利用燃料电池的飞行器推力管理的制作方法

1.本公开涉及飞行器的推力管理，例如经由包括燃料电池的飞行器推进系统的推力管理。


背景技术：

2.燃气涡轮发动机大体上包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机(诸如涡轮风扇发动机)可用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，涡轮机包括处于串行流动顺序的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，并且转子组件被构造为风扇组件。
3.在操作期间，空气在压缩机中被压缩，并且在燃烧区段中与燃料混合并被点燃，以生成燃烧气体，燃烧气体向下流流动通过涡轮区段。涡轮区段从燃烧气体中提取能量，用于至少旋转压缩机区段以为燃气涡轮发动机提供动力。通常，涡轮区段中的叶片经由一个或多个轴机械联接到风扇组件，使得在涡轮区段中提取的旋转能量也使风扇组件旋转，以在飞行中推进包含这种燃气涡轮发动机的飞行器。
4.涡轮机还可以驱动发电机以产生可用于生成推进推力的电力，并且其他电负载也可以放置在涡轮机上。至少某些飞行器可包括多个涡轮机和电机、一个或多个电动推进器或两者。用于提供通过这些多个推力源的推力生成的平衡的系统和方法将在本领域中受到欢迎。
附图说明
5.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公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
6.图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的横截面视图。
7.图2是根据本公开的集成燃料电池和燃烧器组件的立体图。
8.图3是图2的示例性集成燃料电池和燃烧器组件的示意轴向视图。
9.图4是根据本公开的示例性方面的燃料电池组件的燃料电池的示意图，该燃料电池可并入图2的示例性集成燃料电池和燃烧器组件中。
10.图5是根据本公开的示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。
11.图6是根据本公开的示例性方面的运载器和推进系统的示意图。
12.图7是根据本公开的示例性方面的推进系统的示意图。
13.图7a是根据本公开的示例性方面的通过燃料电池和涡轮机之间的气体/热联接的推力管理的示意图。
14.图7b是根据本公开的示例性方面的通过燃料电池和推进组件之间的电力联接的推力管理的示意图。
15.图8是根据本公开的另一个示例性方面的推进系统的示意图。
16.图9是根据本公开的另一个示例性方面的操作用于飞行器的推进系统的方法的流
程图。
17.图10是根据本公开的另一个示例性方面的操作用于飞行器的推进系统的方法的流程图。
具体实施方式
18.现在将详细参考本公开的当前实施例，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标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指代本公开的相似或类似部分。
19.本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或例释”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
20.为了下文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“侧向”、“纵向”及其派生词应与它们在附图中被定向时的实施例相关。然而，应当理解，实施例可以假定各种替代变型，除非明确指明相反。还应理解，附图中示出的以及在以下说明书中描述的具体装置仅是本公开的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
21.如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
22.术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指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。
23.术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“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。
24.除非本文另有指定，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。
25.除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
26.在例如“a、b和c中的至少一个”或“a、b或c中的至少一个”的上下文中的术语“至少一个”是指仅a、仅b、仅c，或a、b和c的任何组合。
27.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改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“近似”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1％、2％、4％、10％、15％或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点、和/或端点之间的范围的裕度。
28.在此以及在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，否则此类范围被识别并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，并且端点可以相互独立地组合。
29.如本文所用的“第三流”是指能够增加流体能量以产生少量总推进系统推力的非主气流。第三流的压力比可以高于主推进流(例如，旁通或螺旋桨驱动的推进流)的压力比。
推力可以通过专用喷嘴或通过将通过第三流的气流与主推进流或核心气流混合(例如混合到公共喷嘴中)来产生。
30.在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的操作温度可以低于发动机的最大压缩机排放温度，并且更具体地，可以低于350华氏度(诸如低于300华氏度，诸如低于250华氏度，诸如低于200华氏度，并且至少与环境温度一样高)。在某些示例性实施例中，这些操作温度可以促进热传递至通过第三流和单独的流体流的气流或从通过第三流和单独的流体流的气流传递热量。此外，在某些示例性实施例中，在起飞条件下，或更具体地，在以海平面额定起飞功率、静态飞行速度、86华氏度环境温度操作条件下操作时，通过第三流的气流可以贡献少于总发动机推力的50％(并且至少例如总发动机推力的2％)。
31.此外，在某些示例性实施例中，通过第三流的气流方面(例如，气流、混合或排气性质)，并且由此对总推力的上述示例性百分比贡献，可以在发动机操作期间被动地调整或通过使用发动机控制特征(诸如燃料流动、电机功率、可变定子、可变入口导向轮叶、阀、可变排气几何结构或流体特征)有目的地修改，以在广泛的潜在操作条件下调整或优化整体系统性能。
32.术语“涡轮机”或“涡轮机械”是指包括一起生成扭矩输出的一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一个或多个涡轮的机器。
33.术语“燃气涡轮发动机”是指具有涡轮机作为其动力源的全部或一部分的发动机。示例燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等，以及这些发动机中的一个或多个发动机的混合电动版本。
34.当与压缩机、涡轮、轴或线轴部件等一起使用时，除非另有说明，否则术语“低”和“高”，或它们各自的比较级(例如，更“低”和更“高”，在适用的情况下)均指发动机内的相对速度。例如，“低涡轮”或“低速涡轮”限定被构造为以低于发动机处的“高涡轮”或“高速涡轮”的旋转速度(诸如最大可允许旋转速度)操作的部件。
35.如上所述，至少某些燃气涡轮发动机包括构造成在操作期间驱动电机的涡轮机，作为推进系统的一部分。这可以称为混合电动燃气涡轮发动机。由于电负载的快速变化，例如在电负载快速下降或电机扭矩损失期间，推进系统可能会经历发动机的扭矩输出与由电系统放置在发动机上的扭矩负载(或从发动机预期的扭矩负载)之间的扭矩不平衡。扭矩不平衡可能会导致发动机和发电机的速度偏移，从而潜在地导致超速问题；电力质量差；和/或升高发动机温度，这可能会影响发动机的寿命，可能会产生不期望的飞行器操纵问题，和/或推力不对称。特别地，对于包括作为第一推进器的混合电动燃气涡轮发动机和第二推进器(例如，第二混合电动燃气涡轮发动机、电动推进器等)的推进系统，这样的扭矩不平衡可能产生以下情况：推进器中的一个相对于平衡操作产生更高比例的推力，从而生成推力不平衡。因此，必须提供推力管理以减轻或避免此类问题。
36.提供了一种用于飞行器的推进系统和操作用于飞行器的推进系统以提供这种推力管理的方法。推进系统包括具有燃料电池的燃料电池组件；涡轮机；电机；以及控制器。涡轮机、电机或两者被构造成在推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成。控制器包括存储器和一个或多个处理器，并且存储器存储指令，该指令在由一个或多个处理器执行时使推进系统进行操作，包括接收指示涡轮机上的电负载的变化的数据并响应于接收到指示涡轮机上的电负载的变化的数据而修改燃料电池的输出，接收指示推进系统推力差异的数
据，响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改燃料电池的输出。例如，在某些实施例中，燃料电池的输出可以是从燃料电池提供给涡轮机的燃烧区段以增加或减少由涡轮机生成的功率量并减少推进系统推力差异的输出产物。附加地或替代地，在其他实施例中，燃料电池的输出可以是提供给例如电机或单独推进组件以减小推进系统推力差异的电力输出。
37.此外，在某些示例性实施例中，推进系统可以包括具有涡轮机和电机的第一推进组件，以及第二推进组件。第一和第二推进组件可以被构造为定位在飞行器的相对侧上，并且推进系统推力差异可以是推力不平衡。通过这种构造，燃料电池的输出可以再次是从燃料电池提供给涡轮机的燃烧区段以增加或减少涡轮机生成的功率量，以进而增加或减少由第一推进组件相对于第二推进组件生成的推力量以减少推力不平衡的输出产物。附加地或替代地，在其他实施例中，燃料电池的输出可以再次是提供给例如电机或第二推进组件以减少推力不平衡的电力输出。
38.在这些构造中的一种或多种中，燃料电池组件可能能够相对快速地解决推进系统推力差异(例如推力不平衡)，并且潜在地不需要对涡轮机操作进行重大修改。
39.如以下将更详细讨论的，燃料电池是电化学装置，其可以通过燃料(例如氢)与氧化剂(例如大气中所含的氧)的电化学反应来将燃料的化学能转化为电能。燃料电池系统可以有利地用作能量供应系统，因为与至少某些现有系统相比，燃料电池系统可以被认为是环境优越和高效的。为了提高系统效率和燃料利用率并减少外部用水量，燃料电池系统可以包括阳极再循环回路。由于单个燃料电池只能产生约1v的电压，因此可以将多个燃料电池堆叠在一起(可以称为燃料电池堆)以产生所需的电压。燃料电池可包括固体氧化物燃料电池(sofc)、熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)、磷酸燃料电池(pafc)和质子交换膜燃料电池(pemfc)，它们通常都以其各自的电解质命名。
40.现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中指示相同的元件，图1提供了根据本公开的示例性实施例的发动机的示意横截面视图。发动机可以结合到运载器中。例如，发动机可以是结合到飞行器中的航空发动机。然而，替代地，发动机可以是用于任何其他合适运载器的任何其他合适类型的发动机。
41.对于所描绘的实施例，发动机被构造为高旁通涡轮风扇发动机100。如图1所示，涡轮风扇发动机100限定轴向方向a(平行于提供参考的中心线轴线101延伸)、径向方向r和周向方向(围绕轴向方向a延伸；未在图1中示出)。通常，涡轮风扇发动机100包括风扇区段102和设置在风扇区段102下游的涡轮机104。
42.所描绘的示例性涡轮机104大体上包括限定环形入口108的基本上管状外壳106。外壳106以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压或低压(lp)压缩机110和高压(hp)压缩机112；燃烧区段114；涡轮区段，其包括高压(hp)涡轮116和低压(lp)涡轮118；以及喷射排气喷嘴区段120。压缩机区段、燃烧区段114和涡轮区段一起至少部分地限定从环形入口108延伸到喷射排气喷嘴区段120的核心空气流动路径121。涡轮风扇发动机进一步包括一个或多个驱动轴。更具体地，涡轮风扇发动机包括将hp涡轮116驱动地连接到hp压缩机112的高压(hp)轴或线轴122，以及将lp涡轮118驱动地连接到lp压缩机110的低压(lp)轴或线轴124。
