用于應急動力生成器的系統、方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于應急動力生成器的系統、方法和設備。公開了為運載工具產生動力的系統、方法和設備。動力生成設備可包括被配置為從運載工具的一部分展開的第一環。動力生成器還包括接至第一環的多個第一阻力裝置，多個第一阻力裝置中的至少一個阻力裝置被配置為將力傳遞至第一環。動力生成器還可包括耦接至第一環的滑輪，滑輪被配置為接收傳遞至第一環的力并且滑輪進一步被配置為響應于從第一環接收力而旋轉。動力生成器還可包括耦接至滑輪的發電機，發電機耦接至電氣系統并且發電機被配置為響應于滑輪旋轉而將電力傳輸至電氣系統。
【專利說明】用于應急動力生成器的系統、方法和設備
【技術領域】
[0001] 本發明總體上涉及運載工具和機械裝置，更具體地，涉及與運載工具相關聯的動 力生成器。
【背景技術】
[0002] 在操作中，諸如飛機的運載工具可能遇到導致動力損耗的情形或狀況。該損耗可 以是電動動力或液壓動力的損耗。當損耗發生時，可展開應急動力生成器以產生額外的動 力。傳統的應急動力生成器使用沖壓空氣渦輪機，該沖壓空氣渦輪機包括從通過運載工具 流動的氣流產生動力的渦輪機。然而，基于各種因素，諸如安裝約束、運載工具幾何形狀、重 量和起落架高度，渦輪機的大小受到限制。因此，由渦輪機產生的動力受到限制，并且可能 不足以滿足運載工具需求。此外，一旦展開渦輪機，它就無法收回。
【發明內容】
[0003] 本發明提供了可用于為一個或多個運載工具產生動力的一個或多個動力生成器。 本文中所公開的動力生成器可從運載工具展開從而為運載工具產生額外的動力。動力生成 器可包括可從運載工具的一部分展開的阻力裝置的環。阻力裝置的一個或多個參數以及 它們所展開的位置可被配置為獲得足以滿足運載工具動力需求的高動力重量比（power to weight ratio)〇
[0004] 因此，根據一些實施方式，公開了用于產生動力的設備。該設備可包括第一環，該 第一環被配置為從運載工具的一部分展開。設備還可包括耦接至第一環的多個第一阻力 裝置，多個第一阻力裝置中的至少一個阻力裝置被配置為將力傳遞至第一環，基于與至少 一個阻力裝置相關聯的氣動阻力來產生力。設備可進一步包括耦接至第一環的滑輪，該滑 輪被配置為接收傳遞至第一環的力，并且滑輪進一步被配置為響應于從第一環接收力而旋 轉。設備還可包括耦接至滑輪的發電機，發電機進一步被耦接至電氣系統，并且發電機被配 置為響應于滑輪旋轉而將電力傳輸至電氣系統。
[0005] 在一些實施方式中，多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝置為降落傘。多個第一 阻力裝置可被配置為產生1000鎊（453kg)的力，并且發電機可被配置為產生60千瓦。多 個第一阻力裝置中的每一個阻力裝置可以是耦接至第一環的袋狀物（pocket)。在一些實施 方式中，多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝置被配置為至少部分響應于第一環的旋轉而 在第一配置與第二配置之間進行切換（toggle)。多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝置 當在第一配置中時可被配置為產生力，并且當在第二配置中時進一步被配置為幾乎不產生 力。在一些實施方式中，設備可進一步包括：傳動機構，該傳動機構被配置為將滑輪耦接至 發電機。設備還可包括鎖定機構，鎖定機構被配置為阻止第一環旋轉，并且多個第一阻力裝 置被配置為響應于鎖定機構阻止第一環旋轉而被操作為阻力傘。在一些實施方式中，發電 機可位于沿著飛機的一部分的中心線。設備可進一步包括：耦接至滑輪的第二環；以及耦 接至第二環的多個第二阻力裝置。第一環可被配置為產生用于第一組運載工具系統的第一 動力量，并且第二環可配置為產生用于第二組運載工具系統的第二動力量。發電機可配置 為在低空運行期間將第一動力量提供至運載工具的高動力系統（high power system)，發 電機可進一步被配置為在高空運行期間將第二動力量提供至運載工具的低動力系統（low power system)〇
[0006] 在一些實施方式中，提供了用于產生動力的方法。方法可包括：從運載工具的一部 分展開環，環被耦接至多個阻力裝置；基于與多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置相關聯 的氣動阻力來產生力；將力傳遞至環，傳遞使環旋轉；在耦接至環的滑輪上接收傳遞至環 的力，接收使滑輪旋轉；以及響應于旋轉滑輪，在耦接至滑輪的發電機上產生電力。
[0007] 在一些實施方式中，多個阻力裝置中的每一個阻力裝置是耦接至環的袋狀物。在 各種實施方式中，多個阻力裝置中的每一個阻力裝置為降落傘。多個阻力裝置可產生1000 鎊的力，發電機可產生60千瓦。在各種實施方式中，該方法進一步包括：產生指示已經展開 環的第一信號；以及產生提供與環、滑輪和發電機中一個或多個的操作有關的數據的第二 信號。方法還可包括：使用鎖定機構鎖定滑輪和環，其中，鎖定阻止滑輪和環旋轉；以及使 用多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置來產生反向推力。
