，诸如 阻力装置408和阻力装置410。在一些实施方式中，动力生成器403在附接点404处可被 锚定或耦接至可包括舱室的运载工具402,诸如参照图1论述的储藏室103。舱室可被配置 为收纳动力生成器403的一个或多个组件，诸如发电机和滑轮。在各种实施方式中，附接点 404可配置为均匀地分布由动力生成器403的一个或多个组件产生的力，诸如拖拽力。例 如，附接点404可被定位于运载工具402的机身的后部的顶部与底部之间的一半处，使得由 动力生成器403的阻力装置产生的拖拽力围绕运载工具402的中心线均匀地分布并且不会 对运载工具402的转向产生有害的影响。
[0048] 图4B示出了根据一些实施方式展开了动力生成器的运载工具的顶视图。与上文 参照图4A论述类似，运载工具402可被配置为展开动力生成器403,动力生成器403可包括 可耦接至诸如阻力装置408的多个阻力装置的环406。如在图4B中所示，动力生成器403 可在附接点404处耦接至运载工具402,附接点404可被配置为均匀地分布由动力生成器 403产生的拖曳力。例如，附接点404可沿着运载工具402的机身中心线进行定位并且被定 位在运载工具402的水平稳定器之间一半处。以此方式，由动力生成器403产生的拖拽力 沿着运载工具402的横向或水平方向均匀地分布并且不影响运载工具402的水平转向。
[0049] 图5示出了根据一些实施方式实施从运载工具展开动力生成器的方法的流程图 实例。与上文论述类似，运载工具会遇到其中需要额外的动力以向运载工具系统提供动力 的情况或条件。例如，在紧急情况下，运载工具的动力或液压系统的一个或多个组件可能停 止工作，从而引起动力损耗。在这种情况下，可展开动力生成器以为运载工具产生额外的动 力。
[0050] 因此，在步骤502处，可从运载工具的舱室（compartment)展开环。环可自动地且 响应于一个或多个感测装置检测或识别一个或多个条件（诸如主动力系统故障）而被展 开。还可手动并且响应于用户输入来展开环。例如，飞机飞行员或副飞行员可在驾驶舱内 向按钮提供输入，这引起环的展开。环可从在运载工具的一部分中的储藏室展开。例如，飞 机可将环储存于在飞机尾翼部中的储藏室中。储藏室可包括打开并且使环能够从储藏室内 部展开的一组外部门。与上文论述类似，环可耦接至当展开时引起环旋转的多个阻力装置。
[0051] 因此，在步骤504处，可基于与多个阻力装置中的至少一个阻力装置相关联的拖 曳力而产生力。一旦展开，环和耦接至环的多个阻力装置陷入在包围运载工具的气流或空 气流中。阻力装置中一个或多个可取向为响应于接触空气流而产生拖曳力。例如，耦接至 环的几个阻力伞可膨胀并且基于空气流阻力产生力。与上文论述类似，多个阻力装置被配 置使得耦接至环的特定部分或一侧的阻力装置产生拖曳力，而耦接至环的其它阻力装置不 产生拖曳力。
[0052] 在步骤506处，所产生的力可被传递至环并且引起环旋转。力可经由结构构件从 每个阻力装置传递至环，结构构件将每一个阻力装置耦接至环。与上文论述类似，每个阻力 装置可通过紧固装置或机构（诸如夹子、一连串的U形钉或针脚或粘合剂或化学键）耦接 至环。因此，由阻力装置的空气流阻力产生的拖曳力可传递至环并且使环旋转。因为阻力 装置被配置为在环的单侧或特定部分上产生力，故传递至环的总的拖曳力可以是使环在单 个方向上旋转的单向旋转力。
[0053] 在步骤508处，耦接至环的滑轮可接收传递至环的力。所接收的力可引起滑轮和 与滑轮相关联的轴旋转。因此，环与滑轮之间的接触区域可具有足够的摩擦系数以使旋转 力能够从环传递至滑轮，从而引起滑轮和与其相关联的轴旋转。与上文论述类似，滑轮还可 使用另外的耦接机构，诸如匹配粧钉和穿孔，以增强或设置环与滑轮之间的机械耦接，其能 够充分地将旋转力从环传递至滑轮和轴。
[0054] 在步骤510处，动力生成器可响应于滑轮和轴的旋转而产生动力。动力生成器可 被配置为将轴的机械旋转转换为电能或液压动力。因此，响应于轴的旋转，发电机可产生电 力并且将电力提供至运载工具的一个或多个系统。一旦发电机运行并且发电，则运载工具 可具有足够动力以正常运行。在一些实施方式中，发电机可产生提供至运载工具的一个或 多个部分的信号，并且信号提供与发电机功能有关的信息或数据。例如，发电机可产生指示 发电机正在运行且已经展开环的第一信号。发电机还可产生提供与发电机操作有关的数据 (诸如环每分钟旋转的次数及发电机的总功率输出）的第二信号。