43.对于所描绘的实施例，风扇区段102包括风扇126，风扇126具有以间隔开的方式联
接到盘130的多个风扇叶片128。多个风扇叶片128和盘130能够通过lp轴124一起绕中心线轴线101旋转。盘130被可旋转的前毂132覆盖，前毂132在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片128。此外，环形风扇壳或外机舱134被设置成周向围绕风扇126和/或涡轮机104的至少一部分。机舱134由多个周向间隔开的出口导向轮叶136相对于涡轮机104被支撑。机舱134的下游区段138在涡轮机104的外部分上延伸，以便在其间限定旁通气流通道140。
44.以这种方式，将理解的是，涡轮风扇发动机100大体上包括第一流(例如，核心空气流动路径121)和平行于第一流延伸的第二流(例如，旁通气流通道140)。在某些示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可以进一步限定例如从lp压缩机110延伸到旁通气流通道140或延伸到环境的第三流。利用这种构造，lp压缩机110大体上可以包括被构造为管道式中间风扇的第一压缩机级和下游压缩机级。第三流的入口可以定位在第一压缩机级和下游压缩机级之间。
45.仍然参考图1，涡轮风扇发动机100另外包括附件齿轮箱142和燃料输送系统146。对于所示的实施例，附件齿轮箱142位于涡轮机104的罩/外壳106内。此外，将理解的是，对于图1中示意性描绘的实施例，附件齿轮箱142机械地联接到涡轮机104的一个或多个轴或线轴，并且能够与涡轮机104的一个或多个轴或线轴一起旋转。例如，在所描绘的示例性实施例中，附件齿轮箱142通过合适的齿轮系144机械地联接到hp轴122，并且能够与hp轴122一起旋转。附件齿轮箱142可以在至少某些操作期间向涡轮风扇发动机100的一个或多个合适的附件系统提供动力，并且可以在其他操作期间进一步将动力提供回涡轮风扇发动机100。例如，对于所示的实施例，附件齿轮箱142联接到启动器电动机/发电机152。启动器电动机/发电机可以被构造为在某些操作期间从附件齿轮箱142和涡轮风扇发动机100提取动力以发电，并且可以在其他操作期间将动力提供回附件齿轮箱142和涡轮风扇发动机100(例如，向hp轴122)，以将机械功添加回涡轮风扇发动机100(例如，用于启动涡轮风扇发动机100)。
46.此外，燃料输送系统146大体上包括燃料源148(诸如燃料箱)和一条或多条燃料输送管线150。一条或多条燃料输送管线150通过燃料输送系统146向涡轮风扇发动机100的涡轮机104的燃烧区段114提供燃料流。如下文将更详细地讨论的，燃烧区段114包括集成燃料电池和燃烧器组件200。对于所描述的实施例，一条或多条燃料输送管线150向集成燃料电池和燃烧器组件200提供燃料流。
47.然而，将理解的是，图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机100仅作为示例提供。在其他示例性实施例中，任何其他合适的燃气涡轮发动机可以与本公开的方面一起使用。例如，在其他实施例中，涡轮风扇发动机可以是任何其他合适的燃气涡轮发动机，诸如涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机等。以这种方式，将进一步理解的是，在其他实施例中，燃气涡轮发动机可以具有任何其他合适的构造，诸如任何其他合适数量或布置的轴、压缩机、涡轮、风扇等。此外，尽管图1中描绘的示例性燃气涡轮发动机示意性地示出为直接驱动固定桨距涡轮风扇发动机，但在其他实施例中，本公开的燃气涡轮发动机可以是齿轮式燃气涡轮发动机(即，包括风扇126和驱动风扇的轴(诸如lp轴124)之间的齿轮箱)，可以是可变桨距燃气涡轮发动机(即，包括具有能够围绕它们各自的桨距轴线旋转的多个风扇叶片128的风扇126)等。此外，尽管示例性涡轮风扇发动机100包括管道式风扇126，但在其
他示例性方面，涡轮风扇发动机100可以包括非管道式风扇126(或开式转子风扇)，而没有机舱134。此外，尽管本文未描绘，但在其他实施例中，燃气涡轮发动机可以是任何其他合适类型的燃气涡轮发动机，例如航海燃气涡轮发动机。
48.现在参考图2，图2示意性地示出了根据本公开的实施例的燃烧区段114的一部分，其包括图1的燃气涡轮发动机100(上文关于图1描述为涡轮风扇发动机100)中使用的集成燃料电池和燃烧器组件200的一部分。
49.将理解的是，燃烧区段114包括压缩机扩散器喷嘴202，并且大体上沿轴向方向a在上游端和下游端之间延伸。燃烧区段114经由压缩机扩散器喷嘴202流体地联接到上游端处的压缩机区段，并且流体地联接到下游端处的涡轮区段。
50.集成燃料电池和燃烧器组件200大体上包括燃料电池组件204(图2中仅部分地描绘；也参见图3至图5)和燃烧器206。燃烧器206包括内衬208、外衬210、圆顶组件212、罩组件214、旋流器组件216和燃料流动管线218。燃烧区段114大体上包括沿径向方向r在燃烧器206外侧以包围燃烧器206的外壳220，以及沿径向方向r在燃烧器206内侧的内壳222。内壳222和内衬208在其间限定内通路224，而外壳220和外衬210在其间限定外通路226。内壳222、外壳220和圆顶组件212一起至少部分地限定燃烧器206的燃烧室228。
51.圆顶组件212接近燃烧区段114的上游端设置(即，与下游端相比，更靠近上游端)，并且包括用于接收和保持旋流器组件216的开口(未标记)。旋流器组件216还包括用于接收和保持燃料流动管线218的开口。燃料流动管线218进一步联接到沿径向方向r设置在外壳220外侧的燃料源148(参见图1)，并且被构造为从燃料源148接收燃料。以这种方式，燃料流动管线218可以流体地联接到上文参考图1描述的一条或多条燃料输送管线150。
52.旋流器组件216可以包括多个旋流器(未示出)，多个旋流器被构造为在将压缩流体注入燃烧室228以生成燃烧气体之前，使压缩流体旋流。在所示实施例中，罩组件214被构造为将内衬208、外衬210、旋流器组件216和圆顶组件212保持在一起。
53.在操作期间，压缩机扩散器喷嘴202被构造为将压缩流体230从压缩机区段引导至燃烧器206，其中压缩流体230被构造为与旋流器组件216内的燃料混合，并在燃烧室228内燃烧以生成燃烧气体。燃烧气体被提供给涡轮区段，以驱动涡轮区段的一个或多个涡轮(例如，高压涡轮116和低压涡轮118)。
54.在包括集成燃料电池和燃烧器组件200的燃气涡轮发动机100的操作期间，燃烧室228内的火焰由连续的燃料和空气流维持。为了例如在燃气涡轮发动机100的启动期间提供燃料和空气的点火，集成燃料电池和燃烧器组件200进一步包括点火器231。点火器231可以提供火花或初始火焰，以点燃燃烧室228内的燃料和空气混合物。
55.如上所述和图2中示意性地描绘，集成燃料电池和燃烧器组件200进一步包括燃料电池组件204。所描绘的示例性燃料电池组件204包括第一燃料电池堆232和第二燃料电池堆234。更具体地，第一燃料电池堆232与外衬210一起构造，并且第二燃料电池堆234与内衬208一起构造。再更具体地，第一燃料电池堆232与外衬210集成，并且第二燃料电池堆234与内衬208集成。下面将更详细地描述燃料电池组件204的操作，并且更具体地，燃料电池组件204的燃料电池堆(例如，第一燃料电池堆232或第二燃料电池堆234)的操作。
56.对于所描述的实施例，燃料电池组件204被构造为固体氧化物燃料电池(“sofc”)组件，其中第一燃料电池堆232被构造为第一sofc燃料电池堆，并且第二燃料电池堆234被
构造为第二sofc燃料电池堆(各自具有多个sofc)。将理解的是，sofc大体上是直接通过氧化燃料来产生电力的电化学转换装置。一般来说，燃料电池组件，并且特别是燃料电池，其特征在于所使用的电解质材料。本公开的sofc大体上可以包括固体氧化物或陶瓷电解质。这类燃料电池大体上呈现出高的综合热电效率、长期稳定性、燃料灵活性和低排放。
57.此外，示例性燃料电池组件204进一步包括第一电力转换器236和第二电力转换器238。第一燃料电池堆232通过第一多个电源电缆(未标记)与第一电力转换器236电连通，并且第二燃料电池堆234通过第二多个电源电缆(未标记)与第二电力转换器238电连通。
58.第一电力转换器236控制从对应的第一燃料电池堆232中汲取的电流，并且可以将电力从直流(“dc”)电力转换为处于另一电压电平的dc电力或交流(“ac”)电力。类似地，第二电力转换器238控制从第二燃料电池堆234汲取的电流，并且可以将电力从dc电力转换为处于另一电压电平的dc电力或ac电力。第一电力转换器236、第二电力转换器238或两者都可以电联接到电总线(诸如下面描述的电总线326)。
59.集成燃料电池和燃烧器组件200进一步包括燃料电池控制器240，燃料电池控制器240与第一电力转换器236和第二电力转换器238可操作地通信，以例如在两者之间发送和接收通信和信号。例如，燃料电池控制器240可以向第一电力转换器236和第二电力转换器238发送电流或功率设定点信号，并且可以接收例如来自第一电力转换器235和第二电力转换器238的电压或电流反馈信号。燃料电池控制器240可以以与下面参考图5描述的控制器240相同的方式构造。
60.将理解的是，在至少某些示例性实施例中，第一燃料电池堆232、第二燃料电池堆234或两者都可以在燃气涡轮发动机的周向方向c(即，绕燃气涡轮发动机100的中心线轴线101延伸的方向)上基本上延伸360度。例如，现在参考图3，根据本公开的示例性实施例，描绘了集成燃料电池和燃烧器组件200的简化横截面视图。尽管为了简单起见，图3中仅描绘了第一燃料电池堆232，但第二燃料电池堆234可以以类似的方式构造。
61.如图所示，第一燃料电池堆232在周向方向c上围绕燃烧室228延伸，在所示实施例中，围绕中心线轴线101完全包围燃烧室288。更具体地，第一燃料电池堆232包括沿周向方向c布置的多个燃料电池242。在图3中可见的燃料电池242可以是燃料电池242的单个环，其中燃料电池242沿轴向方向a堆叠在一起(参见图2)，以形成第一燃料电池堆232。在另一个实例中，燃料电池242的多个附加环可以被放置在彼此的顶部，以形成沿中心线轴线101伸长的第一燃料电池堆232。
62.如下文将更详细地解释的，参考图5，第一燃料电池堆232中的燃料电池242被定位为接收来自例如压缩机区段的排放空气244和来自燃料输送系统146的燃料246。燃料电池242使用该空气244和至少一些该燃料246来生成电流，并将部分氧化的燃料246和未使用部分的空气248朝向中心线轴线101径向引导到燃烧室228中。集成燃料电池和燃烧器组件200将燃烧室228中的部分氧化的燃料246和空气248燃烧成燃烧气体，燃烧气体向下游被引导到涡轮区段中，以驱动或辅助驱动其中的一个或多个涡轮。
63.此外，现在参考图4，提供了作为图2的集成燃料电池和燃烧器组件200的第一燃料电池堆232的立体图的示意图。第二燃料电池堆234可以以类似的方式形成。
64.描绘的第一燃料电池堆232包括壳体250，壳体250具有燃烧出口侧252和与燃烧出口侧252相对的侧254，燃料和空气入口侧256和与燃料和空气入口侧256相对的侧588，以及
侧260、262。侧260、侧258和侧254在图4的立体图中不可见。
65.将理解的是，第一燃料电池堆232可以包括例如从第一燃料电池堆232的一端(例如，燃料和空气入口侧256)到第一燃料电池堆232的另一端(例如，侧258)并排“堆叠”的多个燃料电池。因此，将进一步理解的是，燃烧出口侧252包括多个燃烧出口264，每个燃烧出口来自第一燃料电池堆232中的燃料电池。在操作期间，燃烧气体266(本文也称为“输出产物”)从燃烧出口264引导出壳体250。如本文所述，燃烧气体266使用未被第一燃料电池堆232的壳体250内的燃料电池消耗的燃料和空气来生成。燃烧气体266被提供给燃烧室228，并在操作期间燃烧以生成燃烧气体，燃烧气体用于为燃气涡轮发动机100(以及结合燃气涡轮发动机100的运载器/飞行器)生成推力。
66.燃料和空气入口侧256包括一个或多个燃料入口268和一个或多个空气入口270。可选地，入口268、270中的一个或多个可以在壳体250的另一侧上。一个或多个燃料入口268中的每个燃料入口与用于第一燃料电池堆232的燃料源(诸如含氢气体或下文进一步描述的燃料处理单元的一个或多个加压容器)流体联接。一个或多个空气入口270中的每个空气入口与用于燃料电池的空气(诸如从压缩机区段和/或以下也进一步描述的空气处理单元排出的空气)源流体联接。一个或多个入口268、270分开接收来自外部燃料和空气源的燃料和空气，并将燃料和空气分开引导到燃料电池中。
