AT508796A2

AT508796A2 - AIRPLANE TRAVEL DRIVE

Info

Publication number: AT508796A2
Application number: AT0187610A
Authority: AT
Inventors: Thomas Dipl Ing Pels; Barna Gabor Dr Ing Hanula
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2011-04-15
Also published as: DE102011118117A1

Description

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FLUGZEUG-FAHRANTRIEBAIRPLANE TRAVEL DRIVE

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für einen Fährbetrieb eines Flugzeugs, wobei das An-triebssystem einen Kolbenmotor, einen elektrischen Generator, einen elektrischen Antriebsmotor und 5 ein Fahrwerk mit wenigstens einem von dem elektrischen Antriebsmotor antreibbaren Rad umfasst.The invention relates to a drive system for a ferry operation of an aircraft, wherein the drive system comprises a piston engine, an electric generator, an electric drive motor and a chassis with at least one wheel drivable by the electric drive motor.

Fahren Flugzeuge auf dem Boden, beispielsweise zwischen einer Lande- oder Startbahn und einem Terminal oder Hangar, können die Triebwerke den notwendigen Vorschub liefern. Diese (selbstgetriebene) Fortbewegungsart - auch Taxiing genannt - erfordert allerdings Geschwindigkeitsbegren-10 zungen und Mindestabstände zu Gebäuden, Personen und anderen Fahr- und Flugzeugen, um Schäden aufgrund der von den Triebwerken erzeugten Luftströmung zu verhindern. Daneben ist bekannt, Flugzeuge mit speziellen, separaten Zugfahrzeugen, unter zusätzlichem Zeit- und Personalaufwand, zu manövrieren.If aircraft are on the ground, for example between a landing or runway and a terminal or hangar, the engines can provide the necessary feed. However, this (self-propelled) mode of transport - also called taxiing - requires speed limits and minimum distances to buildings, people and other vehicles and aircraft to prevent damage due to the airflow generated by the engines. In addition, it is known to maneuver airplanes with special, separate towing vehicles, with additional time and personnel expenses.

Flugzeugtriebwerke sind im Wesentlichen ftir den Flugbetrieb ausgelegt und besitzen einen ver-15 hältnismäßig geringen Wirkungsgrad beim Fährbetrieb, verbrauchen also relativ viel Treibstoff für auf dem Boden gefahrene Strecken. Im Übrigen ist die für den Fährbetrieb nach der Landung benötigte Treibstoffinenge über den gesamten Flug mitzuführen, sodass für deren Transport zusätzlicher Treibstoffverbrauch anfällt, der um so größer ist, je größer der Treibstofifbedarf für den Fährbetrieb ist.Aircraft engines are designed primarily for flight operations and have a relatively low efficiency in ferry operation, so consume a relatively large amount of fuel for on the ground driven routes. Incidentally, the amount of fuel required for the ferry service after landing must be carried over the entire flight so that additional fuel consumption is required for their transport, which is the greater the greater the fuel requirement for the ferry service.

Die Druckschrift WO 95/29094 beschreibt ein elektrisches Antriebssystem für Flugzeuge, bei 20 dem ein Rad des Flugzeugs von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird, um mit dem Flugzeug auf dem Boden zu fahren.The document WO 95/29094 describes an electric drive system for aircraft, in which a wheel of the aircraft is driven by an electric drive motor to drive the aircraft on the ground.

