飞行器和飞行器推进系统的制作方法

1.本发明涉及具有构造成携带电力的布线和在布线周围提供封围件的电磁屏蔽装置的飞行器或飞行器推进系统。


背景技术：

2.在飞行器上输送电力可能是困难的，特别是在电力必须在飞行器的飞行期间容易相对于彼此移动的部件之间输送的情况下。


技术实现要素：

3.本发明的第一方面提供了一种飞行器，该飞行器包括：布线，该布线构造成携带电力；以及电磁屏蔽装置，该电磁屏蔽装置在布线周围提供封围件并且构造成阻挡来自布线的电磁发射，该电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件；第二屏蔽件，该第二屏蔽件可以相对于第一屏蔽件移动；以及间隙，该间隙位于屏蔽件的重叠部分之间，其中间隙构造成使得空气能够经由该间隙流入或流出封围件。间隙构造成使得空气能够经由该间隙流入封围件中并与布线接触，从而使该布线冷却。
4.可选地，飞行器还包括推进马达，其中布线构造成携带用于推进马达的电力。
5.可选地，飞行器还包括：机翼；发动机结构，该发动机结构包括推进马达；以及挂架，该挂架将发动机结构连接至机翼，其中第一屏蔽件连接至挂架，并且第二屏蔽件连接至发动机结构。
6.可选地，飞行器还包括整流器和发电机，其中布线将整流器连接至发电机，屏蔽件中的一个屏蔽件连接至整流器，并且另一个屏蔽件连接至发电机。
7.可选地，布线构造成产生具有信号波长的电磁发射；并且间隙具有小于信号波长的尺寸，从而抑制电磁发射通过该间隙的传输。
8.可选地，间隙在所有点处具有小于信号波长的尺寸。
9.可选地，间隙具有大于1mm的尺寸。
10.可选地，屏蔽件是金属的。
11.可选地，间隙包括具有平行壁的通道。
12.可选地，布线包括：构造成携带第一相位的电力的第一布线；构造成携带第二相位的电力的第二布线；以及构造成携带第三相位的电力的第三布线。
13.可选地，第一布线、第二布线和第三布线被封围件外部的共用线束屏蔽件包围；并且共用线束屏蔽件被终止成使得共用线束屏蔽件不在封围件的内部延伸。
14.可选地，布线构造成携带第一相位的电力；并且飞行器的推进系统还包括：第二布线，该第二布线构造成携带第二相位的电力；以及第二电磁屏蔽装置，该第二电磁屏蔽装置在第二布线周围提供第二围封件，并且构造成阻挡来自第二布线的电磁发射，第二电磁屏蔽装置包括：第三屏蔽件；可以相对于第三屏蔽件移动的第四屏蔽件；以及第三屏蔽件与第四屏蔽件之间的第二间隙，其中第二间隙构造成使得空气能够经由第二间隙流入或流出第
二封围件，从而使第二布线冷却。
15.可选地，布线构造成以高于100kw的功率电平或以高于1mw的功率电平携带电力。
16.本发明的第二方面提供了一种飞行器推进系统，该飞行器推进系统包括：推进马达；布线，该布线构造成携带用于推进马达的电力；以及电磁屏蔽装置，该电磁屏蔽装置在布线周围提供封围件并且构造成阻挡来自布线的电磁发射，该电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件；第二屏蔽件，该第二屏蔽件可以相对于第一屏蔽件移动；以及间隙，该间隙位于第一屏蔽件与第二屏蔽件之间，其中间隙构造成使得空气能够经由该间隙流入或流出封围件。间隙构造成使得空气能够经由该间隙流入封围件中并与布线接触，从而使该布线冷却。
附图说明
17.现在将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中：
18.图1示出了飞行器；
19.图2是从侧部示出了发动机/机翼接合部的示意图；
20.图3是从前部示出了发动机/机翼接合部的示意图；
21.图4示出了具有九根线材的推进系统动力输送装置；
22.图5示出了一对屏蔽件之间的间隙；以及
23.图6示出了整流器与发电机之间的布线。
具体实施方式
24.图1中所示的飞行器1包括机身2和一对机翼3。每个机翼3在挂架5上承载相应的发动机结构4。
25.图2是示出了发动机结构4与机翼3之间的接合部的示意图。挂架5具有挂架顶翼梁10和挂架底翼梁11。挂架底翼梁11通过前连杆12和后连杆13附接至发动机结构4。