[0008] 在各種實施方式中，公開了用于為飛機產生動力的系統。該系統可包括具有后部 的飛機。系統可進一步包括：被配置為從飛機的后部展開的環和耦接至環的多個阻力裝置， 多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置被配置為將力傳遞至環，基于與至少一個阻力裝置相 關聯的氣動阻力來產生力。該系統還可包括耦接至環的滑輪，滑輪被配置為接收傳遞至環 的力，并且滑輪進一步被配置為響應于從環接收力而旋轉。系統可進一步包括耦接至滑輪 的發電機，發電機被耦接至電氣系統，并且發電機被配置為響應于滑輪旋轉而將電力傳輸 至電氣系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的實例。
[0010] 圖2A示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的另一個實例。
[0011] 圖2B示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的又一個實例。
[0012] 圖2C示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的另一個實例。
[0013] 圖2D示出了根據一些實施方式的阻力裝置實例的前視圖。
[0014] 圖3示出了根據一些實施方式的包括多個環的動力生成器實例。
[0015] 圖4A示出了根據一些實施方式的展開了動力生成器的運載工具的側視圖。
[0016] 圖4B示出了根據一些實施方式展開了動力生成器的運載工具的頂視圖。
[0017] 圖5示出了根據一些實施方式實施的用于從運載工具展開動力生成器的方法的 流程圖的實例。
[0018] 圖6示出了根據一些實施方式的飛機制造和服務方法的實例的流程圖。
[0019] 圖7示出了根據一些實施方式的飛機的實例的框圖。
【具體實施方式】
[0020] 在以下描述中，闡述了許多具體細節以徹底理解所提出的概念。所提出的概念可 在沒有這些具體細節中一些或全部的情況下進行實施。在其它情況下，眾所周知的處理操 作不再作詳細說明，以便不必要地對所描述的概念產生混淆。雖然將結合具體實例對一些 概念進行描述，但是應當理解，這些實例并不旨在限制。
[0021] 在諸如飛機的運載工具動力損耗的情況下，傳統的動力生成方法利用沖壓空氣渦 輪機（ram air turbine)來產生應急動力。沖壓空氣禍輪機可包括連接至發電機的小型禍 輪機。空氣渦輪機可從運載工具的機身部展開并且可使用氣流或通過運載工具的空氣流來 為運載工具的一些系統產生動力。然而，由于空氣渦輪機的幾何形狀及設計，空氣渦輪機的 大小必須收到特定的限制。例如，空氣渦輪機的大小不能太大或太重以致無法與運載工具 相耦接或儲存在運載工具中。因此，空氣渦輪機的大小受到多個運載工具相關參數的限制， 諸如安裝約束、有效載荷能力及起落架高度。因為沖壓空氣渦輪機的大小受到運載工具參 數（諸如離地間隙和起落架高度）的限制，故由渦輪機產生的動力仍然受限。隨著運載工 具和飛機開發更加復雜，并且開發了電動和液壓系統，它們的動力需求將會增加。由于它們 的限制，傳統的沖壓空氣渦輪機可能無法滿足這些增加的需求。此外，傳統的沖壓空氣渦輪 機需要支柱（strut)來進行支撐。支柱可以是增加了與沖壓空氣渦輪機相關聯的重量的重 型組件。此外，一旦展開，傳統的沖壓空氣渦輪機無法內縮。
[0022] 本文中所公開的各種實施方式能夠產生動力，同時不受這些約束的限制。在不同 的實施方式中，可以是滑槽或袋狀物的幾個阻力裝置可耦接至從運載工具的一部分（諸如 飛機的尾翼部）展開的環。該環可被耦接至滑輪和軸，滑輪和軸可耦接至發電機或液壓泵。 在操作中，環可展開至通過運載工具流動的氣流中。阻力裝置可引起環以及滑輪和軸旋轉。 發電機可將軸的旋轉轉換為電力，從而為運載工具生成動力。以此方式，諸如阻力傘的阻力 裝置可用于使附接至發電機或液壓泵的軸旋轉并為運載工具產生動力。阻力裝置的大小和 數目可基于待生成的電量來進行確定。
[0023] 本文中所公開的實施方式可比使用沖壓空氣渦輪機的傳統方法具有明顯較高的 動力重量比。本文中所公開的各種實施方式不需要支柱。此外，本文中所公開的系統及裝置 可安裝于運載工具上多個位置中，運載工具可以是飛機。此外，本文中所公開的各種實施方 式可被配置為提供反向推力能力。多個滑槽式環可被用于生成不同量的動力/反向推力。 此外，如果意外地展開或如果不再需要應急動力，則環可以掙脫束縛。
[0024] 圖1示出了根據一些實施方式的可從運載工具展開的動力生成器的實例。如前所 述，諸如飛機的運載工具可能遇到動力損耗或其中需要額外的動力以滿足運載工具動力需 求的其它情況。在這種情況下，可展開動力生成設備或系統的一個或多個組件，諸如動力生 成器100。以此方式，動力生成器100可將一個或多個力轉換為動力或電能。可通過從運載 工具的運動而生成或產生該一個或多個力。例如，力可以是由運載工具正在穿過的空氣所 產生的摩擦力或阻力。動力生成器100可包括：多個阻力裝置以及被配置為將力轉換為可 被運載工具使用的電能的其它組件。