67.在某些示例性实施例中，图2至图4的第一燃料电池堆232可以以与例如2018年12月17日提交的美国专利申请公开号2020/0194799a1中描述的示例性燃料电池系统(标记为100)中的一个或多个类似的方式构造，该美国申请的全部内容通过引用并入本文。将进一步理解的是，图2的第二燃料电池堆234可以以与第一燃料电池堆232类似的方式构造，或者替代地，可以以任何其他合适的方式构造。
68.应当理解，本公开的燃料电池组件204被分成多个燃料电池组，每个燃料电池组能够产生离散电力输出。如本文所用，当涉及燃料电池组件的燃料电池组时，术语“组”是指以可以允许在至少某些操作期间由多个燃料电池与燃料电池组件的任何其他燃料电池分开地输出电力的方式接合的多个燃料电池。例如，在图2的实施例中，第一燃料电池堆232可以是第一燃料电池组，并且第二燃料电池堆234可以是第二燃料电池组。然而，替代地，燃料电池组件204可以包括沿轴向方向a沿外衬210的长度布置的多个燃料电池组、沿周向方向c沿外衬210周向布置的多个燃料电池组，或其组合。可以为每个燃料电池组提供单独的电力电缆。
69.此外，应当理解，尽管图2至图4的示例性燃料电池组件204通常包括沿燃烧器206的外衬210和内衬208布置并且与燃烧器206的外衬210和内衬208集成的燃料电池(例如第一燃料电池堆232和第二燃料电池堆234的燃料电池)，但在其他实施例中，燃料电池组件204可以以任何其他合适的方式构造在任何其他合适的位置(例如，燃烧器206的轴向前方，燃烧器206沿径向方向r的间隔开的外侧等)。此外，在其他实施例中，燃料电池组件204可以使用不同于固体氧化物化学物质的化学物质。
70.现在参考图5，将描述根据本公开的示例性实施例的集成燃料电池和燃烧器组件200的操作。更具体地，图5提供了根据本公开的实施例的燃气涡轮发动机100以及集成燃料电池和燃烧器组件200的示意图。在某些示例性实施例中，燃气涡轮发动机100以及集成燃料电池和燃烧器组件200可以以与图1至图4中的一个或多个示例性实施例类似的方式构
造。
71.因此，将理解的是，燃气涡轮发动机100大体上包括具有风扇126的风扇区段102、lp压缩机110、hp压缩机112、燃烧区段114、hp涡轮116和lp涡轮118。燃烧区段114大体上包括具有燃烧器206和燃料电池组件204的集成燃料电池和燃烧器组件200。
72.包括燃气涡轮发动机100的推进系统进一步包括燃料输送系统146。燃料输送系统146大体上包括燃料源148和一条或多条燃料输送管线150。燃料源148可以包括燃气涡轮发动机100的燃料(例如，碳氢燃料，包括例如碳中性燃料或合成碳氢化合物)的供应部。此外，将理解的是，燃料输送系统146还包括燃料泵272和分流器274，并且一条或多条燃料输送管线150包括第一燃料输送管线150a、第二燃料输送管线150b和第三燃料输送管线15c。分流器274将来自燃料源148和燃料泵272的燃料流分成通过第一燃料输送管线150a到燃料电池组件204的第一燃料流，通过第二燃料输送管线150b也到燃料电池组件204(并且特别是到下文描述的空气处理单元)的第二燃料流，以及通过第三燃料输送管线150c到燃烧器206的第三燃料流。分流器274可以包括一系列阀(未示出)，以便于来自燃料源148的燃料流的这种分流，或者替代地，可以具有固定几何结构。此外，对于所示的实施例，燃料输送系统146包括与第一燃料输送管线150a相关联的第一燃料阀151a(例如，用于控制第一燃料流)，与第二燃料输送管线150b相关联的第二燃料阀151b(例如，用于控制第二燃料流)，以及与第三燃料输送管线150c相关联的第三燃料阀151c(例如，用于控制第三燃料流)。
73.燃气涡轮发动机100进一步包括压缩机排出系统和气流输送系统。更具体地，压缩机排出系统包括lp引气管道276和相关联的lp引气阀278、hp引气管道280和相关联的hp引气阀282、hp出口空气管道284和相关联的hp出口空气阀286。
74.燃气涡轮发动机100进一步包括气流供应管道288(与气流供应部290气流连通)和相关联的空气阀292，其也与气流输送系统气流连通，用于向集成燃料电池和燃烧器组件200的燃料电池组件204提供压缩气流。气流供应部可以是例如被构造为提供交叉引气的第二燃气涡轮发动机、被构造为提供引气的辅助动力单元(apu)、冲压空气涡轮(rat)等。如果压缩机空气源不足或不可用，则气流供应部可以是对压缩机排出系统的补充。
75.压缩机排出系统(和气流供应管道288)与气流输送系统气流连通，用于向燃料电池组件204提供压缩气流，如将在下面更详细地解释的。
76.仍然参考图5，集成燃料电池和燃烧器组件200的燃料电池组件204包括燃料电池堆294，燃料电池堆294可以以与例如上述第一燃料电池堆232类似的方式构造。燃料电池堆294示意性地描述为具有阴极侧296、阳极侧298和定位在它们之间的电解质300的单个燃料电池。大体上将理解的是，电解质300在操作期间可以将负氧离子从阴极侧296传导到阳极侧298，以生成电流和电力。
77.简而言之，将理解的是，燃料电池组件204还包括燃料电池传感器302，燃料电池传感器302被构造为感测指示燃料电池组件操作参数(例如燃料电池堆294的温度(例如，燃料电池的阴极侧296或阳极侧298的温度)、燃料电池堆294内的压力(例如，燃料电池的阴极侧296或阳极侧298内的压力))的数据。
78.阳极侧298可以支持生成电的电化学反应。燃料可以经由通过电解质300的扩散，利用从阴极侧296接收到的氧离子而在阳极侧298中被氧化。该反应可以在阳极侧298中产生自由电子形式的热、蒸汽和电，其可以用于向能量消耗装置(诸如下文描述的一个或多个
附加电装置328)供电。可以使用从能量消耗装置返回到阴极侧296的电子，经由阴极氧化剂的氧还原来产生氧离子。
79.阴极侧296可以耦合到阴极氧化剂源，诸如大气中的氧。阴极氧化剂被限定为供应到阴极侧296的氧化剂，燃料电池系统在发电时使用阴极侧296。阴极侧296对于从阴极氧化剂接收到的氧离子，可以是可渗透的。
80.电解质300可以与阳极侧298和阴极侧296连通。电解质300可以使氧离子从阴极侧296通向阳极侧298，并且可以具有很小的电导率或没有电导率，以防止自由电子从阴极侧296通向阳极侧298。
81.固体氧化物燃料电池(诸如燃料电池堆294)的阳极侧可以由镍/氧化钇稳定的氧化锆(ni/ysz)金属陶瓷构成。阳极侧中的镍用作燃料氧化的催化剂和电流导体。在燃料电池堆294的正常操作期间，操作温度可以大于或等于约700℃，并且阳极中的镍(ni)由于主要是氢燃料气体的连续供应而保留其还原形式。也可以设想其他构造。
82.燃料电池堆294设置在lp压缩机110、hp压缩机112或两者的下游。此外，从以上关于图2的描述中将理解的是，燃料电池堆294可以联接到燃烧器206的衬套(例如，内衬208或外衬210)或以其他方式与其集成。以这种方式，燃料电池堆294也可以布置在集成燃料电池和燃烧器组件200的燃烧室228的上游，并且进一步布置在hp涡轮116和lp涡轮118的上游。
83.如图5所示，燃料电池组件204还包括燃料处理单元304和空气处理单元306。燃料处理单元304可以是用于生成富氢燃料流的任何合适结构。例如，燃料处理单元304可以包括燃料重整器或催化部分氧化转换器(cpox)，用于为燃料电池堆294产生富氢燃料流。空气处理单元306可以是任何合适的结构，用于将提供给其的空气温度升高到足够高以实现燃料电池温度控制的温度(例如，约600℃至约800℃)。例如，在所描述的实施例中，空气处理单元包括预燃烧器系统，预燃烧器系统基于通过第二燃料输送管线150b的燃料流来操作，被构造用于例如在瞬态条件(诸如启动、停机和异常情况)期间通过燃烧来升高空气的温度。
84.在描绘的示例性实施例中，燃料处理单元304和空气处理单元306在壳体308内被歧管在一起，以向燃料电池堆294提供调节空气和燃料。
85.然而，应当理解，燃料处理单元304可以附加地或替代地包括任何合适类型的燃料重整器，诸如自动热重整器和蒸汽重整器，它们可能在重整器出口流处需要具有较高氢成分的附加蒸汽入口流。附加地或替代地，燃料处理单元304还可以包括与燃料电池堆294集成的重整器。类似地，应当理解，图5的空气处理单元306可以替代地是热交换器或另一个装置，用于将提供给其的空气的温度升高到足够高以实现燃料电池温度控制的温度(例如，约600℃至约800℃)。
86.如上所述，压缩机排出系统(和气流供应管道288)与气流输送系统气流连通，用于向燃料电池组件204提供压缩气流。气流输送系统包括用于向燃料处理单元304提供气流的阳极气流管道310和相关联的阳极气流阀312、用于向空气处理单元306提供气流的阴极气流管道314和相关联的阴极气流阀316、以及用于直接向燃料电池堆294(或者更确切地，向燃料电池的阴极侧296)提供气流的阴极旁通空气管道318和相关联的阴极旁通空气阀320。燃料输送系统146被构造为通过第一燃料输送管线150a向燃料处理单元304提供第一燃料流，并且通过第二燃料输送管线150b向空气处理单元306提供第二燃料流(例如，如果提供
的话，作为用于预燃烧器系统的燃料)。
87.燃料电池堆294输出作为燃料电池功率输出322产生的电力。此外，燃料电池堆294将阴极空气排放和阳极燃料排放(为了清晰起见，都没有标记)引导到燃烧器206的燃烧室228中。
88.在操作中，空气处理单元306被构造为加热/冷却通过阴极气流管道314进入的压缩空气的一部分，以生成要被引导到燃料电池堆294中的处理空气，从而促进燃料电池堆294起作用。空气处理单元306接收来自第二燃料输送管线150b的第二燃料流，并且可以例如燃烧这种第二燃料流，以将接收到的空气加热至期望温度(例如，约600℃至约800℃)，从而促进燃料电池堆294起作用。由空气处理单元306处理的空气被引导到燃料电池堆294中。在本公开的实施例中，如图所示，阴极旁通空气管道318和由空气处理单元306处理的空气可组合成组合空气流，以被送入燃料电池堆294的阴极侧296。
89.此外，如图5的实施例中所示，通过第一燃料输送管线150a的第一燃料流被引导至燃料处理单元304以用于产生富氢燃料流(例如，优化燃料流的氢含量)，以也被送入燃料电池堆294。将理解的是，并且如下文讨论的，到燃料电池堆294(例如，阴极侧296)的空气(处理空气和旁通空气)流和从燃料处理单元304到燃料电池堆294(例如，阳极侧298)的燃料可以促进发电。
90.由于燃料电池堆294的入口空气可能仅来自上游压缩机区段，而没有任何其他单独控制的空气源，因此将理解的是，从压缩机区段排出的燃料电池堆294的入口空气会受到在不同飞行阶段发生的空气温度变化的影响。仅作为说明性示例，燃气涡轮发动机100的压缩机区段中的特定位置内的空气可以在怠速期间以200℃工作、在起飞期间以600℃工作、在巡航期间以268℃工作等。引导到燃料电池堆294的入口空气的这种类型的温度变化可能会导致燃料电池堆294的陶瓷材料出现显著的热瞬态问题(或甚至是热冲击)，其范围可能从开裂到失效。
91.因此，通过在压缩机区段和燃料电池堆294之间流体连接空气处理单元306，空气处理单元306可以用作控制装置或系统，以将由空气处理单元306处理并引导到燃料电池堆294中的空气维持在期望的操作温度范围(例如，正或负100℃，或优选地正或负50℃，或者正或负20℃)内。在操作中，可通过控制到空气处理单元306的燃料流来控制提供给燃料电池堆294的空气的温度(相对于从压缩机区段排出的空气的温度)。通过增加到空气处理单元306的燃料流，可以提高到燃料电池堆294的气流的温度。通过减少到空气处理单元306的燃料流，可以降低到燃料电池堆294的气流的温度。可选地，不能向空气处理单元306输送燃料，以防止空气处理单元306提高和/或降低从压缩机区段排出并引导到空气处理单元306中的空气的温度。
92.此外，如以虚线所描绘的，燃料电池组件204进一步包括围绕燃料电池294延伸的气流旁通管道321，以允许由空气处理单元306调节(并与通过管道318的任何旁通空气组合)的气流的一部分或全部绕过燃料电池294的阴极侧296，并直接进入燃烧室228。旁通管道321可以与燃料电池294热连通。燃料电池组件进一步包括围绕燃料电池294延伸的燃料旁通管道323，以允许来自燃料处理单元304的重整燃料的一部分或全部绕过燃料电池294的阳极侧298，并直接进入燃烧室228。
93.如上面简要提及的，燃料电池堆294将发送到燃料电池堆294的来自燃料处理单元