26.发动机结构4包括推进马达14，该推进马达14构造成驱动诸如风扇的推进器(未示出)，该推进器产生推力以推进飞行器。
27.非常高电平的电力必须通过图2和图3中所示的布线15输送至推进马达14。在一些实施方式中，布线15构造成以高于100kw的功率电平或以高于1mw的功率电平携带电力。例如，布线15可以构造成以2mw或更高——可能高达20mw的功率电平携带电力。
28.布线15包括构造成将第一相位的电力携带至第一马达端子14a的第一布线15a、构造成将第二相位的电力携带至第二马达端子14b的第二布线15b、以及构造成将第三相位的电力携带至第三马达端子14c的第三布线15c。为便于说明，图2仅示出了第一布线15a和第二布线15b，由此图3示出了布线15的所有三个相15a至15c。
29.对于三相ac通信，对于电磁干扰(emi)最好的目的是将三根不同相位的线材一起放在共用线束屏蔽下，因为每根线材的相位差抵消了总体发射。这就是所谓的三叶形构型。
30.第一布线15a、第二布线15b和第三布线15c可以以三叶形构型布置、通过图3中所示的共用线束屏蔽16包围。
31.三叶形构型适用于穿过飞行器的大部分路径，但当其需要将布线连接至任一端部处的设备时，其可能产生布设问题。此外，为了传输大电流，可能需要每相具有多于一根的线材(例如，每相三根线材)。
32.图4中示出了该布设问题的示例。图2和图3示出了每相仅具有单根线材15a至15c的实施方式。图4示出了其中线材15a至15c连接至马达端子14a至14c以及另外两组布线的实施方式。如图4中所示的，必须将共用线束屏蔽16终止并将每根线材连接至正确的端子14a至14c。
33.利用用于大功率电流传输所需的非常大的直径的线材，图4的连接装置占用了大量的距离和空间。布线周围缺少共用线束屏蔽以及没有以三叶形构型的线材的影响，导致位于挂架5与发动机结构4之间的具有非常高的emi发射的区域19(如图2中所示)，非常高的emi发射可能干扰飞行器通信和其他布线。
34.从emi的角度解决这一问题的常规解决方案是将布线15容纳在导电盒内部。然而，封闭的金属盒可能产生热问题，因为布线15产生大量热。
35.此外，挂架5的形状对于阻力至关重要，并且发动机结构4具有用以小体积安装的许多系统。这使得将布线15布设至推进马达14具有挑战性。
36.在该示例中，如图3中所示，共用线束屏蔽16终止于挂架顶翼梁10，并且各个线材15a至15c延伸穿过挂架5，因此当线材15a至15c到达发动机结构4时线材15a至15c处于正确位置。如上面所提及的，这在挂架5与发动机结构4之间的区域19中产生了高电磁发射的风险。
37.增加的复杂性是布线15位于前连杆12和后连杆13的后面。这意味着发动机结构4将在该点处相对于挂架5振动和移动。
38.为了解决这些问题，提供了图3中所示的电磁屏蔽装置20、21。电磁屏蔽装置包括连接至挂架5的第一屏蔽件20和连接至发动机结构4的第二屏蔽件21。
39.电磁屏蔽装置20、21在布线15周围提供封围件，该封围件构造成阻挡来自布线15的电磁发射。
40.在图3的情况下，在电磁屏蔽装置20、21内部仅示出了三根线材15a至15c，但是在图4的情况下，所有九根线材都可以被电磁屏蔽装置20、21封围。
41.屏蔽件20、21还定位成在飞行器飞行时通过外部气流接触，因此它们定形状成用作低阻力空气动力整流罩。
42.在该示例中，第一屏蔽件20位于第二屏蔽件21内部，尽管在其他实施方式中位置互换也是正确的。
43.屏蔽件20、21可以是金属的，例如铝。
44.在第一屏蔽件20与第二屏蔽件21的重叠部分之间设置有图5中所示的间隙22。间隙22构造成使得冷空气30(如图3和图5中所示)能够经由间隙22流入封围件中并与布线15接触，从而使布线15冷却。冷空气30可以处于低至-55℃的温度。间隙22还构造成使得热空气31能够经由如图3中所示的间隙22流出封围件。热空气可以处于高达180℃的温度。
45.如图5中所示，间隙22可以包括具有平行平面壁的通道。
46.布线15是柔性的，并且间隙22使得第二屏蔽件21能够相对于第一屏蔽件20移动，这解决了处理发动机结构4相对于挂架5的振动的问题。