[0025] 因此，動力生成器100可包括第一環102,該第一環102可以是能夠從收納動力生 成器100的運載工具展開的材料的環。因此，環102可包括柔性、可壓縮和/或可包裝的材 料，以當環102未展開時使環102能夠被儲存在運載工具的儲藏室103中。包括環102的 材料的環可被配置為具有特定長度和寬度。環102的長度可基于期望的動力輸出和耦接至 環102的阻力裝置的數目進行確定以獲得期望的動力輸出，如下文更加詳細地論述。可選 擇環102的寬度使得存在足夠的材料以使環102能夠耦接至多個阻力裝置。因此，環102可 以足夠寬以使緊固裝置能夠將諸如阻力裝置104的阻力裝置耦接至環102。如前所述，當不 使用時，環102可被儲存在儲藏室103中。當展開環102時，如圖1中所示，儲藏室103的 一個或多個外部門可被打開，并且環102的全部可被展開并且被配置為作為完全延伸的環 進行旋轉。環102可被配置為自動或響應于用戶輸入而被展開。例如，運載工具的一個或 多個計算機系統可檢測或識別狀況，諸如在運載工具的系統中一個或多個中的電動或液壓 動力損耗。響應于檢測狀況，儲藏室103的外部門可被打開，并且環102可被展開。應當理 解，雖然圖1示出了環102被配置為在諸如逆時針方向的第一方向上旋轉，但是環102還可 被配置為在諸如順時針方向的第二方向上旋轉。
[0026] 如前所述，環102可包括或耦接至諸如阻力裝置104和阻力裝置106的多個阻力 裝置。阻力裝置可以是被配置為向運載工具行進通過或穿過的介質建立或產生阻力的裝 置。例如，飛機可能正在穿過空氣。因此，阻力裝置可以是諸如阻力傘的降落傘，該降落傘 抵抗通過飛機的空氣流。在各種實施方式中，阻力裝置可以由可包括諸如帆布、絲綢、尼龍、 凱夫拉爾（Kevlar?)和滌綸的材料制成。諸如絲綢的材料可呈現超強的強度、輕、薄及防 火性。尼龍還具有抗霉菌等益處并且具有良好的彈性。此外，凱夫拉爾和滌綸可以是可提 供大強度和耐熱性的合成纖維織物。環102可被耦接至多個阻力裝置。因此，返回至先前 實例，多個降落傘可被耦接至環102并且被配置為對運載工具所穿過的空氣產生阻力。
[0027] 在各種實施方式中，多個阻力裝置能夠被配置成第一配置與第二配置。基于環102 上的阻力裝置相對于運載工具穿過的介質流動的位置，阻力裝置可在第一配置與第二配置 之間進行切換。當處于第一配置時，阻力裝置可被配置為基于運載工具穿過的介質流產生 阻力或拖拽力。當處于第二配置時，阻力裝置可被配置為產生明顯較小的力或不產生對運 載工具穿過的介質流的阻力。如圖1中所示，多個阻力裝置可以是降落傘或阻力傘。當可 以是滑槽的阻力裝置的頂點耦接至環102,使得頂點遠離運載工具且在與運載工具行進所 穿過的介質流的方向相同的方向上時，阻力裝置可處于第一配置。可替換地，當阻力裝置的 頂點耦接至環102,使得頂點指向運載工具并且抵抗介質流時，阻力裝置可處于第二配置。
[0028] 因此，阻力裝置104可以是以第一配置進行配置的阻力裝置。在這種情況下，阻力 裝置104作為被展開且被配置為抵抗飛機行進穿過的空氣流的降落傘。因此，阻力裝置104 的頂點可經由緊固裝置耦接至環102,緊固裝置可為一個或多個U形釘或針腳。阻力裝置 104的降落傘的下邊緣可經由線路或配線耦接至環102,因而限制降落傘可被打開的程度。 阻力裝置106可以是以第二配置進行配置的阻力裝置。在這種情況下，阻力裝置106是具 有與阻力裝置104相同的尺寸的降落傘。然而，阻力裝置106未打開并且被折疊。因此，當 處于第二配置時，阻力裝置106不打開并且不產生明顯阻力或以其它方式提供對運載工具 穿過的空氣流的大的阻力。在操作中，當環102旋轉時，多個阻力裝置中的每一個阻力裝置 可在第一配置與第二配置之間切換，從而在一個旋轉方向上產生旋轉力并將旋轉力傳遞至 環102。本文中參照圖1公開了阻力裝置的各種配置，并且下文參照圖2A至圖2D進行更詳 細的論述。
[0029] 在各種實施方式中，降落傘的打開直徑可基于由動力生成器100產生的電量進行 確定。例如，當在被配置為產生阻力的第一配置中展開時，阻力裝置104可為48英寸的直 徑。在本實例中，如果運載工具以每秒500英尺或每小時約341英里行進，則阻力裝置104 和耦接至環102的其它阻力裝置可共同產生1000鎊的力。由多個阻力裝置產生的阻力可 引起環102以每分鐘350轉進行旋轉并且促使發電機112產生80馬力或60千瓦的動力輸 出。
[0030] 在一些實施方式中，動力生成器100還可包括滑輪108和軸110。滑輪108可以 是機械耦接至環102且配置為基于環102的轉動而轉動的輪子。因此，滑輪108可以是直 徑2英尺的輪子且被配置為在運行時以每分鐘420轉至500轉進行旋轉。在一些實施方式 中，滑輪108可被配置為包括凹槽，其使環102與滑輪108相接觸。由環102與滑輪108之 間接觸區域可產生足以使滑輪108旋轉的機械力。可替換地，環102的一個或多個部分可 具有安裝在滑輪108的一個或多個粧釘或棘齒上的孔或穿孔。以此方式，環102可被耦接 至滑輪108,使得環102的旋轉被傳遞至滑輪108。因此，當多個阻力裝置產生阻力且傳遞 阻力至環102并引起環102旋轉時，滑輪108也可進行旋轉。
[0031] 滑輪108可被耦接至軸110,軸110可以是結構元件，結構元件被配置為將由多個 阻力裝置、環102和滑輪108產生的旋轉力傳遞至發電機112,如下文更加詳細地論述。因 此，通過諸如焊接的耦接技術可將軸110直接耦接至滑輪108。可替換地，軸110可經由傳 動機構（諸如行星齒輪系（planet gear train)或齒輪箱）耦接至滑輪108,其中滑輪108 可被耦接至行星齒輪，該行星齒輪可耦接至恒星齒輪，恒星齒輪耦接至軸110。因此，行星 齒輪和恒星齒輪的直徑可被配置為確定滑輪108與軸110的旋轉之間的比率。例如，滑輪 108可以每分鐘200至300轉進行旋轉且可經由傳動機構引起軸110以每分鐘420至500 轉進行旋轉。在另一個實例中，行星齒輪箱可被配置為具有14:1之比，其可提供足夠的旋 轉力的轉換以驅動位于飛機上的液壓泵。