Gemäß der Druckschrift US 2009/0088063 Al wird ein Flugzeug-Hilfsaggregat (APU) mit einem Kolbenmotor betrieben. 25 Wie zuvor genannt, umfasst das erfindungsgemäße Antriebssystem für den Fährbetrieb des Flug zeugs den Kolbenmotor, den elektrischen Generator, wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor und das Fahrwerk mit wenigstens einem von dem elektrischen Antriebsmotor antreibbaren Rad. Hierbei ist das Antriebssystem dazu ausgelegt, elektrische Leistung für den Antriebsmotor zur Bodenfortbewegung des Flugzeugs durch den Kolbenmotor mit dem Generator zu erzeugen. Der Vorschub beim Fah-30 ren wird also elektrisch durch den Antriebsmotor mittels des Rads erzielt. Gegenüber dem Stand der Technik treibt bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem nicht eine Gasturbine (beispielsweise als Bestandteil der APU oder eines Strahltriebwerks), sondern der Kolbenmotor den Generator an, um die elektrische Antriebsleistung zum Fahren zu erzeugen. Im Vergleich zu Turbinen besitzen Kolbenmotoren einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad beim Antreiben von elektrischen Generatoren und er-35 lauben, die abgegebene Leistung reaktionsschnell zu variieren. Insgesamt ist hiermit zwar ein gewisserAccording to the document US 2009/0088063 Al an aircraft auxiliary unit (APU) is operated with a piston engine. As mentioned above, the drive system according to the invention for the ferry operation of the flight zeugs the piston engine, the electric generator, at least one electric drive motor and the chassis with at least one drivable by the electric drive motor wheel. Here, the drive system is designed to provide electrical power for the To generate drive motor for Bodenfortbewegung of the aircraft by the piston engine with the generator. The feed in the Fah-30 ren is thus achieved electrically by the drive motor by means of the wheel. Compared to the prior art drives in the drive system according to the invention not a gas turbine (for example, as part of the APU or a jet engine), but the piston engine to the generator to generate the electric drive power for driving. In comparison to turbines, piston engines have a relatively high efficiency in driving electric generators, and they allow the output power to be varied rapidly. Overall, this is a certain

Aufwand verbunden, da beispielsweise nicht eine ohnehin als Triebwerk oder APU vorhandene Turbine zur Stromerzeugung genutzt wird. Auch ist das Gewicht-zu-Leistung Verhältnis des Kolbenmotors ungünstiger als das einer Gasturbine. Auch der elektrische Fahrantrieb bedarf einer Zusatzausrüstung, und erhöht damit das Leergewicht des Flugzeugs. Andererseits lassen sich aber insgesamt durch das Zusammenwirken des elektrischen Fahrantriebs und des Kolbenmotors Vorteile hinsichtlich des Gesamtwirkungsgrads erzielen. So kann durch die Vermeidung jedweden Turbinenantriebs beim Taxiing angesichts des besseren Wirkungsgrads des Kolbenmotors (besonders auch bei wechselndem Leistungsbedarf des Antriebssystems) und der Vermeidung der Verwendung der Hauptturbinen beim Ta-xiing die mitzuführende Kraftstoffmenge so weit verringert werden, dass in Summe eine Fluggewichts-erspamis erzielt wird. Zusätzlich wird der absolute Kraftstoffbedarf gesenkt. Auch kann der Kolbenmotor schneller auf Lastwechsel des Antriebsmotors reagieren, sowie schneller ein- und ausgeschaltet werden. Schließlich verringern sich auch Lärm- und Abgasemissionen.Costly because, for example, not an already existing as an engine or APU turbine is used to generate electricity. Also, the weight-to-power ratio of the piston engine is less favorable than that of a gas turbine. The electric traction drive also requires additional equipment, thus increasing the tare weight of the aircraft. On the other hand, however, can be achieved in terms of overall efficiency by the interaction of the electric traction drive and the piston engine overall. Thus, by avoiding any turbine drive in taxiing in view of the better efficiency of the reciprocating engine (especially with varying power requirements of the drive system) and avoiding the use of the main turbines during Ta-xiing the amount of fuel to be carried can be reduced so far that in total a Fluggewichts erspamis is achieved. In addition, the absolute fuel consumption is lowered. Also, the piston engine can react faster to load changes of the drive motor, as well as faster on and off. Finally, noise and exhaust emissions are also reduced.

Im Übrigen ist es auch beim erfindungsgemäßen Antriebssystem nicht ausgeschlossen, dass das Flugzeug beim Fahren (zeitweise) nicht durch den elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird, sondern (herkömmlich) durch die Triebwerke; beispielsweise während des Beschleunigens zum Abheben. Hierbei kann der Kolbenmotor entweder ausgeschaltet sein oder auch betrieben werden, um andere Verbraucher (beispielsweise eine Klimaanlage) mit elektrischer Leistung zu versorgen.Incidentally, it is not excluded in the drive system according to the invention that the aircraft during driving (temporarily) is not driven by the electric drive motor, but (conventional) by the engines; for example, during acceleration to take off. In this case, the piston engine can either be switched off or also be operated in order to supply other consumers (for example an air conditioning system) with electrical power.