47.间隙22不仅允许两个屏蔽件相对于彼此容易地移动，而且还提供用于电磁辐射的小通道或波导。
48.布线15构造成产生具有信号波长的电磁发射。作为示例，电磁发射的频率可能是
khz至20mhz或30mhz，因此最短的信号波长将略短于10m。
49.间隙22可以具有小于信号波长的尺寸23，从而抑制电磁发射通过间隙22的传输。可选地，间隙22在屏蔽件20、21重叠的所有点处具有小于信号波长的尺寸。
50.飞行器1可以包含对以低得多的波长的电磁发射敏感的通信网络，并且还可以使间隙22的尺寸23足够小，以抑制电磁发射以这样的较低的波长通过间隙22的传输，以便保护通信网络。
51.为了实现足够的空气流动，间隙22可以可选地在屏蔽件20、21重叠的所有点处具有大于1mm的尺寸23。
52.由于屏蔽件20、21之间的相对运动，间隙的尺寸23可以在飞行中改变。在这种情况下，间隙的尺寸23将随时间在最小值与最大值之间变化。最小尺寸可以大于1mm，因此间隙22在所有条件下都足够宽。
53.在封围件的前缘处，间隙22可以是敞开的，以使冷空气在飞行期间能够直接流入封围件中。这使封围件的通风最大化，但可能产生高阻力。较低阻力的替代方案是用屏蔽件之间的柔性密封件来封闭间隙22的前缘，但这将导致较低的流入封围件中的速率。
54.间隙的尺寸23将对阻力产生影响——尺寸23越大，导致越高阻力。通常，间隙的尺寸23约为2mm，但如果需要，它可能更大。可选地，间隙的尺寸23小于20mm或小于10mm。
55.在图3的实施方式中，第一屏蔽件20是附接至挂架5并且穿过挂架5与发动机结构4之间的区域19远离挂架延伸的部件。在本发明的替代性实施方式中，第二屏蔽件21可以配装在挂架5中的槽内。在这种情况下，电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件(由挂架5中的槽的壁形成)；穿过区域19并配装在挂架5中的槽内的第二屏蔽件21；以及屏蔽件的重叠部分之间的间隙。
56.在本发明的另一替代性实施方式中，第二屏蔽件20可以配装在发动机结构4中的槽内。在这种情况下，电磁屏蔽装置包括：穿过区域19并配装在发动机结构4中的槽内的第一屏蔽件；第二屏蔽件(由发动机结构4中的槽的壁形成)；以及屏蔽件的重叠部分之间的间隙。
57.通过这些替代性实施方式，空气可能更难经由间隙流入封围件中，但是空气经由间隙流出封围件仍将是可能的。
58.图6示出了本发明的又一实施方式。飞行器1的飞行器推进系统包括定位成在机身2中彼此靠近的整流器30和发电机31。
59.图6中所示的布线32将整流器30连接至发电机31。与挂架5与发动机结构4之间的布线15一样，布线32也构造成携带最终输送至马达的高电平电力。在这种情况下，电力由发电机31产生，然后通过布线32经由整流器30和潜在的飞行器推进系统的其他电气部件携带至推进马达14。
60.布线32包括三组布线：构造成携带第一相位的电力的第一布线32a；构造成携带第二相位的电力的第二布线32b；以及构造成携带第三相位的电力的第三布线32c。在该示例中，每组布线包括三根线材。
61.整流器30和发电机31附接至不同的支承件，因此它们可以相对于彼此移动。为了适应这种相对移动，布线32是柔性的。
62.由于整流器30和发电机31彼此非常接近，因此不可能将布线捆绑为以三叶形构型
的三相线缆，因此线材被单独布设，如图6中所示。
63.这就产生了emi问题，同一相位的线材被组合在一起。这个问题的解决方案是为每组布线提供单独的电磁屏蔽装置。
64.第一电磁屏蔽装置在第一布线32a周围提供第一封围件，并且构造成阻挡来自第一布线32a的电磁发射。第一电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件40a；可以相对于第一屏蔽件40a移动的第二屏蔽件41a；以及位于第一屏蔽件40a与第二屏蔽件41a的重叠部分之间的第一间隙42a。第一间隙42a构造成使得空气能够经由第一间隙流入和流出第一封围件。