304的阳极燃料流和由空气处理单元306处理的空气转换为dc电流形式的电能，即燃料电池功率输出322。该燃料电池功率输出322被引导至电力转换器324，以便将该dc电流转换为能够被一个或多个子系统有效利用的dc电流或ac电流。特别地，对于所描绘的实施例，电力从电力转换器被提供给电总线326。电总线326可以是专用于燃气涡轮发动机100的电总线、结合燃气涡轮发动机100的飞行器的电总线或其组合。电总线326与一个或多个附加电装置328电连通，一个或多个附加电装置328可适于从燃料电池堆294汲取电流或向燃料电池堆294施加电负载。一个或多个附加电装置328可以是电源、功率耗散器(power sink)或两者。例如，附加电装置328可以是电力存储装置(诸如一个或多个电池)、电机(发电机、电动机或两者)、电推进装置等。例如，一个或多个附加电装置328可以包括燃气涡轮发动机100的启动器电动机/发电机。
94.仍然参考图5，燃气涡轮发动机100进一步包括传感器330。在所示的实施例中，传感器330被构造为感测指示燃气涡轮发动机100的燃烧区段114内的火焰的数据。例如，传感器330可以是温度传感器，其被构造为感测指示燃烧区段114的出口温度、涡轮区段的入口温度、排气温度或其组合的数据。附加地或替代地，传感器330可以是任何其他合适的传感器或传感器的任何合适组合，其被构造为感测一个或多个燃气涡轮发动机操作条件或参数，包括指示燃气涡轮发动机100的燃烧区段114内的火焰的数据。
95.此外，如图5中进一步示意性描绘的，推进系统、包括推进系统的飞行器或两者都包括控制器240。例如，控制器240可以是独立控制器、燃气涡轮发动机控制器(例如，全权限数字发动机控制器或fadec控制器)、飞行器控制器、推进系统的监督控制器及其组合等。
96.控制器240可操作地连接到在燃气涡轮发动机100和燃料输送系统146中的至少一个内的各种传感器、阀等。更具体地，对于所描绘的示例性方面，控制器240可操作地连接到压缩机排出系统的阀(阀278、282、286)、气流输送系统的阀(阀312、316、320)和燃料输送系统146的阀(分流器274、阀151a、151b、151c)，以及燃气涡轮发动机100的传感器330和燃料电池传感器302。从下面的描述中将理解的是，控制器240可以与这些部件有线或无线通信。以这种方式，控制器240可以接收来自各种输入(包括燃气涡轮发动机传感器330和燃料电池传感器302)的数据，可以做出控制决策，并且可以向各种输出(包括控制来自压缩机区段的气流排出的压缩机排出系统的阀、引导从压缩机区段放出的气流的气流输送系统的阀、以及引导燃气涡轮发动机100内的燃料流的燃料输送系统146的阀)提供数据(例如，指令)。
97.特别参考控制器240的操作，在至少某些实施例中，控制器240可以包括一个或多个计算装置332。计算装置332可以包括一个或多个处理器332a和一个或多个存储器装置332b。一个或多个处理器332a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332b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。
98.一个或多个存储器装置332b可以存储能够由一个或多个处理器332a访问的信息，包括可以由一个或多个处理器332a执行的计算机可读指令332c。指令332c可以是当由一个或多个处理器332a执行时，使一个或多个处理器332a进行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令332c可以由一个或多个处理器332a执行，以使一个或多个处理器332a进行操作，诸如控制器240和/或计算装置332被构造用于的任何操作和功能、如本文所述的用于操作
推进系统的操作(例如方法900和/或方法1000)、和/或一个或多个计算装置332的任何其他操作或功能。指令332c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332c可以在处理器332a上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。存储器装置332b可以进一步存储可由处理器332a访问的数据332d。例如，数据332d可以包括指示功率流的数据、指示燃气涡轮发动机100/飞行器操作条件的数据、和/或本文描述的任何其他数据和/或信息。
99.计算装置332还包括网络接口332e，网络接口322e被构造为例如与燃气涡轮发动机100的其他部件(诸如压缩机排出系统的阀(阀278、282、286)、气流输送系统的阀(阀312、316、320)和燃料输送系统146的阀(分流器274，阀151a、151b、151c)，以及燃气涡轮发动机100的传感器330和燃料电池传感器302)、结合燃气涡轮发动机100的飞行器等通信。网络接口332e可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适部件，包括例如发射机、接收机、端口、控制器、天线和/或其他合适部件。以这种方式，将理解的是，网络接口332e可以利用有线和无线通信网络的任何合适组合。
100.本文所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、以及发送到和发送自基于计算机的系统的信息。将理解的是，基于计算机的系统的固有灵活性允许了部件之间和部件之中的任务和功能性的多种可能的构造、组合和划分。例如，本文讨论的处理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。数据库、存储器、指令和应用可以在单个系统上实施，或者分布在多个系统上。分布的部件可以顺序地或并行操作。
101.将理解的是，燃气涡轮发动机100、示例性燃料输送系统146、示例性集成燃料电池和燃烧器组件200以及示例性燃料电池组件204仅作为示例提供。在其他实施例中，集成燃料电池和燃烧器组件200以及燃料电池组件204可以具有任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，燃料电池组件204可以包括任何其他合适的燃料处理单元304。附加地或替代地，例如当燃气涡轮发动机100的燃烧器被构造为燃烧氢燃料，而燃料输送组件146被构造为向集成燃料电池和燃烧器组件200，特别是向燃料电池组件206提供氢燃料时，燃料电池组件204可以不需要燃料处理单元304。
102.如上简要所述，燃料电池组件204可以与电总线326电连通，电总线326可以是燃气涡轮发动机100的电总线、飞行器的电总线、或其组合。现在简要参考图6，提供了根据本公开的实施例的飞行器400的示意图，飞行器400包括一个或多个燃气涡轮发动机100(标记为100a和100b)，每个发动机都具有集成燃料电池和燃烧器组件200(标记为200a和200b)，以及与一个或多个燃气涡轮发动机100电连通的飞行器电总线326。
103.特别地，对于所描述的示例性实施例，飞行器400被提供为包括机身402、尾翼404、第一机翼406、第二机翼408和推进系统。推进系统大体上包括联接至第一机翼406或与第一机翼406集成的第一燃气涡轮发动机100a和联接至第二机翼408或与第二机翼408集成的第二燃气涡轮发动机100b。然而，将理解的是，在其他实施例中，可以提供任何其他合适数量和/或构造的燃气涡轮发动机100(例如，安装在机身上、安装在尾翼上等)。
104.第一燃气涡轮发动机100a大体上包括第一集成燃料电池和燃烧器组件200a以及第一电机410a。第一集成燃料电池和燃烧器组件200a大体上可以包括第一燃料电池组件。第一电机410a可以是嵌入式电机、偏置电机(例如，能够通过附件齿轮箱或合适的齿轮系与
燃气涡轮发动机100一起旋转)等。例如，在某些示例性实施例中，第一电机410a可以是第一燃气涡轮发动机100a的启动器电动机/发电机。
105.类似地，第二燃气涡轮发动机100b大体上包括第二集成燃料电池和燃烧器组件200b以及第二电机410b。第二集成燃料电池和燃烧器组件200b大体上可以包括第二燃料电池组件。第二电机410b也可以是嵌入式电机、偏置电机(例如，能够通过附件齿轮箱或合适的齿轮系与燃气涡轮发动机100一起旋转)等。例如，在某些示例性实施例中，第二电机410b可以是第二燃气涡轮发动机100b的启动器电动机/发电机。
106.在图6的实施例中，飞行器400附加地包括电总线326和监督控制器412。此外，将理解的是，飞行器400和/或推进系统包括各自与电总线326电连通的一个或多个电装置414和电能存储单元416。电装置414可以表示一个或多个飞行器功率负载(例如，航空电子系统、控制系统、电动推进器等)、一个或多个电源(例如，辅助动力单元)等。电能存储单元416可以是例如用于存储电力的电池组等。
107.电总线326进一步电连接到第一电机410a和第一燃料电池组件，以及电连接到第二电机410b和第二燃料电池组件。监督控制器412可以以与图5的控制器240类似的方式构造，或者可以与专用于第一燃气涡轮发动机100a的第一燃气涡轮发动机控制器和专用于第二燃气涡轮发动机100b的第二燃气涡轮发动机控制器操作地通信。
108.以这种方式，将理解的是，监督控制器412可以被构造为接收来自第一燃气涡轮发动机100a的燃气涡轮发动机传感器330a和来自第二燃气涡轮发动机100b的燃气涡轮发动机传感器330b的数据，并且可以进一步被构造为向第一和第二燃气涡轮发动机100a、100b的各种控制元件(诸如阀)发送数据(例如，命令)。
109.此外，将理解的是，对于所描绘的实施例，飞行器400包括一个或多个飞行器传感器418，其被构造为感测指示飞行器400的各种飞行操作的数据，包括例如海拔、环境温度、环境压力、气流速度等。监督控制器412可操作地连接到这些飞行器传感器418，以从这些飞行器传感器418接收数据。
110.除了接收来自传感器330a、330b、418的数据并向控制元件发送数据之外，监督控制器412还被构造为控制通过电总线326的电力流。例如，监督控制器412可以被构造为命令并接收来自一个或多个电机(例如，第一电机410a和第二电机410b)、一个或多个燃料电池组件(例如，第一燃料电池组件和第二燃料电池组件)或两者的期望电力提取，并且向一个或多个电机(例如，第一电机410a和第二电机410b)、一个或多个燃料电池组件(例如，第一燃料电池组件和第二燃料电池组件)中的另一个或两者提供全部或部分提取的电力。这些动作中的一个或多个动作可以根据下面概述的逻辑来进行。
111.在一个实施例中，每个集成燃料电池的燃料电池组件204和燃烧器组件200(标记为200a和200b；也见图2至图5)被分成多个燃料电池组，其中每个燃料电池组产生离散电力输出。例如，第一燃料电池堆232可以被构造为具有第一电力输出的第一燃料电池组，并且第二燃料电池堆234可以被构造为具有第二电力输出的第二燃料电池组。第一和第二燃料电池组可以布置在燃烧器206的外衬210和内衬208上(如图2中)，可以沿燃烧器206的外衬210或内衬208中的一个轴向布置，可以沿燃烧器206的外衬210或内衬208中的一个或两者周向布置，或者可以以任何其他合适的方式布置。此外，在其他实施例中，燃料电池组件204可以包括多于两组(例如，3、4、5或更多组，例如高达20组)。
112.现在转向图7，在所描绘的实施例中，推进系统是推进系统10，其包括具有第一涡轮机502的第一推进组件500、具有第二涡轮机506的第二推进组件504和电联接到电网510的第三推进组件508。电网510可以是电总线326，或者电网510可以类似于参考图5和图6描述的电总线326构造。
113.在一些实施例中，推进系统10仅包括第一推进组件500，使得第二推进组件504和第三推进组件508被省略。在其他实施例中，第三推进组件508被省略，使得推进系统10包括第一推进组件500和第二推进组件504。在进一步实施例中，推进系统10仅包括一个涡轮机(例如第一推进组件500的第一涡轮机502)，但包括多个推进组件(例如以与第二推进组件504类似的方式构造的多个推进组件)。例如，在图8中，第二推进组件504的第二涡轮机506和第三推进组件508以虚线示出，以指示在一些实施例中，这些部件是可选的，然而将理解的是，替代地或附加地，第二推进组件504也是可选的。
114.如图7和图8的实施例所示，第一推进组件500、第二推进组件504和第三推进组件508中的每一个都包括类似于本文所述的涡轮风扇发动机100的风扇区段102的风扇区段。同样，第一涡轮机502和第二涡轮机506中的每一个都被构造为类似于涡轮风扇发动机100的涡轮机104。这样，第一推进组件500的风扇区段和第一涡轮机502一起可以是图6所示实施例的第一燃气涡轮发动机100a，并且第二推进组件504的风扇区段和第二涡轮机506一起可以是图6所示实施例的第二燃气涡轮发动机100b。