Bei manchen Ausgestaltungen ist der Kolbenmotor des Antriebssystems (gleichzeitig) als Bestandteil der APU des Flugzeugs vorgesehen, sodass die APU des Flugzeugs also den Kolbenmotor und den Generator des Antriebssystems umfasst. In diesen Fällen ist die APU also nicht durch einen Turbinenmotor angetrieben. Außerdem kann dabei das Antriebssystem (ausschließlich) mit elektrischer Leistung aus der APU versorgt werden, sodass im Flugzeug nicht zwei separate Aggregate (APU und Kolbenmotor mit Generator für das Antriebssystem) installiert sind.In some embodiments, the piston engine of the drive system is (simultaneously) provided as part of the APU of the aircraft, so that the APU of the aircraft includes the piston engine and the drive system generator. In these cases, the APU is not driven by a turbine engine. In addition, the drive system can be supplied (exclusively) with electrical power from the APU so that the aircraft does not have two separate units (APU and piston engine with generator for the drive system) installed.

Bei manchen Ausgestaltungen erzielt ein Dieselmotor als Kolbenmotor gegenüber anderen Ausgestaltungen mit Ottomotor einen höheren Wirkungsgrad bezüglich des Kraftstoffverbrauchs, wobei der Ottomotor eine geringere Gesamtmasse des Antriebssystems erlaubt. Alternative Ausgestaltungen erzielen einen vibrationsarmen Betrieb mittels eines Drehkolbenmotors, etwa einem Wankelmotor.In some embodiments, a diesel engine as a piston engine achieves a higher fuel consumption efficiency over other gasoline engine designs, with the gasoline engine allowing for a lower overall mass of the drive system. Alternative embodiments achieve a low-vibration operation by means of a rotary piston engine, such as a Wankel engine.

Das Antriebssystem umfasst bei manchen Ausgestaltungen einen elektrischen Energiespeicher, der dazu ausgelegt ist, den Antriebsmotor zumindest teilweise mit elektrischer Leistung zu versorgen. Der Energiespeicher kann mit wenigstens einer elektrochemischen Batterie und/oder mit wenigstens einem Kondensator, beispielsweise mit sog. Super-Caps, ausgebildet sein.In some embodiments, the drive system comprises an electrical energy store which is designed to supply the drive motor at least partially with electrical power. The energy store may be formed with at least one electrochemical battery and / or with at least one capacitor, for example with so-called. Super-caps.

Bei manchen Ausgestaltungen ist der Energiespeicher als elektrischer Puffer vorgesehen. So lassen sich kurzzeitige Schwankungen der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors ausgleichen, die beispielsweise kürzer als eine Lastwechsel-Reaktionszeit des Kolbenmotors sind.In some embodiments, the energy storage is provided as an electrical buffer. Thus, short-term fluctuations of the power consumption of the drive motor can be compensated, which are shorter, for example, than a load change reaction time of the piston engine.

Außerdem können der Kolbenmotor und Generator für eine geringere elektrische Leistung als •ι : • ·· ·· · I • · « eine Maximalleistung des Antriebsmotors ausgelegt sein, beispielsweise für eine mittlere Antriebsleistung. In diesem Fall werden (auch länger anhaltende) erhöhte Leistungsaufnahmen, beispielsweise beim Beschleunigen, durch dem Energiespeicher ausgeglichen. Dementsprechend kann der Energiespeicher bei geringerem Leistungsbedarf des Antriebsmotors, beispielsweise beim Ausrollen, Bremsen 5 oder Halten des Flugzeugs, durch den Generator (nach-)geladen werden. Im Übrigen lässt sich bei manchen Ausgestaltungen der elektrische Energiespeicher mit der APU aufladen.In addition, the piston motor and generator can be designed for a lower electric power as a maximum power of the drive motor, for example, for an average drive power as •: ·····. In this case, (even longer lasting) increased power consumption, for example when accelerating, offset by the energy storage. Accordingly, the energy storage with less power requirement of the drive motor, for example when coasting, braking 5 or holding the aircraft, by the generator (nach-) be charged. Incidentally, in some embodiments, the electrical energy storage can be charged with the APU.

Bei einigen der Ausgestaltungen wird der Antriebsmotor ausschließlich mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher versorgt. Hierbei kann der Kolbenmotor während des Fährbetriebs ausgeschaltet sein, um Lärm- oder Abgasemissionen zu verhindern. Dementsprechend kann das Antriebssys-10 tem für einen Fährbetrieb in geschlossenen Räumen, beispielsweise innerhalb eines Hangars, ausgebildet sein.In some of the embodiments, the drive motor is supplied exclusively with electrical energy from the energy store. In this case, the piston engine may be switched off during the ferry operation in order to prevent noise or exhaust emissions. Accordingly, the drive system may be configured for a closed-space ferry service, such as within a hangar.