[0055] 虽然已经参照飞机及航空航天工业对方法500进行了描述，将理解的是，本文中 所公开的实施方式还可应用于任何其它背景，诸如汽车、铁路及其它机械和车辆背景。
[0056] 因此，本公开的实施方式可在如图6中所示的飞机制造和服务方法600和如图7 中所示的飞机602的背景下进行描述。在预制造期间，说明性方法600可包括飞机602的 规格和设计604以及材料采购606。在制造期间，进行飞机602的组件和部件制造608以及 系统集成610。此后，飞机602可通过认证和交付612以投入服务614。当服务于客户时， 飞机602定期进行日常维护和服务616 (还可包括变形、重构、翻新等）。
[0057] 方法600的每一个处理可由系统集成商、第三方和/或运营商（例如，客户）执行 或完成。为了说明的目的，系统集成商可包括但不限于任何数目的飞机制造商及主系统分 包商；第三方可包括但不限于任何数目的厂商、分包商和供应商；运营商可为航空公司、租 赁公司、军事实体、服务组织等。
[0058] 如图7中所示，通过说明性方法600制造的飞机602可包括具有多个系统620的 机身618和内部622。高级系统620的实例包括推进系统624、电气系统626、液压系统628 和环境系统630中一个或多个。可包括任何数目的其它系统。虽然示出了航空航天实例， 但是本发明原理可适用于诸如汽车工业的其它工业。
[0059] 本文中体现的装置和方法可在制造和服务方法600的一个或多个阶段期间使用。 例如，与制造处理608相对应的组件或部件可以与当飞机602投入服务时制造的组件或部 件类似的方式进行装配或制造。此外，一个或多个装置实施方式、方法实施方式或它们的组 合可在制造阶段608和610期间使用，例如，基本上通过加速组装或减少飞机602的成本。 同样地，当飞机602投入服务时，例如但不限于维护和服务616,可使用一个或多个装置实 施方式、方法实施方式或它们的组合。
[0060] 此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
[0061] 条款1. 一种用于产生动力的设备，所述设备包括：
[0062] 第一环，被配置为从运载工具的一部分展开；
[0063] 多个第一阻力装置，耦接至所述第一环，所述多个第一阻力装置中的至少一个阻 力装置被配置为将力传递至所述第一环，基于与所述至少一个阻力装置相关联的气动阻力 来产生所述力；
[0064] 滑轮，耦接至所述第一环，所述滑轮被配置为接收传递至所述第一环的所述力，并 且所述滑轮进一步被配置为响应于从所述第一环接收所述力而旋转；以及
[0065] 发电机，耦接至所述滑轮，所述发电机耦接至电气系统￠26)，并且所述发电机进 一步被配置为响应于所述滑轮旋转而将电力传输至所述电气系统。
[0066] 条款2.根据条款1所述的设备，其中，所述多个第一阻力装置中的每一个阻力装 置为降落伞。
[0067] 条款3.根据条款2所述的设备，其中，所述多个第一阻力装置被配置为产生1000 镑的力，并且其中，所述发电机被配置为发电60千瓦。
[0068] 条款4.根据条款1所述的设备，其中，所述多个第一阻力装置中的每一个阻力装 置是耦接至所述第一环的袋状物。
[0069] 条款5.根据条款1所述的设备，其中，所述多个第一阻力装置中的每一个阻力装 置至少部分响应于所述第一环的旋转而被配置为在第一配置与第二配置之间进行切换。
[0070] 条款6.根据条款5所述的设备，其中，所述多个第一阻力装置中的每一个阻力装 置当在第一配置中时被配置为产生所述力的至少一部分，并且当在第二配置中时进一步被 配置为不产生力。
[0071] 条款7.根据条款1所述的设备，进一步包括传动机构，所述传动机构被配置为将 所述滑轮耦接至所述发电机。
[0072] 条款8.根据条款1所述的设备，进一步包括传动机构，所述锁定机构被配置为阻 止所述第一环的旋转，所述多个第一阻力装置被配置为响应于所述锁定机构阻止所述第一 环的旋转而操作为阻力伞。