115.参考图7和图8，第一推进组件500的风扇区段包括风扇512，风扇512具有以间隔开的方式联接到盘516的多个风扇叶片514。风扇叶片514和盘516例如通过第一涡轮机502的低压(lp)轴536一起可绕第一涡轮机502的中心线轴线(未示出)旋转。盘516被可旋转的前毂518覆盖，前毂518在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片514。在一些实施例中，第一推进组件500的风扇区段是管道式的，其中环形风扇壳体或外机舱周向围绕风扇512和/或第一涡轮机502的至少一部分，类似于图1中所示的机舱134。在其他实施例中，第一推进组件500的风扇区段是非管道式的，没有风扇壳体或外机舱周向围绕风扇512。无论是管道式还是非管道式，将理解的是，第一推进组件500的风扇区段被构造为生成推力，使得第一推进组件500可以是任何合适的推进器并且不需要包括风扇组件。
116.第一涡轮机502包括以串行流动顺序布置的压缩机区段520、燃烧区段522和涡轮区段524。第一涡轮机502的燃烧区段522被构造为从飞行器燃料供应部(例如燃料输送系统146(图1))接收第一航空燃料流f1。压缩机区段520包括增压或低压(lp)压缩机526和高压(hp)压缩机528。涡轮区段524包括高压(hp)涡轮530和低压(lp)涡轮532。第一涡轮机502还包括将hp涡轮530驱动地连接到hp压缩机528的高压(hp)轴或线轴534，以及将lp涡轮532驱动地连接到lp压缩机526的低压(lp)轴或线轴536。
117.类似地，第二推进组件504的风扇区段包括风扇538，风扇538具有以间隔开的方式联接到盘542的多个风扇叶片540。风扇叶片540和盘542例如通过第二涡轮机506的低压(lp)轴562一起可绕第二涡轮机506的中心线轴线(未示出)旋转。盘542被可旋转的前毂544覆盖，前毂544在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片540。在一些实施例中，第二推进组件504的风扇区段是管道式的，其中环形风扇壳体或外机舱周向围绕风扇538和/或第二涡轮机506的至少一部分，如图1所示的机舱134。在其他实施例中，第二推进组件504的风扇区段是非管道式的，没有风扇壳体或外机舱周向围绕风扇538。无论是管道式还是非
管道式，将理解的是，第二推进组件504的风扇区段被构造为生成推力，使得第二推进组件504可以是任何合适的推进器并且不需要是风扇组件。
118.第二涡轮机506包括以串行流动顺序布置的压缩机区段546、燃烧区段548和涡轮区段550。第二涡轮机506的燃烧区段548被构造为从飞行器燃料供应部(例如燃料输送系统146(图1))接收第二航空燃料流f2。压缩机区段546包括增压或低压(lp)压缩机552和高压(hp)压缩机554。涡轮区段550包括高压(hp)涡轮556和低压(lp)涡轮558。第二涡轮机506还包括将hp涡轮556驱动地连接到hp压缩机552的高压(hp)轴或线轴560，以及将lp涡轮558驱动地连接到lp压缩机552的低压(lp)轴或线轴562。
119.此外，第三推进组件508包括风扇564，风扇564具有以间隔开的方式联接到盘568的多个风扇叶片566。风扇叶片566和盘568例如通过联接到电机574的轴572一起可绕轴线(未示出)旋转。盘568被可旋转的前毂570覆盖，前毂570在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片566。在一些实施例中，第三推进组件508是管道式的，其中环形风扇壳体或外机舱周向围绕风扇564，如图1所示的机舱134。在其他实施例中，第三推进组件508是非管道式的，没有风扇壳体或外机舱周向围绕风扇564。
120.如图7和图8所示，推进系统10包括至少一个燃料电池组件。例如，推进系统10具有包括第一燃料电池578的第一燃料电池组件576，第一燃料电池578限定出口(例如图4中所示的出口264)，该出口定位成从第一燃料电池578中移除输出产物(例如输出产物266)。第一涡轮机502被构造为接收来自第一燃料电池578的输出产物。同样，推进系统10具有包括第二燃料电池582的第二燃料电池组件580，第二燃料电池582限定出口(例如图4所示的出口264)，该出口定位成从第二燃料电池582中移除输出产物(例如输出产物266)。第二涡轮机506被构造为接收来自第二燃料电池582的输出产物。应当理解，在推进系统10仅包括一个涡轮机(例如仅包括第一涡轮机502)的情况下，推进系统可以仅包括一个燃料电池组件，例如仅包括第一燃料电池组件576。此外，应当理解，虽然图7和图8所示的燃料电池组件与相应涡轮机集成在一起，但在其他实施例中，燃料电池组件可以定位在与涡轮机间隔开的任何其他合适的位置。然而，将进一步理解的是，每个燃料电池组件可以如上文关于例如图2中描绘的燃料电池组件204描述的那样构造，并且包括与相应涡轮机502、506的燃烧器组件200的外衬210一起构造的第一燃料电池堆232，以及与相应涡轮机502、506的燃烧器组件200的内衬208一起构造的第二燃料电池堆234。
121.仍然参考图7和图8，电网510与一个或多个电装置电连通，这些电装置可适于从第一涡轮机502、第二涡轮机506、第一燃料电池578和/或第二燃料电池582汲取电流或向其施加电负载。一个或多个电装置可以是电源、功率耗散器或两者。例如，电装置可以是第一电机584、第二电机586、第三电机588和第四电机590。每个电机584、586、588、590可以是发电机、电动机或两者(其可以被称为电动发电机)。与电网510电连通的附加电装置可以包括一个或多个电力存储装置(例如一个或多个电池、超级电容器等)；电动推进装置(例如具有第五电机的第三推进组件508，第五电机在本文中也称为联接到第三推进组件508的轴572的电机574)等。第五电机574可以如第一电机584、第二电机586、第三电机588和/或第四电机590那样构造。
122.第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和第五电机574中的每一个可与第一涡轮机502或第二涡轮机506中的一个一起旋转，并且可以是嵌入式电机、偏置
电机(例如，可通过附件齿轮箱或合适的齿轮系与燃气涡轮发动机100一起旋转)等。此外，每个电机584、586、588、590、574不需要是相同类型的电机。例如，第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和/或第五电机574中的至少一个可以是嵌入式电机，而第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和/或第五电机574中的至少一个可以是偏置电机。此外，虽然图7中示出了五个电机，但在至少一些实施例中，推进系统10不需要包括第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和/或第五电机574中的每一个，例如如图8所示。
123.在某些示例性实施例中，第一电机584可以是联接到第一涡轮机502的hp轴/线轴534的启动器电动机/发电机，并且可以被称为hp mg 584，如图7所示。第一电机584可以与第一涡轮机502的hp压缩机528、hp涡轮530或两者一起旋转。此外，第二电机586可以是联接到第一涡轮机502的lp轴/线轴536的启动器电动机/发电机，并且可以被称为lp mg 586。第二电机586可以与第一涡轮机502的lp压缩机526、lp涡轮532或两者一起旋转。类似地，第三电机588可以是联接到第二涡轮机506的hp轴/线轴560的启动器电动机/发电机，并且可以被称为hp mg 588。第三电机588可以与第二涡轮机506的hp压缩机554、hp涡轮556或两者一起旋转。此外，第四电机590可以是联接到第二涡轮机506的lp轴/线轴562的启动器电动机/发电机，并且可以被称为lp mg 590。第四电机590可以与第二涡轮机506的lp压缩机552、lp涡轮558或两者一起旋转。此外，第五电机574可以是如前所述联接到第三推进组件508的启动器电动机/发电机，并且可以被称为pmg 574，如图7所示。
124.如先前讨论的，推进系统10包括至少一个推进组件(例如，第一推进组件500、第二推进组件504和/或第三推进组件508)和至少一个涡轮机(例如，第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)，然而在各种实施例中，推进组件的数量、涡轮机的数量以及至少一个推进组件和至少一个涡轮机之间的连接的不同组合是可能的。例如，对于包括第一推进组件500、第二推进组件504和涡轮机502/506(即，第一涡轮机502或第二涡轮机506)的推进系统10的至少一些实施例，第一推进组件500和第二推进组件504中的一个机械联接到涡轮机502/506，并且第一推进组件500和第二推进组件504中的另一个电联接到涡轮机502/506。此外，在这种实施例中，电网510可以电联接到燃料电池组件576/580(即，第一燃料电池组件576或第二燃料电池组件580，这取决于涡轮机502/506是第一涡轮机502还是第二涡轮机506)、涡轮机502/506、以及第一推进组件500和第二推进组件504中的至少一个。在还包括第三推进组件508的推进系统10的这种实施例中，第三推进组件508可以经由电网510电联接到涡轮机502/506。
125.作为前述的一个示例，对于包括第一推进组件500、第二推进组件504和第一涡轮机502的推进系统10的实施例，第一推进组件500机械联接到第一涡轮机502，并且第二推进组件504电联接到第一涡轮机502。此外，电网510电联接到第一燃料电池组件576、第一涡轮机502和至少第二推进组件504；电网也可以电联接到第一推进组件500。此外，当包括时，第三推进组件508经由电网510电联接到第一涡轮机502。
126.如图中进一步所示，推进系统10、包括推进系统10的飞行器(例如图6中所示的飞行器400)或两者包括控制器，例如关于图5描述的控制器240。例如，控制器240可以是独立控制器、燃气涡轮发动机控制器(例如，全权限数字发动机控制器或fadec控制器)、飞行器控制器、用于推进系统的监督控制器(例如关于图6描述的监督控制器412)，其组合等。
127.如本文例如关于图5描述的，在至少某些实施例中，控制器240可以包括一个或多个计算装置332。计算装置332可以包括一个或多个处理器332a和一个或多个存储器装置332b。在至少一些实施例中，一个或多个存储器装置332b存储指令，该指令在由一个或多个处理器332a执行时使推进系统10进行操作，包括接收指示推进系统推力差异的数据，响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改燃料电池的输出。术语“推进系统推力差异”通常是指推进系统10生成的实际推力不同于期望或命令推力。例如，对于单个涡轮机和单个推进组件构造，推进系统推力差异可以指实际推力低于命令推力。对于包括多个推进器组件的推进系统，推进系统推力差异可以指多个推进器组件之间的推力不平衡(例如，相对于左舷推进组件，从右舷推进组件产生相对于平衡操作的更多推力，或反之亦然)。
128.在至少某些示例性方面，指示推进系统推力差异的数据可以是实际传感器数据或者可以是涡轮机(诸如第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)上的电负载的变化。涡轮机上的电负载的变化可以指经由可与涡轮机一起旋转的电机提取的电力量。电负载的变化可以是从附件系统提取电力的增加、从附件系统提取电力的减少、故障事件等的结果。
129.在这样的示例性方面，响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改燃料电池的输出可以包括响应于接收到指示涡轮机上的电负载的变化的数据而修改燃料电池(例如第一燃料电池578和/或第二燃料电池582)的输出产物。
130.例如，控制器240被构造为控制推进系统10的各种部件，以在涡轮机(例如，第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)上发生快速电负载变化时采取纠正动作。快速电负载变化可以是负载减少或负载增加。在负载减少的情况下，推进系统10的一个或多个电部件可能发生故障或以其他方式被控制掉线。例如，在第一涡轮机502和/或第二涡轮机506上施加扭矩负载的一个或多个电负载停止要求电力或与系统电断开。当这种情况发生时，第一涡轮机502和/或第二涡轮机506上的电负载快速减少，或者换句话说，抵抗第一涡轮机502和/或第二涡轮机506的输出轴的旋转的扭矩快速减少，导致第一涡轮机502和/或第二涡轮机506的扭矩输出与电系统施加在第一涡轮机502和/或第二涡轮机506上的扭矩负载之间的扭矩不平衡。在负载增加的情况下，与例如电网510电联接的电力消耗装置或负载所需的电力不能由一个或多个发电装置(例如本文描述的一个或多个电机)输送。即，所需的电力大于能够由一个或多个发电装置生成的可用电力。这种快速的电负载变化可能会导致许多问题，例如超速问题(例如，高电力供应和低电负载导致的速度偏移)、电力质量差(例如，系统过压)、升高的涡轮机温度(这可能影响涡轮机的寿命)、重大和不安全的飞行器操纵问题、推力不对称等。