Bei manchen Ausgestaltungen wird der Energiespeicher während des Flugs geladen. Dabei sind unterschiedliche Varianten denkbar. So können der Kolbenmotor mit dem Generator den Energiespeicher laden. Daneben ist denkbar, dass der Energiespeicher mit elektrischer Leistung aus einem anderen 15 Generator des Flugzeugs, etwa vom Triebwerk oder einer (separaten, gewöhnlichen) APU, geladen wird. Es ist aus der WO 95/29094 bekannt, die APU mit konstanter Leistung zu betreiben. Bei einer solchen Betriebsart kann bei einem (temporären) Minderbedarf des Bordnetzes der Energiespeicher mit der überschüssigen Leistung der APU geladen werden. Schließlich ist auch eine Kombination der vorherigen Varianten denkbar. 20 In umgekehrter Richtung lässt sich die im Energiespeicher gespeicherte Leistung nutzen, indem sie bei manchen Ausgestaltungen in das Bordnetz eingespeist wird, beispielsweise um Leistungsspitzen abzudecken oder auch um das Bordnetz zu versorgen, falls (noch) kein elektrischer Generator des Flugzeugs in Betrieb ist. So kann der Kolbenmotor und/oder ein Triebwerk des Flugzeugs mittels des Energiespeichers elektrisch gestartet werden. 25 Schließlich kann bei anderen Ausgestaltungen das Antriebssystem ohne den Energiespeicher ausgebildet sein, etwa zur Gewichtsreduktion. In diesem Fall liefert bei Bedarf der Kolbenmotor (mittels des Generators) zumindest die für den Antriebsmotor benötigte Leistung.In some embodiments, the energy store is charged during the flight. Different variants are conceivable. Thus, the piston engine with the generator can charge the energy storage. In addition, it is conceivable that the energy storage is charged with electrical power from another 15 generator of the aircraft, such as the engine or a (separate, ordinary) APU. It is known from WO 95/29094 to operate the APU with constant power. In such an operating mode, the energy store can be charged with the surplus power of the APU in the event of a (temporary) reduced demand of the vehicle electrical system. Finally, a combination of the previous variants is conceivable. In the opposite direction, the power stored in the energy storage can be used by being fed into the electrical system in some embodiments, for example to cover power peaks or to supply the electrical system, if (still) no electrical generator of the aircraft is in operation. Thus, the piston engine and / or an engine of the aircraft can be started electrically by means of the energy store. Finally, in other embodiments, the drive system may be designed without the energy store, for example for weight reduction. In this case, if necessary, the piston engine (by means of the generator) supplies at least the power required for the drive motor.