[0032] 動力生成器100還可包括發電機112,該發電機112可以是被配置為基于軸110的 旋轉而產生電力的電力發電機。因此，發電機112可被配置為將通過軸110的旋轉傳遞的 機械力轉換為供應至運載工具的電氣系統的電動勢或電能。例如，由發電機112產生的電 能可被提供至飛機的航空電子設備和通信系統。在一些實施方式中，動力生成器100可包 括液壓泵，而不是發電機112。因此，液壓泵可將由軸110的旋轉所傳遞的機械力轉換為傳 遞至或提供至運載工具的液壓系統中的一個或多個的壓力。例如，當發電機112為液壓泵 或被耦接至液壓泵且環102被展開并運行時，液壓泵可實現每分鐘40加侖的出口流量。
[0033] 在各種實施方式中，動力生成器100的一個或多個組件可被配置為適當地鎖定環 102,使得環102和耦接至環102的多個阻力裝置無法旋轉且充當提供與飛機運動的當前方 向相反的反向推力的阻力傘。因此，當適當地鎖定時，環102及其多個阻力裝置無法旋轉且 可充當傳統的阻力傘。在一些實施方式中，傳動機構可被配置為鎖定環102的旋轉。可替 換地，動力生成器100還可包括諸如輪鎖的鎖定機構，其被配置為鎖定環102的旋轉。
[0034] 此外，在一些實施方式中，環102為可拆卸的。因此，響應于自動地檢測到的情況， 諸如障礙、旋轉中斷或大的拉力，動力生成器100的一個或多個組件可以導致環102的自動 釋放。例如，環102或滑輪108可包括被配置為響應于檢測到上述情況中一個或多個而被 激活的快速釋放機構。在一些實施方式中，響應于由用戶提供的輸入可發生環102的釋放。 例如，飛行員可在運載工具駕駛艙內提供輸入至按鈕。響應于接收該輸入，按鈕可導致動力 生成器100的一個或多個組件釋放環102。
[0035] 圖2A示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的另一個實例。 與上文參照動力生成器100的論述類似，動力生成器200可包括第一環202、阻力裝置204、 阻力裝置206、滑輪208、軸210和發電機212。然而，如圖2A中所示，環202和耦接至環 202的多個阻力裝置可以以不同的結構配置進行配置。例如，如在圖2A中所示，環202可被 配置為具有寬度的傳動帶，寬度可被配置為收納或提供用于袋狀物或滑槽的側部的結構支 撐。因此，阻力裝置可以是由附接至或耦接至環202的一個或多個側部的材料的一部分形 成的袋狀物。
[0036] 因此，阻力裝置204可以是由耦接至環202的材料的一部分形成的袋狀物或腔。材 料可以是與環202相同的材料或與參照圖1的阻力裝置104所論述的相同的材料。阻力裝 置204可以被配置在具有開口的第一配置中，該開口面向與環202穿過的介質的流動方向 相反的方向。例如，如果環202由飛行中的飛機收納并且耦接至飛行中的飛機，則阻力裝置 204的開口可面向與穿過飛機的空氣流相反的方向。以此方式，空氣可被捕獲或收集在由阻 力裝置204形成的袋狀物中，從而產生諸如拖拽力的力，該拖拽力可被傳遞至環202且引起 在第一方向上的環202的旋轉。
[0037] 此外，環202還可被耦接至阻力裝置206,該阻力裝置206可以被配置在具有開口 的第二配置中，該開口面向與環202穿過的介質的流動方向相同的方向。返回到先前實例， 因為開口沒有面向飛機穿過的空氣流，故沒有空氣被收集或捕獲在由阻力裝置206形成的 袋狀物中，且不產生有效的力。因此，作為阻力裝置206進行配置且被定向的阻力裝置不產 生與由阻力裝置204產生的力相對的任何有效的力。以此方式，以第一配置進行配置且定 向的阻力裝置可產生一個旋轉方向上傳遞至環202的力，而以第二配置進行配置且定向的 阻力裝置不產生力。與上文參照圖1的論述類似，隨著環202旋轉，耦接至環202的阻力裝 置可被配置為在第一配置與第二配置之間轉換或切換，從而確保產生旋轉力且在單個旋轉 方向上傳遞至環202。
[0038] 環202可被耦接至滑輪208并且可以使滑輪208旋轉。例如，滑輪208可具有其 中在它的外表面或邊緣周圍固定了環202的凹槽。在本實例中，在滑輪208與環202之間 接觸區域中的摩擦系數可足以將環202耦接至滑輪208并且將旋轉力從環202傳遞至滑輪 208,從而使滑輪208旋轉。在另一個實例中，環202在一個或多個部分（諸如一個或多個 外邊緣）中可具有穿孔。滑輪208可被配置為具有粧釘或其它結構構件，粧釘或其它結構 構件配置為臨時裝配在環202與滑輪208之間接觸區域中的環202的穿孔中。穿孔與結構 構件之間的耦接可足以將旋轉力從環202傳遞至滑輪208并且使滑輪208旋轉。
[0039] 與上文參照圖1的論述類似，滑輪208可被耦接至軸210且引起軸210旋轉。軸 210可被耦接至發電機212。在一些實施方式中，傳動機構可被用于將軸210耦接至發電機 212。發電機212可將旋轉力轉換為電力或液壓動力并將所產生的動力提供給收納動力生 成器200的運載工具的一個或多個系統。
[0040] 圖2B示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的又一個實例。 與上文參照動力生成器200的論述類似，動力生成器214可包括環215、阻力裝置216、阻力 裝置219和滑輪221。在各種實施方式中，包括在動力生成器214中的阻力裝置可包括通風 口 217和板條218。通風口 217可為阻力裝置（諸如阻力裝置216)的一部分中的排氣口或 孔。通風口 217可允許通過環215且收集在阻力裝置216中的介質一部分避開或離開阻力 裝置216,從而防止對阻力裝置216的撕裂或其它結構損壞。板條218可為由諸如玻璃纖維 材料制成的剛性或半剛性結構構件，且配置為耦接至環215的阻力裝置提供結構支撐。當 在第一配置時，如由阻力裝置216所示，板條（諸如板條218)可為阻力裝置216的材料提 供結構支撐，阻力裝置216可為袋狀物或滑槽。當在第二配置時，如由阻力裝置219所示， 板條（諸如板條220)可向后彎曲以折疊阻力裝置219并提供最小阻力至介質，通過介質， 動力生成器214行進。