65.第二电磁屏蔽装置在第二布线32b周围提供类似于第一封围件40a、41a的第二封围件。第二封围件构造成阻挡来自第二布线32b的电磁发射。第二电磁屏蔽装置包括：第三屏蔽件40b；可以相对于第三屏蔽件40b移动的第四屏蔽件41b；以及位于第三屏蔽件40b与第四屏蔽件41c之间的第二间隙42b。第二间隙42b构造成使得空气能够经由第二间隙流入和流出第二封围件。
66.第三电磁屏蔽装置在第三布线32c周围提供第三封围件，并且构造成阻挡来自第三布线32c的电磁发射。第三电磁屏蔽装置包括：第五屏蔽件40c；可以相对于第五屏蔽件40c移动的第六屏蔽件41c；以及位于第五屏蔽件40c与第六屏蔽件41c的重叠部分之间的第三间隙42c。第三间隙构造成使得空气能够经由该间隙流入和流出第三封围件。
67.间隙42a至42c各自提供与第一实施方式中的间隙22的通风效果类似的通风效果，从而防止布线32过热。
68.屏蔽件40a至40c中的每个屏蔽件连接至发电机31，并且屏蔽件41a至41c中的每个屏蔽件连接至整流器30。
69.在该示例中，屏蔽件40a至40c位于屏蔽件41a至41c内部，尽管在其他实施方式中位置互换也是正确的。
70.屏蔽件40a至40c和屏蔽件41a至41c可以是具有平行壁的筒形。
71.屏蔽件40a至40c和屏蔽件41a至41c可以是金属的，例如铝。
72.布线32构造成产生具有信号波长的电磁发射。作为示例，电磁发射的频率可能是khz至20mhz或30mhz，因此最短的信号波长将略短于10m。
73.每个间隙42a至42c具有小于信号波长的尺寸，从而抑制电磁发射通过间隙的传输。优选地，每个间隙42a至42c在屏蔽件40a至40c和屏蔽件41a至41c重叠的所有点处具有小于信号波长的尺寸。
74.为了实现足够的空气流动，每个间隙42a至42c可以可选地在屏蔽件40a至40c和屏蔽件41a至41c重叠的所有点处具有大于1mm的尺寸。
75.图6的电磁屏蔽装置不在飞行器的外部，并且因此它们对飞行器的阻力性能没有影响。这使得间隙42a至42c的尺寸能够比图3的实施方式中的尺寸大。
76.在图6的实施方式中，每个屏蔽件40a至40c是附接至发电机31并且远离发电机31的本体延伸的部件。在本发明的替代性实施方式中，每个屏蔽件41a至41c可以配装在发电机31中的相应槽内。在这种情况下，每个电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件(由发电机31中的槽的壁形成)；配装在发电机31中的槽内的第二屏蔽件；以及屏蔽件的重叠部分之间的间隙。
77.在本发明的另一替代性实施方式中，每个屏蔽件40a至40c可以配装在整流器30中
的相应槽内。在这种情况下，电磁屏蔽装置包括：配装在整流器30中的槽内的第一屏蔽件；第二屏蔽件(由整流器30中的槽的壁形成)；以及屏蔽件的重叠部分之间的间隙。
78.当词语“或”出现时，这将被解释为表示“和/或”，使得所指的项目不一定是相互排斥的，并且可以以任何适当的组合使用。
79.尽管上面已经参照一个或更多个优选实施方式描述了本发明，但将理解的是可以在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下作出各种改变或修改。

技术特征：
1.一种飞行器，包括：布线，所述布线构造成携带电力；以及电磁屏蔽装置，所述电磁屏蔽装置在所述布线周围提供封围件并且构造成阻挡来自所述布线的电磁发射，所述电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件；第二屏蔽件，所述第二屏蔽件能够相对于所述第一屏蔽件移动；以及间隙，所述间隙位于所述屏蔽件的重叠部分之间，其中，所述间隙构造成使得空气能够经由所述间隙流入所述封围件并与所述布线接触，从而使所述布线冷却。2.根据权利要求1所述的飞行器，还包括推进马达，其中，所述布线构造成携带用于所述推进马达的电力。3.根据权利要求2所述的飞行器，还包括：机翼；发动机结构，所述发动机结构包括所述推进马达；以及挂架，所述挂架将所述发动机结构连接至所述机翼，其中，所述第一屏蔽件连接至所述挂架，并且所述第二屏蔽件连接至所述发动机结构。4.