Entsprechend den vorhergehenden Ausgestaltungen ist für eine effiziente und bedarfsoptimierte Energieversorgung also bei manchen Ausgestaltungen das Antriebssystem leistungsmäßig mit dem 30 Bordnetz des Flugzeugs elektrisch koppelbar. Alternativ lässt sich eine gegenseitige Beeinflussung (beispielsweise als Schutzmaßnahme bei technischen Störungen) zwischen Antriebssystem und Bordnetz verhindern, indem das Antriebssystem leistungsmäßig vom Bordnetz entkoppelt ist. Insgesamt kann bei beiden Ausgestaltungstypen eine steuerungsmäßige Kopplung mit dem Flugzeug vorgesehen sein. 35 Beim elektrischen Generator handelt es sich bei manchen Ausgestaltungen um eine Synchron- ·· « ·· • ·· ·· _ • ff • • • • · ·· • I • • • ··· • · • · • • • • • # 4 oder Asynchronmaschine (vorzugsweise einer schleiferlosen Bauart), der ein elektrischer Wandler nachgeschaltet ist. Der vom Generator erzeugte (z.B. mehrphasige bzw. dreiphasige) Wechselstrom kann, beispielsweise bei kleineren Flugzeugen mit 28 V DC Bordnetz, von dem Wandler in Gleichstrom umgesetzt und so dem Flugzeug, zumindest dem Antriebsmotor, zugeführt werden. Bei Verwen-5 düng eines Synchrongenerators kann hierfür ein spannungsgesteuerter Gleichrichter ausreichen. Bei Wechselstrombordnetzen, beispielsweise bei größeren Flugzeugen mit einem 110 V bzw. 200 V 400 Hz Bordnetz, kann der Generator über einen (aktiv gesteuerten) Umrichter angekoppelt werden. Im Fall einer Asynchronmaschine liefert der Umrichter die zur Felderzeugung nötige Spannung mit der je nach Betriebssituation benötigten Frequenz und Amplitude. 10 Bei manchen Ausgestaltungen ist der Generator als Starter für den Kolbenmotor vorgesehen.In accordance with the preceding embodiments, in some embodiments, for an efficient and demand-optimized energy supply, the drive system can be electrically coupled to the aircraft's electrical system in terms of power. Alternatively, it is possible to prevent mutual interference (for example as a protective measure in the case of technical faults) between the drive system and the electrical system by decoupling the drive system from the vehicle electrical system in terms of its performance. Overall, a control coupling with the aircraft can be provided in both types of configurations. 35 The electrical generator is in some embodiments a synchronous. • # 4 or asynchronous machine (preferably a grinderless design), which is followed by an electrical converter. The alternating current generated by the generator (for example polyphase or three-phase) can be converted by the converter into direct current, for example in the case of smaller aircraft with a 28 V DC electrical system, and thus supplied to the aircraft, at least the drive motor. When using a synchronous generator, a voltage-controlled rectifier may be sufficient for this purpose. In AC substations, for example in larger aircraft with a 110 V or 200 V 400 Hz on-board electrical system, the generator can be coupled via an (actively controlled) inverter. In the case of an asynchronous machine, the inverter supplies the voltage required for field generation with the frequency and amplitude required depending on the operating situation. In some embodiments, the generator is provided as a starter for the piston engine.

Hierfür kann der Generator auch motorisch betrieben werden. Der (generatorseitige) Wandler ist in diesem Fall zumindest für Zwei-Quadrantenbetrieb ausgelegt.For this purpose, the generator can also be operated by a motor. The (generator side) converter is designed in this case at least for two-quadrant operation.

Beim elektrischen Antriebsmotor handelt es sich beispielsweise um eine Synchron- oder Asynchronmaschine, und zwar vorzugsweise ebenfalls einer schleiferlosen Bauart. Zu deren Versorgung ist 15 das Antriebssystem beispielsweise mit einem (motorseitigen) Wechselrichter ausgerüstet, der z.B. durch sinusbewertete Pulsweitenmodulation den von dem Gleichstrombordnetz und/oder dem elektrischen Energiespeicher gelieferten Gleichstrom in mehrphasigen (z.B. dreiphasigen) Wechselstrom mit der je nach Fahrsituation benötigten Frequenz und Amplitude umsetzt. Für Wechselstrombordnetze kann das Antriebssystem dementsprechend mit einem motorseitigen Umrichter ausgerüstet sein. Um 20 mit dem Flugzeug auch rückwärts zu fahren, kann bei manchen Ausgestaltungen die Drehrichtung des Antriebmotors umgekehrt werden. Hierbei ist der motorseitige Wandler für einen entsprechenden Mehrquadrantenbetrieb ausgelegt, also zumindest für Zweiquadrantenbetrieb.The electric drive motor is, for example, a synchronous or asynchronous machine, preferably also of a grinderless design. To supply them, the drive system is equipped, for example, with an inverter (motor-side), which may be e.g. is converted by sinusoidal pulse width modulation of the DC current supplied by the DC power system and / or the electrical energy storage in multi-phase (for example, three-phase) AC with the required frequency and amplitude depending on the driving situation. For AC systems, the drive system can accordingly be equipped with a motor-side converter. In order to travel backwards and forwards with the aircraft, in some embodiments, the direction of rotation of the drive motor can be reversed. In this case, the motor-side converter is designed for a corresponding multi-quadrant operation, that is, at least for two-quadrant operation.