[0041] 圖2C示出了根據一些實施方式可從運載工具展開的動力生成器的另一個實例。 與上文參照動力生成器200和動力生成器214的論述類似，動力生成器222可包括環223、 阻力裝置224、阻力裝置227和滑輪228。與上文的論述類似，通風口 225可允許通過環223 且收集在阻力裝置224中的介質一部分避開或離開阻力裝置224,從而防止對阻力裝置224 的撕裂或其它結構損壞。氣囊226可以是可縫合成諸如阻力裝置224的阻力裝置的腔或管。 氣囊226可被配置為捕獲通過動力生成器222流動的空氣，并且進一步被配置為基于所捕 獲的空氣而膨脹。氣囊226可包括通風口 230,通風口 230可被配置為釋放所捕獲空氣。當 在第一配置時，氣囊（諸如氣囊226)可基于通過動力生成器222的空氣流而膨脹。當膨脹 時，氣囊226可為阻力裝置224提供結構支撐。當在第二配置中時，諸如氣囊229的氣囊可 放氣，使得阻力裝置227平放于環223上并且提供對動力生成器222行進穿過的介質的最 小的阻力。
[0042] 圖2D示出了根據一些實施方式的阻力裝置實例的前視圖。如上文參照圖2C的論 述，阻力裝置224可包括氣囊226和通風口 230。如在圖2D中所示，當在第一配置中時，氣 囊226膨脹并且為阻力裝置224提供結構支撐，這使阻力裝置224保持在第一配置中。
[0043] 圖3示出了根據一些實施方式包括多個環的動力生成器實例。與上文論述類似， 諸如飛機的運載工具可具有多個電氣系統和液壓系統，多個電氣系統和液壓系統具有多個 動力要求。一些系統會需要大的動力量，而其它系統需要小的動力量。因此，動力生成器300 可被配置為包括多個環，每個環被配置為產生對于運載工具中特定系統或系統組特定的動 力量。例如，飛機的高動力系統可由第一環提供動力，第一環被配置為產生大的動力量，而 飛機的低動力系統可由第二環提供動力，第二環被配置為產生小的動力量。基于在特定情 況下運載工具的動力需求，諸如應急情況，環可獨立地或同時被展開。
[0044] 因此，動力生成器300可包括諸如環302的第一環和諸如環308的第二環。環302 可包括多個第一阻力裝置，多個第一阻力裝置被配置為產生用于運載工具中第一組系統的 動力，第一組系統可具有較低的動力需求，諸如飛機的航空電子設備和導航系統。在高空 運行期間會頻繁地使用這種系統，其中飛機通過的空氣較薄并且飛機以較高速度穿過。環 302和多個阻力裝置的一個或多個參數可被配置為產生符合第一組系統并且符合高空運行 的動力量。例如，環302的長度、耦接至環302的阻力裝置數目和阻力裝置（諸如阻力裝置 304和阻力裝置306)的直徑可基于第一組系統的動力需求以及與第一組系統相關聯的運 行條件來進行確定。
[0045] 類似地，環308可包括多個第二阻力裝置，多個第二阻力裝置被配置為產生用于 運載工具中第二組系統的動力，第二組系統可具有高的動力需求，諸如飛機的環境控制系 統、襟翼（flap)/縫翼（slat)驅動系統和起落架。在低空運行期間會頻繁地使用系統，其中 飛機行進通過的空氣較厚并且飛機以較低的速度穿過空氣。因此，環308的長度、耦接至環 308的阻力裝置數目和阻力裝置的直徑可基于第二組系統的動力需求以與第二組系統相關 聯的運行條件來進行確定。在本實例中，因為第二組系統比第一組系統具有更高的動力需 求，故環308的一個或多個參數可與環302的參數不同。例如，環308可具有比環302的阻 力裝置更大直徑的更多的阻力裝置。
[0046] 環302和環308兩者可耦接至滑輪314。與上文參照圖1和圖2A至圖2D的論述 類似，環302和環308可被配置為使滑輪314旋轉，滑輪314還可以使軸316旋轉。軸316 可耦接至發電機318,發電機318可將由軸316傳遞的旋轉力轉換為電力或液壓動力。如在 圖3中所示，環302和環308中的一個或多個可被展開。在這種情況下，環302展開并產生 動力，而環308不展開。在各種實施方式中，動力生成器300可包括多個滑輪。因此，環302 和環308中的每一個可耦接至其自己的滑輪。多個滑輪可被耦接至多個發電機，或可經由 一個或多個傳動機構耦接至相同的發電機，諸如發電機318。因此，雖然圖3示出了具有多 個環的動力生成器300的配置的實例，但是本文中設想并公開了環、滑輪和發電機的多個 配置。
[0047] 圖4A示出了根據一些實施方式展開了動力生成器的運載工具的側視圖。與上文 論述類似，諸如運載工具402的運載工具可以是被配置為響應于情況或條件（諸如動力損 耗）而展開動力生成器403的飛機。動力生成器403可包括環406及多個阻力裝置，諸如 阻力裝置408和阻力裝置410。在一些實施方式中，動力生成器403在附接點404處可被 錨定或耦接至可包括艙室的運載工具402,諸如參照圖1論述的儲藏室103。艙室可被配置 為收納動力生成器403的一個或多個組件，諸如發電機和滑輪。在各種實施方式中，附接點 404可配置為均勻地分布由動力生成器403的一個或多個組件產生的力，諸如拖拽力。例 如，附接點404可被定位于運載工具402的機身的后部的頂部與底部之間的一半處，使得由 動力生成器403的阻力裝置產生的拖拽力圍繞運載工具402的中心線均勻地分布并且不會 對運載工具402的轉向產生有害的影響。