根据权利要求1或2所述的飞行器，还包括整流器和发电机，其中，所述布线将所述整流器连接至所述发电机，所述屏蔽件中的一个屏蔽件连接至所述整流器，并且另一个屏蔽件连接至所述发电机。5.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述布线构造成产生具有信号波长的电磁发射；并且所述间隙具有小于所述信号波长的尺寸，从而抑制所述电磁发射通过所述间隙的传输。6.根据权利要求5所述的飞行器，其中，所述间隙在所有点处具有小于所述信号波长的尺寸。7.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述间隙具有大于1mm的尺寸。8.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述屏蔽件是金属的。9.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述间隙包括具有平行壁的通道。10.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述布线包括：第一布线，所述第一布线构造成携带第一相位的电力；第二布线，所述第二布线构造成携带第二相位的电力；以及第三布线，所述第三布线构造成携带第三相位的电力。11.根据权利要求10所述的飞行器，其中，所述第一布线、所述第二布线和所述第三布线被所述封围件外部的共用线束屏蔽件包围；并且所述共用线束屏蔽件被终止成使得所述共用线束屏蔽件不在所述封围件的内部延伸。12.根据权利要求1至9中的任一项所述的飞行器，其中，所述布线构造成携带第一相位的电力；并且所述飞行器的推进系统还包括：第二布线，所述第二布线构造成携带第二相位的电力；以及第二电磁屏蔽装置，所述第二电磁屏蔽装置在所述第二布线周围提供第二围封件，并且构造成阻挡来自所述第二布线的电磁发射，所述第二电磁屏蔽装置包括：第三屏蔽件；第四屏蔽件，所述第四屏蔽件能够相对于所述第三屏蔽件移动；以及第二间隙，所述第二间隙位于所述第三屏蔽件与所述第四屏蔽件之间，其中，所述第二间隙构造成使得空气能够经由所述第二间隙流入或流出所述第二封围件，从而使所述第二布线冷却。13.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述布线构造成以高于100kw的功率电平或以高于1mw的功率电平携带电力。14.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述间隙构造成使得空气能够经由所述间隙流出所述封围件。15.一种飞行器推进系统，包括：推进马达；布线，所述布线构造成携带用于所述推进马
达的电力；以及电磁屏蔽装置，所述电磁屏蔽装置在所述布线周围提供封围件并且构造成阻挡来自所述布线的电磁发射，所述电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件；第二屏蔽件，所述第二屏蔽件能够相对于所述第一屏蔽件移动；以及间隙，所述间隙位于所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间，其中，所述间隙构造成使得空气能够经由所述间隙流入所述封围件并与所述布线接触，从而使所述布线冷却。16.根据权利要求15所述的飞行器推进系统，其中，所述间隙构造成使得空气能够经由所述间隙流出所述封围件。

技术总结
本发明涉及飞行器和飞行器推进系统。飞行器包括：布线，该布线构造成携带电力；以及电磁屏蔽装置，该电磁屏蔽装置在布线周围提供封围件并且构造成阻挡来自布线的电磁发射。电磁屏蔽装置包括：第一屏蔽件；第二屏蔽件，该第二屏蔽件可以相对于第一屏蔽件移动；以及间隙，该间隙位于屏蔽件的重叠部分之间。间隙构造成使得空气能够经由该间隙流入或流出封围件。得空气能够经由该间隙流入或流出封围件。得空气能够经由该间隙流入或流出封围件。


技术研发人员：托马斯
受保护的技术使用者：空中客车简化股份公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/6/3