131.因此，如前所述，响应于接收到指示推进系统10的涡轮机上的电负载或需求的变化的数据，控制器240被构造成使推进系统10修改相关联燃料电池的输出。参考图7a，结合图7和图8，燃料电池的输出是从燃料电池排放到相关联涡轮机的燃烧区段的输出产物或燃烧气体266，并且控制器240被构造成使推进系统10修改流向涡轮机的燃料电池的输出产物。例如，响应于接收到指示第一涡轮机502上的电负载增加的数据，控制器240的一个或多个处理器332a执行使推进系统10修改第一燃料电池578的输出产物的指令。通过修改第一燃料电池578的输出产物，推进系统10调整第一燃料电池578的排气(例如，燃烧气体266)，以提高第一涡轮机502的涡轮区段524的功。经由第一燃料电池578提高或增加涡轮功，增加了第一涡轮机502的功率输出，以帮助补偿第一涡轮机502上的电负载增加。因此，可以最小
化或避免电负载增加的影响，这可以防止上述与电负载变化相关联的问题(例如超速、电力质量差、缩短发动机寿命、飞行器操纵问题和推力不对称)。与向燃烧器添加主燃料以提高或增加涡轮输出的功相比，使用燃料电池可以带来显著益处，即在不违反发动机可操作性约束(例如温度限制)的情况下实现相同的涡轮功提高。例如，燃料电池的使用可以在燃烧器内以期望的分布引入期望的气体成分，这导致更低的涡轮入口温度和/或更均匀的涡轮温度分布、减少的排放等。
132.应当理解，可以对第二燃料电池582的输出产物进行类似调整，以最小化或消除电负载变化对第二涡轮机506的影响。例如，响应于接收到指示第二涡轮机506上的电负载增加的数据，控制器240的一个或多个处理器332a执行使推进系统10修改第二燃料电池582的输出产物的指令。通过修改第二燃料电池582的输出产物，推进系统10调整第二燃料电池582的排气(例如，燃烧气体266)，以提高第二涡轮机506的涡轮区段550的功。经由第二燃料电池582提高或增加涡轮功，增加了第二涡轮机506的功率输出，以帮助补偿第二涡轮机506上的电负载增加，从而最小化或防止与第二涡轮机506上的电负载变化相关联的问题(例如上述那些问题)。
133.参考图7b，结合图7和图8，燃料电池的输出是燃料电池的电力或电流输出，并且控制器240被构造为使推进系统10修改燃料电池到相应推进组件(例如，第一推进组件500、第二推进组件504和/或第三推进组件508)的电力输出。例如，响应于接收到指示第一涡轮机502上的电负载增加的数据，控制器240的一个或多个处理器332a执行使推进系统10修改第一燃料电池578到第一推进组件500的电力输出的指令。通过修改第一燃料电池578的电力输出，推进系统10例如增加第一燃料电池578到第一推进组件500的电力输出，以补偿第一涡轮机502上的电负载增加，这可以增加第一涡轮机502驱动第一推进组件500的扭矩输出。因此，通过从第一燃料电池578向第一推进组件500提供电力，可以最小化或避免电负载增加的影响，这可以防止上述与电负载变化相关联的问题(例如超速、电力质量差、缩短发动机寿命、飞行器操纵问题和推力不对称)。
134.应当理解，可以对第二燃料电池582的电力输出进行类似调整，以最小化或消除电负载变化对第二涡轮机506的影响。例如，响应于接收到指示第二涡轮机506上的电负载减少的数据，控制器240的一个或多个处理器332a执行使推进系统10修改第二燃料电池582到第二推进组件504的电力输出的指令。通过修改第二燃料电池582的电力输出，推进系统10例如增加第二燃料电池582到第二推进组件504的电力输出，以补偿第二涡轮机506上的电负载增加，这可以降低第二涡轮机506驱动第二推进组件504的扭矩输出。从第二燃料电池582到第二推进组件504的电力输出有助于补偿第二涡轮机506上的电负载增加，从而最小化或防止与第二涡轮机506上的电负载变化相关联的问题(例如上述那些问题)。
135.应当理解，尽管上文关于电负载增加进行了描述，但是控制器240也可以使推进系统10响应于相应涡轮机上的电负载减小而修改相应燃料电池的输出(即，输出产物或电力输出)。此外，响应于接收到指示推进系统10的两个或更多个涡轮机上的电负载的变化的数据，控制器240可以被构造为使推进系统10修改与两个或更多个涡轮机中的每个涡轮机相关联的燃料电池的输出。附加地或替代地，在相关联涡轮机的燃料电池组件包括两个或更多个燃料电池的情况下，控制器240可以被构造成执行使推进系统10修改与相应涡轮机相关联的一个或多个燃料电池的输出的指令。例如，推进系统10可以修改第一燃料电池组件
576和/或第二燃料电池组件580的燃料电池堆232的输出产物或电力输出。
136.作为一个示例，除了接收指示第一涡轮机502上的第一电负载的变化的数据之外，控制器240还可以接收指示第二涡轮机506上的第二电负载的变化的数据。结果，控制器240可执行使推进系统10修改第一燃料电池578的输出产物和修改第二燃料电池582的输出产物的指令。在其他实施例中，控制器240可以执行使推进系统10修改第一燃料电池578的电力输出和修改第二燃料电池582的电力输出的指令。在其他实施例中，控制器240可以执行使推进系统10修改第一燃料电池578到第一推进系统500和第二推进系统504的电力输出，或修改第二燃料电池582到第一推进系统500和第二推进系统504的电力输出的指令。
137.在至少一些实施例中，响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改燃料电池(例如，第一燃料电池578和/或第二燃料电池582)的输出产物包括修改输出产物的成分。例如，不是添加燃料或增加到涡轮机的燃料流，这会增加涡轮机温度，而是可以改变来自燃料电池的输出产物的成分以增加涡轮机的功。作为示例，可以通过降低燃料电池组件的电力输出来修改燃料电池输出产物的气体成分。结果，燃料电池组件的燃料利用率也将降低，导致输出产物中例如氢气(h2)的更高百分比组成。附加地或替代地，燃料电池组件被操作以增加输出产物的温度(例如，通过加热到阴极的气流，通过在更高温度下从压缩机区段提取气流等)，从而增加涡轮机的功。尽管燃料利用率降低，但到燃料电池的阳极的燃料流可以结合这些操作增加以维持期望的电力输出。因此，来自燃料电池的排气的焓被改变，例如，而不是改变由燃料电池提供的电力，以增强涡轮机的功。
138.可以以多种方式确定触发修改燃料电池的输出(输出产物或电力输出)的电负载的变化。例如，电负载可以超过或低于阈值以成为足以保证修改燃料电池(例如第一燃料电池578和/或第二燃料电池582)的输出产物或电力输出的涡轮机(例如第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)上的电负载的变化。作为另一个示例，电负载可以在预定时间间隔内增加或减少预定量，这可以指示电负载的快速增加或快速减少。例如，如果电负载在预定毫秒数内改变了预定电压，则控制器240可以确定控制器240已经接收到指示涡轮机上的电负载的变化的数据，并因此，接收到指示推进系统推力差异的数据，使得相关联燃料电池的输出产物或电力输出应该被修改。
139.如本文所述，电网510被构造为通过一个或多个电机将电负载传输到包括在推进系统10中的每个涡轮机(例如，第一涡轮机502、第二涡轮机506或两者)，或从每个涡轮机传输电负载。在至少一些实施例中，接收指示推进系统推力差异的数据包括确定电负载已经从电网510移除。例如，电负载可以由联接到电网510的一个或多个电机(例如第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和/或第五电机574)提供。在这种实施例中，接收指示涡轮机(例如，第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)上的电负载的变化的数据可以包括确定至少一个电机584、586、588、590、574已经停止要求电力或与电网510电断开，这表明电负载已经从电网510移除。
140.尽管上文关于推进系统10上的电负载或电力需求的变化进行了描述，但是将理解的是，推进系统推力差异也可能由于推进系统10上的一个或多个机械负载的变化而出现。例如，来自液压泵的输出的变化可以增加或减少第一推进组件500和/或第二推进组件504上的机械负载，这导致第一推进组件502和第二推进组件504之间的推力不平衡，并且推力不平衡或推力差异通过如本文所述修改一个或多个燃料电池的输出来克服。应当理解，各
种部件、组件和系统可以对推进系统10的推进组件500、504、508中的一个或多个上的机械负载作出贡献。此外，机械负载的变化、电负载的变化或其组合可能导致推进系统推力差异。
141.在一些实施例中，接收指示推进系统推力差异的数据包括接收第一推进组件500、第二推进组件504和第三推进组件508中的至少一个的轴的旋转速度的变化的数据。如本文所述，推进系统10可以包括一个或多个传感器，例如构造成感测指示燃料电池组件操作参数的数据的燃料电池传感器302和/或构造成感测一个或多个燃气涡轮发动机操作条件或参数的燃气涡轮发动机传感器330。在图7和图8所示的推进系统10的实施例中，推进系统10包括一个或多个轴传感器592，每个轴传感器592被构造成感测相关联的轴的旋转速度。例如，第一轴传感器592可以设置在第一涡轮机502的hp轴/线轴534上以感测hp轴/线轴534的旋转速度；第二轴传感器592可以设置在第一涡轮机502的lp轴/线轴536上以感测lp轴/线轴536的旋转速度；第三轴传感器592可以设置在第二涡轮机506的hp轴/线轴560上以感测hp轴/线轴560的旋转速度；并且第四轴传感器592可以设置在第二涡轮机506的lp轴/线轴562上以感测lp轴/线轴562的旋转速度。轴传感器592可以是除了燃料电池传感器302(图5)和/或燃气涡轮发动机传感器330(图6)之外的。或者，可以从推进系统10中省略燃料电池传感器302、燃气涡轮发动机传感器330和轴传感器592中的一个或多个。
142.因此，推进系统推力差异可以通过涡轮机的轴/线轴的旋转速度的变化来指示。例如，设置在hp轴/线轴534上的第一轴传感器592可以感测足以指示可能导致以上识别的与推力不平衡相关联的问题(例如电负载的快速和/或急剧增加或减少)中的一个或多个的推力不平衡的hp轴/线轴534的旋转速度的变化。作为示例，第一轴传感器592可以感测hp轴/线轴534的旋转速度已经增加或降低到低于阈值旋转速度，这指示第一涡轮机502上的机械或电负载的变化。如本文所述，在一些实施例中，当控制器240接收到这种指示推进系统推力差异的数据时，控制器240执行使推进系统10修改例如第一燃料电池578的输出产物，从而修改第一涡轮机502的功和hp轴/线轴534的旋转速度的指令。在其他实施例中，当控制器240接收到这种指示推进系统推力差异的旋转速度数据时，控制器240执行使推进系统10修改第一燃料电池578的电力输出，并由此修改例如通过电网510提供给一个或多个推进组件(例如，第一推进组件500、第二推进组件504和/或第三推进组件508)的电力的指令。
143.在至少某些实施例中，除了修改一个或多个燃料电池的输出产物或电力输出之外，可以改变或修改其他参数以补偿推进系统推力差异。例如，响应于接收到指示一个或多个涡轮机上的电负载的变化的数据，由控制器240执行的指令使推进系统10进行进一步包括修改电机(例如第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和/或第五电机574)的电力输出的操作。因此，如本文所述，至少一个推进组件(例如，第一推进组件500、第二推进组件504和/或第三推进组件508)可以联接到电机(例如，第一电机584、第二电机586、第三电机588、第四电机590和/或第五电机574)，并且修改电机的电力输出包括修改电机到至少一个推进组件的电力输出。电机584、586、588、590中的一个或多个可以提取或注入功率以减慢或加速相应涡轮机轴(例如，hp轴534、lp轴536、hp轴560和/或lp轴562)，从而影响由相应涡轮机502、506提供的推力。
144.作为修改电机的电力输出的示例，在一些实施例中，推进系统包括第一推进组件500、第一涡轮机502和第二推进组件504，其中第二电机586联接到第一涡轮机502，并且第
四电机590联接到第二推进组件504。在这种实施例中，第二电机586和第四电机590中的任一个或两者的电力输出可以与推进系统10的燃料电池的输出一起被调整或修改，以使推进系统推力在导致推力不对称的推力干扰之后回到平衡。例如，对推进系统10的干扰可能导致第一推进组件500的推力输出超过第二推进组件504的推力输出；在这种情况下，可以减少第一推进组件500的推力输出或者可以增加第二推进组件504的推力输出(或其组合)，以平衡由推进系统10提供的推力。在一些实施例中，控制器240可以降低第二电机586的电力输出并修改第一燃料电池578的输出产物，以降低第一燃料电池578的排气焓，从而降低第一推进组件500的推力输出。在其他实施例中，控制器240可以执行指令以增加第一燃料电池578的电力输出，并由此减少第一涡轮机502的功以减小第一推进组件500的推力输出。同时，第一燃料电池578的增加的电力输出可以传输到第四电机590，在“电动机模式”(与“发电机模式”相对)下，第四电机590增加由第二推进组件504提供的速度/推力。因此，在任一实施例中(或这些实施例的组合中)，通过调整燃料电池输出连同一个或多个电机的电力输出，第一推进组件500和第二推进组件504之间的推力不平衡可以被克服以使推力不对称为零。因此，应当理解，推进系统10可包括可以一起工作以平衡推进系统10的推力的电机和燃料电池。