[0048] 圖4B示出了根據一些實施方式展開了動力生成器的運載工具的頂視圖。與上文 參照圖4A論述類似，運載工具402可被配置為展開動力生成器403,動力生成器403可包括 可耦接至諸如阻力裝置408的多個阻力裝置的環406。如在圖4B中所示，動力生成器403 可在附接點404處耦接至運載工具402,附接點404可被配置為均勻地分布由動力生成器 403產生的拖曳力。例如，附接點404可沿著運載工具402的機身中心線進行定位并且被定 位在運載工具402的水平穩定器之間一半處。以此方式，由動力生成器403產生的拖拽力 沿著運載工具402的橫向或水平方向均勻地分布并且不影響運載工具402的水平轉向。
[0049] 圖5示出了根據一些實施方式實施從運載工具展開動力生成器的方法的流程圖 實例。與上文論述類似，運載工具會遇到其中需要額外的動力以向運載工具系統提供動力 的情況或條件。例如，在緊急情況下，運載工具的動力或液壓系統的一個或多個組件可能停 止工作，從而引起動力損耗。在這種情況下，可展開動力生成器以為運載工具產生額外的動 力。
[0050] 因此，在步驟502處，可從運載工具的艙室（compartment)展開環。環可自動地且 響應于一個或多個感測裝置檢測或識別一個或多個條件（諸如主動力系統故障）而被展 開。還可手動并且響應于用戶輸入來展開環。例如，飛機飛行員或副飛行員可在駕駛艙內 向按鈕提供輸入，這引起環的展開。環可從在運載工具的一部分中的儲藏室展開。例如，飛 機可將環儲存于在飛機尾翼部中的儲藏室中。儲藏室可包括打開并且使環能夠從儲藏室內 部展開的一組外部門。與上文論述類似，環可耦接至當展開時引起環旋轉的多個阻力裝置。
[0051] 因此，在步驟504處，可基于與多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置相關聯的拖 曳力而產生力。一旦展開，環和耦接至環的多個阻力裝置陷入在包圍運載工具的氣流或空 氣流中。阻力裝置中一個或多個可取向為響應于接觸空氣流而產生拖曳力。例如，耦接至 環的幾個阻力傘可膨脹并且基于空氣流阻力產生力。與上文論述類似，多個阻力裝置被配 置使得耦接至環的特定部分或一側的阻力裝置產生拖曳力，而耦接至環的其它阻力裝置不 產生拖曳力。
[0052] 在步驟506處，所產生的力可被傳遞至環并且引起環旋轉。力可經由結構構件從 每個阻力裝置傳遞至環，結構構件將每一個阻力裝置耦接至環。與上文論述類似，每個阻力 裝置可通過緊固裝置或機構（諸如夾子、一連串的U形釘或針腳或粘合劑或化學鍵）耦接 至環。因此，由阻力裝置的空氣流阻力產生的拖曳力可傳遞至環并且使環旋轉。因為阻力 裝置被配置為在環的單側或特定部分上產生力，故傳遞至環的總的拖曳力可以是使環在單 個方向上旋轉的單向旋轉力。
[0053] 在步驟508處，耦接至環的滑輪可接收傳遞至環的力。所接收的力可引起滑輪和 與滑輪相關聯的軸旋轉。因此，環與滑輪之間的接觸區域可具有足夠的摩擦系數以使旋轉 力能夠從環傳遞至滑輪，從而引起滑輪和與其相關聯的軸旋轉。與上文論述類似，滑輪還可 使用另外的耦接機構，諸如匹配粧釘和穿孔，以增強或設置環與滑輪之間的機械耦接，其能 夠充分地將旋轉力從環傳遞至滑輪和軸。
[0054] 在步驟510處，動力生成器可響應于滑輪和軸的旋轉而產生動力。動力生成器可 被配置為將軸的機械旋轉轉換為電能或液壓動力。因此，響應于軸的旋轉，發電機可產生電 力并且將電力提供至運載工具的一個或多個系統。一旦發電機運行并且發電，則運載工具 可具有足夠動力以正常運行。在一些實施方式中，發電機可產生提供至運載工具的一個或 多個部分的信號，并且信號提供與發電機功能有關的信息或數據。例如，發電機可產生指示 發電機正在運行且已經展開環的第一信號。發電機還可產生提供與發電機操作有關的數據 (諸如環每分鐘旋轉的次數及發電機的總功率輸出）的第二信號。
[0055] 雖然已經參照飛機及航空航天工業對方法500進行了描述，將理解的是，本文中 所公開的實施方式還可應用于任何其它背景，諸如汽車、鐵路及其它機械和車輛背景。
[0056] 因此，本公開的實施方式可在如圖6中所示的飛機制造和服務方法600和如圖7 中所示的飛機602的背景下進行描述。在預制造期間，說明性方法600可包括飛機602的 規格和設計604以及材料采購606。在制造期間，進行飛機602的組件和部件制造608以及 系統集成610。此后，飛機602可通過認證和交付612以投入服務614。當服務于客戶時， 飛機602定期進行日常維護和服務616 (還可包括變形、重構、翻新等）。
[0057] 方法600的每一個處理可由系統集成商、第三方和/或運營商（例如，客戶）執行 或完成。為了說明的目的，系統集成商可包括但不限于任何數目的飛機制造商及主系統分 包商；第三方可包括但不限于任何數目的廠商、分包商和供應商；運營商可為航空公司、租 賃公司、軍事實體、服務組織等。
[0058] 如圖7中所示，通過說明性方法600制造的飛機602可包括具有多個系統620的 機身618和內部622。高級系統620的實例包括推進系統624、電氣系統626、液壓系統628 和環境系統630中一個或多個。可包括任何數目的其它系統。雖然示出了航空航天實例， 但是本發明原理可適用于諸如汽車工業的其它工業。