[0073] 条款9.根据条款1所述的设备，其中，所述发电机位于沿着飞机的一部分的中心 线。
[0074] 条款10.根据条款1所述的设备，进一步包括：
[0075] 第二环，耦接至所述滑轮；以及
[0076] 多个第二阻力装置，耦接至所述第二环，
[0077] 其中，所述第一环被配置为产生用于第一组运载工具系统的第一动力量，并且其 中，所述第二环被配置为产生用于第二组运载工具系统的第二动力量。
[0078] 条款11.根据条款10所述的设备，其中，所述发电机被配置为在低空运行期间将 第一动力量提供至运载工具的高动力系统，并且其中，所述发电机进一步被配置为在高空 运行期间将第二动力量提供至运载工具的低动力系统。
[0079] 条款12. -种用于产生动力的方法，所述方法包括：
[0080] 从运载工具的一部分展开环，所述环被耦接至多个阻力装置；
[0081] 基于与所述多个阻力装置中的至少一个阻力装置相关联的气动阻力来产生力；
[0082] 将所述力传递至所述环，所述传递使所述环旋转；
[0083] 在耦接至所述环的滑轮上接收传递至所述环的所述力，所述接收使所述滑轮旋 转；以及
[0084] 响应于旋转所述滑轮，在耦接至所述滑轮的发电机上产生电力。
[0085] 条款13.根据条款12所述的方法，其中，所述多个阻力装置中的每一个阻力装置 是耦接至所述环的袋状物。
[0086] 条款14.根据条款12所述的方法，其中，所述多个阻力装置中的每一个阻力装置 为降落伞，其中，所述多个阻力装置产生1000镑的力，并且其中，所述发电机发电60千瓦。
[0087] 条款15.根据条款12所述的方法，进一步包括：
[0088] 产生指示所述环已经被展开的第一信号；以及
[0089] 产生提供与所述环、滑轮和发电机中一个或多个的运行有关的数据的第二信号。
[0090] 条款16.根据条款12所述的方法，进一步包括：
[0091] 使用锁定机构锁定所述滑轮和所述环，其中，所述锁定阻止所述滑轮和所述环的 旋转；以及
[0092] 使用所述多个阻力装置中的至少一个阻力装置来产生反向推力。
[0093] 条款17. -种用于为飞机产生动力的系统，所述系统包括：
[0094] 具有后部的飞机；
[0095] 环，被配置为从所述飞机的后部展开；
[0096] 多个阻力装置，耦接至所述环，所述多个阻力装置中至少一个阻力装置被配置为 将力传递至所述环，基于与所述至少一个阻力装置相关联的气动阻力而产生所述力；
[0097] 滑轮，耦接至所述环，所述滑轮被配置为接收传递至所述环的力，并且所述滑轮进 一步被配置为响应于从所述环接收力而旋转；及
[0098] 发电机，耦接至所述滑轮，所述发电机进一步被耦接至电气系统，并且所述发电机 被配置为响应于所述滑轮旋转而将电力传输至所述电气系统。
[0099] 条款18.根据条款17所述的系统，其中，所述多个阻力装置中的每一个阻力装置 为降落伞，其中，所述多个阻力装置被配置为产生1000镑的力，并且其中，所述发电机被配 置为发电60千瓦。
[0100] 条款19.根据条款17所述的系统，其中，所述多个阻力装置中的每一个阻力装置 是耦接至所述环的袋状物。
[0101] 条款20.根据条款17所述的系统，其中，所述多个阻力装置中的每一个阻力装置 至少部分响应于所述环的旋转而被配置为在第一配置与第二配置之间进行切换，并且其 中，所述多个阻力装置中的每一个阻力装置当在第一配置中时被配置为产生所述力的至少 一些，并且当在第二配置中时进一步被配置为不产生力。
[0102] 虽然为了清楚理解的目的已对前述概念进行了详细描述，但应当理解的是，在所 附权利要求范围内可实现某些改变和变形。应当注意，实施方法、系统和设备有许多替代的 方式。因此，本实例应当视为说明性而非限制性。
【权利要求】