145.连同燃料电池的输出，可以响应于推进系统10的推进系统推力差异而改变的其他参数包括一个或多个电装置的电力输出、推进系统的风扇的风扇叶片桨距、推进系统的可变几何结构、涡轮机上的辅助负载、涡轮机外部的附件负载、以及到涡轮机的燃烧区段的航空燃料流。例如，控制器240可以被构造为使得由一个或多个处理器332a执行的指令使推进系统10进行进一步包括调整以下中的至少一项的操作：(i)一个或多个电装置(例如一个或多个电存储装置)的电力输出，一个或多个电装置可以是单独的装置或能量存储系统(ess)594的一部分，能量存储系统(ess)594可以包括一个或多个电池(例如，锂离子电池)、超级电容器等，其可在第一时间a充电以存储电力/能量，然后在第二时间b释放存储的电力/能量；(ii)风扇的风扇叶片桨距，例如第一推进组件500的风扇512的风扇叶片514的桨距、第二推进组件504的风扇538的风扇叶片540的桨距、和/或第三推进组件508的风扇564的风扇叶片566的桨距；(iii)推进系统10的可变几何结构，例如可变入口导向轮叶(igv)和/或可变出口导向轮叶(ogv)的位置、可变排气几何结构等；(iv)涡轮机上的一个或多个辅助负载596，例如一个或多个附件系统(例如，润滑油系统、燃料泵、热管理系统、发动机防冰单元、电子控制单元等)；(v)发动机或涡轮机外部的一个或多个电负载598，例如飞行器机身中的那些电负载(并联接到主配电总线)，可包括环境控制系统、防冰单元、飞行控制、起落架、厨房、制动器等；以及(vi)到涡轮机的燃烧区段的航空燃料流，例如到第一涡轮机502的第一航空燃料流f1和/或到第二涡轮机506的第二航空燃料流f2。将理解的是，调整可变几何部件的几何结构包括修改部件中的开口的开口尺寸、改变部件的尺寸和/或形状等。因此，可以连同修改燃料电池的输出来调整一个或多个参数以使推进系统10提供的推力在推力平衡的破坏之后回到平衡，例如通过修改一些电负载的电力消耗或脱落一些电负载以为推进组件提供附加电力来实现推力平衡，或通过修改涡轮机的功(例如，通过增加或减少燃料流)来调整推进组件的推力输出。
146.现在参考图9，本主题还包括操作用于飞行器的推进系统的各种方法。图9描绘了操作如上所述的推进系统10的方法900。如图9所示，方法900包括(902)接收指示推进系统
推力差异的变化的数据，例如实际传感器数据或如本文所述的涡轮机(例如第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)上的电负载的变化。如图9进一步所示，方法900包括(904)响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改一个或多个燃料电池的输出产物。如上所述，修改一个或多个燃料电池的输出产物可以包括修改第一燃料电池578和/或第二燃料电池582的输出产物，这可以取决于推进系统10是否包括第一燃料电池578和第二燃料电池582中的一个或两者。此外，如本文所述，接收指示推进系统推力差异的数据可以包括确定一个或多个电负载是否已经从电网510移除，电网510可以将一个或多个电负载与一个或多个涡轮机电联接。此外，接收指示推进系统推力差异的数据可以包括例如使用如上所述的一个或多个轴传感器592接收一个或多个涡轮机的一个或多个轴的旋转速度的变化的数据。
147.在至少一些实施例中，响应于接收到指示一个或多个涡轮机上的一个或多个电负载的变化的数据而修改一个或多个燃料电池的输出产物包括修改输出产物的成分。例如，修改输出产物的成分可包括增加或减少燃料利用率(例如，增加或减少从燃料电池组件提供的电力)、增加或减少到燃料电池的燃料流、增加或减少到燃料电池的气流，或其组合。
148.此外，如图9所示，方法900可选地包括(906)响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改一个或多个燃料电池的电力输出。例如，如本文所述，推进系统10可以包括至少一个燃料电池，例如第一燃料电池578和/或第二燃料电池582，其可以例如直接或通过电网510与第一涡轮机502和/或第二涡轮机506电联接。作为示例，推进系统10可以包括燃料电池组件，例如第一燃料电池组件576；包括第一涡轮机502和电机(例如第一电机584和/或第二电机586)的第一推进组件500；以及与燃料电池组件(例如，第一燃料电池组件576)电连通的第二推进组件504。在这样的实施例中，接收指示推进系统推力差异的数据可以包括接收指示第一推进组件500和第二推进组件504之间的推力不平衡的数据，使得修改燃料电池的电力输出包括修改第一燃料电池578到第二推进组件504的电力输出。
149.如图9中进一步所示，方法900可选地包括(908)调整一个或多个电装置的电力输出、推进系统的风扇的风扇叶片桨距、推进系统的可变几何结构、涡轮机上的一个或多个辅助负载、涡轮机外部的一个或多个附件负载、以及到推进系统10的一个或多个涡轮机的燃烧区段的航空燃料流中的至少一个。如本文所述，一个或多个电装置可以是一个或多个电机和/或电力存储装置，例如电池等，其可以是能量存储系统(ess)的一部分。此外，风扇叶片桨距可以是第一推进组件500的风扇512的风扇叶片514的桨距、第二推进组件504的风扇538的风扇叶片540的桨距、和/或第三推进组件508的风扇564的风扇叶片566的桨距。可变几何结构可以包括推进系统的任何可变几何结构，例如部件的可变尺寸和/或形状、和/或多件式部件的两个或更多个元件(例如可变igv和/或ogv)的相对位置。
150.仍然参考图9，方法900可选地包括(910)当结合燃料电池的发动机(例如第一燃气涡轮发动机100a和/或第二燃气涡轮发动机100b)未操作时，利用燃料电池(例如，第一燃料电池578和/或第二燃料电池582)生成电力。如本文所述，包括第一燃料电池578(其可以是第一燃料电池堆的一部分)的第一燃料电池组件576，以及包括第二燃料电池582(其可以是第二燃料电池堆的一部分)的第二燃料电池组件580能够产生电力。这种电力可用于启动发动机和/或在发动机不操作时用于其他电力需求，使得发动机不能产生电力。尽管示出为方法900的流程图中的最后一个框，但将理解的是，可以在方法900内的任何点处发生利用燃料电池生成的电力。
151.现在转到图10，提供了操作用于飞行器的推进系统的另一种方法的流程图。图10描绘了操作如上所述的推进系统10的方法1000。如图10所示，方法1000包括(1002)接收指示推进系统推力差异的数据，例如实际传感器数据或如本文所述的涡轮机(例如第一涡轮机502和/或第二涡轮机506)上的电负载的变化。如图10中进一步所示，方法1000包括(1004)响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改一个或多个燃料电池的电力输出。如上所述，修改一个或多个燃料电池的电力输出可包括修改第一燃料电池578和/或第二燃料电池582的电力输出，这可以取决于推进系统10是否包括第一燃料电池578和第二燃料电池582中的一个或两个。此外，如本文所述，接收指示推进系统推力差异的数据可以包括确定一个或多个电负载是否已经从电网510移除，电网510可以将一个或多个电负载与推进系统10的一个或多个涡轮机电联接。此外，接收指示推进系统推力差异的数据可以包括例如使用如上所述的一个或多个轴传感器592接收一个或多个涡轮机的一个或多个轴的旋转速度的变化的数据。
152.此外，如图10所示，方法1000可选地包括(1006)响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改一个或多个燃料电池的输出产物。例如，如本文所述，推进系统10可包括第一燃料电池578和第二燃料电池582中的至少一个，其可以例如通过来自相应燃料电池的出口与第一涡轮机502和/或第二涡轮机506联接，该出口被定位成将来自相应燃料电池的输出产物移除至相应涡轮机，该相应涡轮机构造成接收来自相应燃料电池的输出产物。因此，修改一个或多个燃料电池的输出产物可以包括改变从燃料电池移除并输送到涡轮机的输出产物的成分，例如以增加或减少如本文所述的涡轮机的功。
153.如图10中进一步所示，方法1000可选地包括(1008)调整一个或多个电装置的电力输出、推进系统的风扇的风扇叶片桨距、推进系统的可变几何结构、涡轮机上的一个或多个辅助负载、涡轮机外部的一个或多个附件负载、以及到推进系统10的一个或多个涡轮机的燃烧区段的航空燃料流中的至少一个。如本文所述，一个或多个电装置可以是一个或多个电机和/或电力存储装置，例如电池等，其可以是能量存储系统(ess)的一部分。此外，风扇叶片桨距可以是第一推进组件500的风扇512的风扇叶片514的桨距、第二推进组件504的风扇538的风扇叶片540的桨距、和/或第三推进组件508的风扇564的风扇叶片566的桨距。可变几何结构可以包括推进系统的任何可变几何结构，例如部件的可变尺寸和/或形状、和/或多件式部件的两个或更多个元件(例如，可变igv和/或ogv)的相对位置。
154.仍然参考图10，方法1000可选地包括(1010)当结合燃料电池的发动机(例如第一燃气涡轮发动机100a和/或第二燃气涡轮发动机100b)未操作时，利用燃料电池(例如，第一燃料电池578和/或第二燃料电池582)生成电力。如本文所述，包括第一燃料电池578(其可以是第一燃料电池堆的一部分)的第一燃料电池组件576，以及包括第二燃料电池582(其可以是第二燃料电池堆的一部分)的第二燃料电池组件580能够产生电力。这种电力可用于启动发动机和/或在发动机不操作时用于其他电力需求，使得发动机不能产生电力。尽管在方法1000的流程图中示出为最后一个框，但将理解的是，可以在方法1000内的任何点处发生利用燃料电池生成的电力。
155.将理解的是，方法900和/或方法1000可以包括如上文例如关于图7和图8描述的其他变体。例如，推进系统10的构造可能有所不同(例如，随着涡轮机的数量、推进组件的数量、燃料电池的数量、电机的数量和/或相应电机与推进系统10的部件的连接等而变化)，如
本文所述。
156.进一步方面由以下条项的主题提供：
157.一种用于飞行器的推进系统，所述推进系统包括：燃料电池组件，所述燃料电池组件包括燃料电池；以及涡轮机；控制器，所述控制器包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述推进系统进行操作，所述操作包括：接收指示推进系统推力差异的数据，以及响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的输出。
158.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，所述推进系统进一步包括能够与所述涡轮机一起旋转的电机，其中所述涡轮机、所述电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成。
159.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，所述燃料电池限定出口，所述出口定位成从所述燃料电池移除输出产物，其中所述涡轮机被构造成接收来自所述燃料电池的所述输出产物，并且其中所述燃料电池的所述输出是所述燃料电池的所述输出产物。
160.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述输出产物的成分。
161.根据任何前述条项所述的推进系统，进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机和所述电机；以及第二推进组件，其中，当所述推进组件安装在所述飞行器上时，所述第一推进组件和所述第二推进组件被构造成位于所述飞行器的相对侧，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述第一推进组件和所述第二推进组件之间的推力不平衡的数据，并且其中修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述燃料电池到所述涡轮机的所述输出产物。