[0059] 本文中體現的裝置和方法可在制造和服務方法600的一個或多個階段期間使用。 例如，與制造處理608相對應的組件或部件可以與當飛機602投入服務時制造的組件或部 件類似的方式進行裝配或制造。此外，一個或多個裝置實施方式、方法實施方式或它們的組 合可在制造階段608和610期間使用，例如，基本上通過加速組裝或減少飛機602的成本。 同樣地，當飛機602投入服務時，例如但不限于維護和服務616,可使用一個或多個裝置實 施方式、方法實施方式或它們的組合。
[0060] 此外，本公開包括根據以下條款的實施方式：
[0061] 條款1. 一種用于產生動力的設備，所述設備包括：
[0062] 第一環，被配置為從運載工具的一部分展開；
[0063] 多個第一阻力裝置，耦接至所述第一環，所述多個第一阻力裝置中的至少一個阻 力裝置被配置為將力傳遞至所述第一環，基于與所述至少一個阻力裝置相關聯的氣動阻力 來產生所述力；
[0064] 滑輪，耦接至所述第一環，所述滑輪被配置為接收傳遞至所述第一環的所述力，并 且所述滑輪進一步被配置為響應于從所述第一環接收所述力而旋轉；以及
[0065] 發電機，耦接至所述滑輪，所述發電機耦接至電氣系統￠26)，并且所述發電機進 一步被配置為響應于所述滑輪旋轉而將電力傳輸至所述電氣系統。
[0066] 條款2.根據條款1所述的設備，其中，所述多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝 置為降落傘。
[0067] 條款3.根據條款2所述的設備，其中，所述多個第一阻力裝置被配置為產生1000 鎊的力，并且其中，所述發電機被配置為發電60千瓦。
[0068] 條款4.根據條款1所述的設備，其中，所述多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝 置是耦接至所述第一環的袋狀物。
[0069] 條款5.根據條款1所述的設備，其中，所述多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝 置至少部分響應于所述第一環的旋轉而被配置為在第一配置與第二配置之間進行切換。
[0070] 條款6.根據條款5所述的設備，其中，所述多個第一阻力裝置中的每一個阻力裝 置當在第一配置中時被配置為產生所述力的至少一部分，并且當在第二配置中時進一步被 配置為不產生力。
[0071] 條款7.根據條款1所述的設備，進一步包括傳動機構，所述傳動機構被配置為將 所述滑輪耦接至所述發電機。
[0072] 條款8.根據條款1所述的設備，進一步包括傳動機構，所述鎖定機構被配置為阻 止所述第一環的旋轉，所述多個第一阻力裝置被配置為響應于所述鎖定機構阻止所述第一 環的旋轉而操作為阻力傘。
[0073] 條款9.根據條款1所述的設備，其中，所述發電機位于沿著飛機的一部分的中心 線。
[0074] 條款10.根據條款1所述的設備，進一步包括：
[0075] 第二環，耦接至所述滑輪；以及
[0076] 多個第二阻力裝置，耦接至所述第二環，
[0077] 其中，所述第一環被配置為產生用于第一組運載工具系統的第一動力量，并且其 中，所述第二環被配置為產生用于第二組運載工具系統的第二動力量。
[0078] 條款11.根據條款10所述的設備，其中，所述發電機被配置為在低空運行期間將 第一動力量提供至運載工具的高動力系統，并且其中，所述發電機進一步被配置為在高空 運行期間將第二動力量提供至運載工具的低動力系統。
[0079] 條款12. -種用于產生動力的方法，所述方法包括：
[0080] 從運載工具的一部分展開環，所述環被耦接至多個阻力裝置；
[0081] 基于與所述多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置相關聯的氣動阻力來產生力；
[0082] 將所述力傳遞至所述環，所述傳遞使所述環旋轉；
[0083] 在耦接至所述環的滑輪上接收傳遞至所述環的所述力，所述接收使所述滑輪旋 轉；以及
[0084] 響應于旋轉所述滑輪，在耦接至所述滑輪的發電機上產生電力。
[0085] 條款13.根據條款12所述的方法，其中，所述多個阻力裝置中的每一個阻力裝置 是耦接至所述環的袋狀物。
[0086] 條款14.根據條款12所述的方法，其中，所述多個阻力裝置中的每一個阻力裝置 為降落傘，其中，所述多個阻力裝置產生1000鎊的力，并且其中，所述發電機發電60千瓦。
[0087] 條款15.根據條款12所述的方法，進一步包括：
[0088] 產生指示所述環已經被展開的第一信號；以及
[0089] 產生提供與所述環、滑輪和發電機中一個或多個的運行有關的數據的第二信號。
[0090] 條款16.根據條款12所述的方法，進一步包括：
[0091] 使用鎖定機構鎖定所述滑輪和所述環，其中，所述鎖定阻止所述滑輪和所述環的 旋轉；以及
[0092] 使用所述多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置來產生反向推力。
[0093] 條款17. -種用于為飛機產生動力的系統，所述系統包括：
[0094] 具有后部的飛機；
[0095] 環，被配置為從所述飛機的后部展開；
[0096] 多個阻力裝置，耦接至所述環，所述多個阻力裝置中至少一個阻力裝置被配置為 將力傳遞至所述環，基于與所述至少一個阻力裝置相關聯的氣動阻力而產生所述力；
[0097] 滑輪，耦接至所述環，所述滑輪被配置為接收傳遞至所述環的力，并且所述滑輪進 一步被配置為響應于從所述環接收力而旋轉；及
[0098] 發電機，耦接至所述滑輪，所述發電機進一步被耦接至電氣系統，并且所述發電機 被配置為響應于所述滑輪旋轉而將電力傳輸至所述電氣系統。