1?一种动力生成设备（100, 200, 214, 300,403)，包括： 第一环（102) (202) (302)，被配置为从运载工具的一部分展开； 多个第一阻力装置（104,106) (204, 206) (304, 306)，耦接至所述第一环，所述多个第一 阻力装置中的至少一个阻力装置被配置为将力传递至所述第一环，基于与所述至少一个阻 力装置相关联的气动阻力来产生所述力； 滑轮（108) (208) (314)，耦接至所述第一环，所述滑轮被配置为接收传递至所述第一环 的所述力，并且所述滑轮进一步被配置为响应于从所述第一环接收所述力而旋转；以及 发电机（112) (212) (318)，耦接至所述滑轮，所述发电机耦接至电气系统（626)，并且 所述发电机进一步被配置为响应于所述滑轮旋转而将电力传输至所述电气系统。
2. 根据权利要求1所述的设备（100, 200, 214, 300,403)，其中，所述多个第一阻力装置 (104.106) 中的每一个阻力装置为降落伞，所述降落伞被配置为至少部分响应于所述第一 环（102) (202)的旋转而在第一配置与第二配置之间进行切换。
3. 根据权利要求1所述的设备（100, 200, 214, 300,403)，其中，所述多个第一阻力装置 (204, 206)中的每一个阻力装置是耦接至所述第一环（202)的袋状物并且所述袋状物被配 置为至少部分响应于所述第一环（102) (202)的旋转而在第一配置与第二配置之间进行切 换。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的设备（100, 200, 214, 300,403)，其中，所述多个 第一阻力装置（104，106)(204,206)中的每一个阻力装置被配置为在所述第一配置时产生 所述力的至少一部分，并且进一步被配置为在所述第二配置时不产生力。
5. 根据权利要求1所述的设备（100, 200, 214, 300,403)，进一步包括传动机构，所述传 动机构被配置为将所述滑轮（108)耦接至所述发电机（112);以及锁定机构，所述锁定机构 被配置为阻止所述第一环（102)的旋转，所述多个第一阻力装置（104,106)被配置为响应 于所述锁定机构阻止所述第一环的旋转而操作为阻力伞。
6. 根据权利要求1所述的设备（100, 200, 214, 300,403)，进一步包括： 第二环（308)，耦接至所述滑轮（314);以及 多个第二阻力装置，耦接至所述第二环， 其中，所述第一环（302)被配置为产生用于第一组运载工具系统的第一动力量，并且 其中，所述第二环被配置为产生用于第二组运载工具系统的第二动力量。
7. -种用于产生动力的方法（500)，所述方法包括： 从运载工具的一部分展开（502)环（102) (202) (302)，所述环被耦接至多个阻力装置 (104.106) (204,206)(304,306); 基于与所述多个阻力装置中的至少一个阻力装置相关联的气动阻力来产生（504)力； 将所述力传递（506)至所述环，所述传递使所述环旋转； 在耦接至所述环的滑轮（108) (208) (314)上接收（508)传递至所述环的所述力，所述 接收使所述滑轮旋转；以及 响应于旋转所述滑轮，在耦接至所述滑轮的发电机（112) (212) (318)上产生（510)电 力。
8. 根据权利要求7所述的方法（500)，其中，所述多个阻力装置（204,206)中的每一个 阻力装置是耦接至所述环的袋状物。
9. 根据权利要求7所述的方法（500)，其中，所述多个阻力装置（104，106)中的每一 个阻力装置是降落伞，其中，所述多个阻力装置产生1000镑的力，并且其中，所述发电机 (112)发电60千瓦。
10. 根据权利要求7所述的方法（500)，进一步包括： 使用锁定机构锁定所述滑轮（108)和所述环（102)，其中，所述锁定阻止所述滑轮和所 述环的旋转；以及 使用所述多个阻力装置（104,106)中的至少一个阻力装置来产生反向推力。
11. 一种用于为飞机（602)产生动力的系统（100,200,214,300,403)，所述系统包括： 根据权利要求1-6中任一项所述的动力生成设备，所述动力生成设备耦接至所述飞机的后 部。
【文档编号】B64D41/00GK104512555SQ201410462661
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2013年10月2日
【发明者】史蒂文·麦金 申请人:波音公司