162.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示相对于平衡操作来自所述第二推进组件的更高比例的推力的数据，并且其中修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述燃料电池的所述输出产物以增加所述第一推进组件的推力生成。
163.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，所述燃料电池的所述输出是所述燃料电池的电力输出。
164.根据任何前述条项所述的推进系统，进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机和能够与所述涡轮机一起旋转的电机，其中所述涡轮机、所述电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成；以及第二推进组件，所述第二推进组件与所述燃料电池组件电连通，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述第一推进组件和所述第二推进组件之间的推力不平衡的数据，其中响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出包括修改到所述第二推进组件的电力输出。
165.根据任何前述条项所述的推进系统，进一步包括：电网，所述电网电联接到所述燃料电池组件和所述电机，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述涡轮机上的电负载的变化的数据。
166.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，接收指示所述涡轮机上的所述电负载的所述变化的数据包括接收至少一个推进组件的轴的旋转速度的变化的传感器数据。
167.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示相对于平衡操作来自所述第二推进组件的更高比例的推力的数据，并且其中修改所述燃料电池的所述输出包括降低到所述第二推进组件的电力输出。
168.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出进一步包括修改所述燃料电池的所述输出产物以增加所述第一推进组件的推力生成。
169.根据任何前述条项所述的推进系统，进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机、能够与所述涡轮机一起旋转的电机和可变桨距风扇；以及第二推进组件，所述第二推进组件与所述燃料电池组件电连通，其中所述操作进一步包括调整所述电机的电力输出、电力存储装置的电力输出、所述可变桨距风扇的风扇叶片桨距、所述第一推进组件的可变几何结构、所述涡轮机上的辅助负载、所述涡轮机外部的附件负载、到所述涡轮机的燃烧区段的航空燃料流或其组合。
170.根据任何前述条项所述的推进系统，其中，所述燃料电池是包括多个燃料电池的燃料电池组。
171.根据任何前述条项所述的推进系统，进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机，其中所述燃料电池组件与所述第一推进组件集成；和第二推进组件，所述第二推进组件包括第二涡轮机、能够与所述第二涡轮机一起旋转的第二电机，其中所述第二涡轮机、所述第二电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于所述推进系统推力生成；以及第二燃料电池组件，所述第二燃料电池组件包括与所述第二推进系统集成的燃料电池，其中响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出进一步包括响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述第二燃料电池组件的所述燃料电池的输出。
172.一种操作用于飞行器的推进系统的方法，所述推进系统包括燃料电池组件，所述燃料电池组件包括燃料电池和涡轮机，所述方法包括：接收指示推进系统推力差异的数据；以及响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的输出。
173.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述推进系统进一步包括能够与所述涡轮机一起旋转的电机，其中所述涡轮机、所述电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成。
174.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述燃料电池限定出口，所述出口定位成从所述燃料电池移除输出产物，其中所述涡轮机被构造成接收来自所述燃料电池的所述输出产物，其中所述燃料电池的所述输出是所述燃料电池的所述输出产物，并且其中响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述输出产物的成分。
175.根据任何前述条项所述的方法，响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出包括修改所述燃料电池的电力输出。
176.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述推进系统进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机；以及第二推进组件，所述第二推进组件与所述燃料电池组件电连通，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述第一推进组件和所述第二推进组件之间的推力不平衡的数据，其中响应于接收到指示所述推进系统推
力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出包括修改到所述第二推进组件的电力输出。
177.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述燃料电池限定出口，所述出口定位成从所述燃料电池移除输出产物，其中所述涡轮机被构造成接收来自所述燃料电池的所述输出产物，其中所述燃料电池的所述输出是所述燃料电池的所述输出产物，并且其中响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出进一步包括修改所述燃料电池的所述输出产物以增加所述第一推进组件的推力生成。
178.根据任何前述条项所述的方法，其中，所述推进系统进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机、能够与所述涡轮机一起旋转的电机和可变桨距风扇；以及第二推进组件，所述第二推进组件与所述燃料电池组件电连通，其中，所述方法进一步包括：调整所述电机的电力输出、电力存储装置的电力输出、所述可变桨距风扇的风扇叶片桨距、所述第一推进组件的可变几何结构、所述涡轮机上的辅助负载、所述涡轮机外部的附件负载、到所述涡轮机的燃烧区段的航空燃料流或其组合。
179.根据任何前述条项所述的方法，进一步包括当结合所述燃料电池的发动机不操作时利用所述燃料电池生成电力。
180.一种用于飞行器的推进系统，所述推进系统包括：燃料电池组件，所述燃料电池组件包括燃料电池；涡轮机；电机，所述电机能够与所述涡轮机一起旋转，其中所述涡轮机、所述电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成；以及控制器，所述控制器包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述推进系统进行操作，所述操作包括：接收指示推进系统推力差异的数据，以及响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的输出。
181.该书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何结合的方法。本公开的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。

技术特征：
1.一种用于飞行器的推进系统，其特征在于，所述推进系统包括：燃料电池组件，所述燃料电池组件包括燃料电池；涡轮机；以及控制器，所述控制器包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述推进系统进行操作，所述操作包括：接收指示推进系统推力差异的数据，以及响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的输出。2.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中，所述燃料电池限定出口，所述出口定位成从所述燃料电池移除输出产物，其中所述涡轮机被构造成接收来自所述燃料电池的所述输出产物，并且其中所述燃料电池的所述输出是所述燃料电池的所述输出产物。3.根据权利要求2所述的推进系统，其特征在于，其中，响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述输出产物的成分。4.根据权利要求2所述的推进系统，其特征在于，进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机和能够与所述涡轮机一起旋转的电机，其中所述涡轮机、所述电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成；以及第二推进组件，其中，当所述推进组件安装在所述飞行器上时，所述第一推进组件和所述第二推进组件被构造成位于所述飞行器的相对侧，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述第一推进组件和所述第二推进组件之间的推力不平衡的数据，并且其中修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述燃料电池到所述涡轮机的所述输出产物。5.根据权利要求4所述的推进系统，其特征在于，其中，接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示相对于平衡操作来自所述第二推进组件的更高比例的推力的数据，并且其中修改所述燃料电池的所述输出产物包括修改所述燃料电池的所述输出产物以增加所述第一推进组件的推力生成。6.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中，所述燃料电池的所述输出是所述燃料电池的电力输出。7.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，进一步包括：第一推进组件，所述第一推进组件包括所述涡轮机和能够与所述涡轮机一起旋转的电机，其中所述涡轮机、所述电机或两者被构造成在所述推进系统的操作期间有助于推进系统推力生成；以及第二推进组件，所述第二推进组件与所述燃料电池组件电连通，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述第一推进组件和所述第二推进组件之间的推力不平衡的数据，其中响应于接收到指示所述推进系统推力差异的数据而修改所述燃料电池的所述输出包括修改到所述第二推进组件的电力输出。8.根据权利要求7所述的推进系统，其特征在于，进一步包括：电网，所述电网电联接到所述燃料电池组件和所述电机，其中接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示所述涡轮机上的电负载的变化的数据。9.根据权利要求8所述的推进系统，其特征在于，其中，接收指示所述涡轮机上的所述
电负载的所述变化的数据包括接收至少一个推进组件的轴的旋转速度的变化的传感器数据。10.根据权利要求7所述的推进系统，其特征在于，其中，接收指示所述推进系统推力差异的数据包括接收指示相对于平衡操作来自所述第二推进组件的更高比例的推力的数据，并且其中修改所述燃料电池的所述输出包括降低到所述第二推进组件的电力输出。

技术总结
提供了飞行器推力管理的系统和方法。例如，用于飞行器的推进系统包括燃料电池组件，燃料电池组件包括燃料电池、涡轮机和控制器，控制器包括存储器和一个或多个处理器。存储器存储指令，该指令在由一个或多个处理器执行时使推进系统进行操作，操作包括接收指示推进系统推力差异的数据并响应于接收到指示推进系统推力差异的数据而修改燃料电池的输出。修改燃料电池输出可包括修改燃料电池的输出产物、电力输出或两者，以平衡由推进系统提供的推力。力。力。


技术研发人员：王宏刚 许金刚 迈克尔
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2023.01.03
技术公布日：2023/7/12