[0099] 條款18.根據條款17所述的系統，其中，所述多個阻力裝置中的每一個阻力裝置 為降落傘，其中，所述多個阻力裝置被配置為產生1000鎊的力，并且其中，所述發電機被配 置為發電60千瓦。
[0100] 條款19.根據條款17所述的系統，其中，所述多個阻力裝置中的每一個阻力裝置 是耦接至所述環的袋狀物。
[0101] 條款20.根據條款17所述的系統，其中，所述多個阻力裝置中的每一個阻力裝置 至少部分響應于所述環的旋轉而被配置為在第一配置與第二配置之間進行切換，并且其 中，所述多個阻力裝置中的每一個阻力裝置當在第一配置中時被配置為產生所述力的至少 一些，并且當在第二配置中時進一步被配置為不產生力。
[0102] 雖然為了清楚理解的目的已對前述概念進行了詳細描述，但應當理解的是，在所 附權利要求范圍內可實現某些改變和變形。應當注意，實施方法、系統和設備有許多替代的 方式。因此，本實例應當視為說明性而非限制性。
【權利要求】
1?一種動力生成設備（100, 200, 214, 300,403)，包括： 第一環（102) (202) (302)，被配置為從運載工具的一部分展開； 多個第一阻力裝置（104,106) (204, 206) (304, 306)，耦接至所述第一環，所述多個第一 阻力裝置中的至少一個阻力裝置被配置為將力傳遞至所述第一環，基于與所述至少一個阻 力裝置相關聯的氣動阻力來產生所述力； 滑輪（108) (208) (314)，耦接至所述第一環，所述滑輪被配置為接收傳遞至所述第一環 的所述力，并且所述滑輪進一步被配置為響應于從所述第一環接收所述力而旋轉；以及 發電機（112) (212) (318)，耦接至所述滑輪，所述發電機耦接至電氣系統（626)，并且 所述發電機進一步被配置為響應于所述滑輪旋轉而將電力傳輸至所述電氣系統。
2. 根據權利要求1所述的設備（100, 200, 214, 300,403)，其中，所述多個第一阻力裝置 (104.106) 中的每一個阻力裝置為降落傘，所述降落傘被配置為至少部分響應于所述第一 環（102) (202)的旋轉而在第一配置與第二配置之間進行切換。
3. 根據權利要求1所述的設備（100, 200, 214, 300,403)，其中，所述多個第一阻力裝置 (204, 206)中的每一個阻力裝置是耦接至所述第一環（202)的袋狀物并且所述袋狀物被配 置為至少部分響應于所述第一環（102) (202)的旋轉而在第一配置與第二配置之間進行切 換。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的設備（100, 200, 214, 300,403)，其中，所述多個 第一阻力裝置（104，106)(204,206)中的每一個阻力裝置被配置為在所述第一配置時產生 所述力的至少一部分，并且進一步被配置為在所述第二配置時不產生力。
5. 根據權利要求1所述的設備（100, 200, 214, 300,403)，進一步包括傳動機構，所述傳 動機構被配置為將所述滑輪（108)耦接至所述發電機（112);以及鎖定機構，所述鎖定機構 被配置為阻止所述第一環（102)的旋轉，所述多個第一阻力裝置（104,106)被配置為響應 于所述鎖定機構阻止所述第一環的旋轉而操作為阻力傘。
6. 根據權利要求1所述的設備（100, 200, 214, 300,403)，進一步包括： 第二環（308)，耦接至所述滑輪（314);以及 多個第二阻力裝置，耦接至所述第二環， 其中，所述第一環（302)被配置為產生用于第一組運載工具系統的第一動力量，并且 其中，所述第二環被配置為產生用于第二組運載工具系統的第二動力量。
7. -種用于產生動力的方法（500)，所述方法包括： 從運載工具的一部分展開（502)環（102) (202) (302)，所述環被耦接至多個阻力裝置 (104.106) (204,206)(304,306); 基于與所述多個阻力裝置中的至少一個阻力裝置相關聯的氣動阻力來產生（504)力； 將所述力傳遞（506)至所述環，所述傳遞使所述環旋轉； 在耦接至所述環的滑輪（108) (208) (314)上接收（508)傳遞至所述環的所述力，所述 接收使所述滑輪旋轉；以及 響應于旋轉所述滑輪，在耦接至所述滑輪的發電機（112) (212) (318)上產生（510)電 力。
8. 根據權利要求7所述的方法（500)，其中，所述多個阻力裝置（204,206)中的每一個 阻力裝置是耦接至所述環的袋狀物。
9. 根據權利要求7所述的方法（500)，其中，所述多個阻力裝置（104，106)中的每一 個阻力裝置是降落傘，其中，所述多個阻力裝置產生1000鎊的力，并且其中，所述發電機 (112)發電60千瓦。
10. 根據權利要求7所述的方法（500)，進一步包括： 使用鎖定機構鎖定所述滑輪（108)和所述環（102)，其中，所述鎖定阻止所述滑輪和所 述環的旋轉；以及 使用所述多個阻力裝置（104,106)中的至少一個阻力裝置來產生反向推力。
11. 一種用于為飛機（602)產生動力的系統（100,200,214,300,403)，所述系統包括： 根據權利要求1-6中任一項所述的動力生成設備，所述動力生成設備耦接至所述飛機的后 部。
【文檔編號】B64D41/00GK104512555SQ201410462661
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2013年10月2日
【發明者】史蒂文·麥金 申請人:波音公司