Der Generator und/oder der Antriebsmotor können als Radialflussmaschine ausgebildet sein. Grundsätzlich eignen sich auch andere Bauarten elektrischer Maschinen, z.B. Axialflussmaschinen. 25 Es können der Generator mit dem Kolbenmotor und/oder der Antriebsmotor mit dem antreibba- ren Rad so gekoppelt sein, dass Kolbenmotor und Generator beziehungsweise Antriebsmotor und Rad mit jeweils gleichen Drehzahlen drehen, indem der Generator mit dem Kolbenmotor und/oder das Rad mit dem Antriebsmotor ohne zwischengeschaltetes Getriebe zur Drehzahlumsetzung verbunden ist bzw. sind. 30 Bei anderen Ausgestaltungen ist zwischen dem Generator und dem Kolbenmotor und/oder zwi schen dem Antriebsmotor und dem Rad ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, zur Drehzahluntersetzung oder DrehzahlUbersetzung vorgesehen. Dadurch lassen sich der Generator und/oder der Antriebsmotor mit höherer Drehzahl (gegenüber dem Kolbenmotor bzw. dem Rad) betreiben und der Wirkungsgrad der (jeweiligen) elektrischen Maschine(n) erhöhen. Zwar trägt das Getriebe zum 35 Fluggewicht bei, doch lassen sich durch die Drehzahlerhöhung der Generator und/oder der Antriebs- 5 motor mit verringerter Baugröße (für kleinere Drehmomente bei höheren Drehzahlen) realisieren und so das Fluggewicht insgesamt reduzieren.The generator and / or the drive motor can be designed as a radial flux machine. In principle, other types of electrical machines, e.g. Axial flux machines. The generator may be coupled to the piston engine and / or the drive motor may be coupled to the drivable wheel such that the piston engine and the generator or drive motor and wheel rotate at the same rotational speeds by the generator with the piston engine and / or the wheel with the piston engine Drive motor is connected without intervening transmission for speed conversion is or are. In other embodiments, between the generator and the piston engine and / or inter mediate the drive motor and the wheel, a transmission, such as a planetary gear, provided for speed reduction or DrehzahlUsetzung. As a result, the generator and / or the drive motor can be operated at a higher speed (relative to the piston motor or the wheel) and the efficiency of the (respective) electric machine (s) can be increased. Although the gear contributes to the 35 flyweight, but can be realized by the speed increase of the generator and / or the drive 5 motor with a reduced size (for smaller torques at higher speeds) and thus reduce the total weight of the flight.

Der elektrische Antriebsmotor ist bei manchen Ausgestaltungen als Radnabenmotor im Bereich der Radnabe des Antriebsrads ausgebildet, und zwar beispielsweise in der Bauform eines Außenläu-5 fers. Der Radnabenmotor treibt das Rad unmittelbar oder über das zwischengeschaltete Getriebe an.The electric drive motor is formed in some embodiments as a hub motor in the region of the wheel hub of the drive wheel, for example in the design of a Außenläu-5 fers. The wheel hub motor drives the wheel directly or via the intermediate transmission.

Hinsichtlich der Anordnung des Antriebsmotors mit dem angetriebenen Rad sind unterschiedliche Varianten denkbar:With regard to the arrangement of the drive motor with the driven wheel different variants are conceivable:

Bei manchen Ausgestaltungen ist der Antriebsmotor in einem Bugfahrwerk des Flugzeugs angeordnet. Dabei kann das Bugfahrwerk eine lenkbare Achse (mit separater Lenkvorrichtung) des wenigs-10 tens einen Bugrades aufweisen, um so das Flugzeug beim Fahren zu lenken. Beispielsweise kann das Bugfahrwerk eine Drehachsen- oder Gabellenkung realisierenIn some embodiments, the drive motor is disposed in a nose gear of the aircraft. In this case, the nose gear may have a steerable axle (with separate steering device) of the least-tens at least a nose wheel, so as to steer the aircraft while driving. For example, the nose gear can realize a Drehachsen- or fork steering

Bei manchen Ausgestaltungen kann wenigstens ein Antriebsmotor mit zugehörigem angetriebenen Rad in einem Hauptfahrwerk, nämlich einem Fahrwerk, das im Bereich des Schwerpunkts des Flugzeugs angeordnet ist, vorgesehen sein. Hierbei kann das Bugfahrwerk ebenfalls mit einer lenkba-15 ren Achse des wenigsten einen Bugrades ausgestattet sein, um das Flugzeug quasi heckgetrieben mit Frontlenkung zu fahren.In some embodiments, at least one drive motor with associated driven wheel in a main landing gear, namely a landing gear, which is arranged in the region of the center of gravity of the aircraft may be provided. Here, the nose gear can also be equipped with a lenkba-15 ren axis of at least one nose wheel to drive the aircraft almost rear-wheel drive with front steering.

Bei manchen Ausgestaltungen kann das Antriebssystem wenigstens zwei (quer zur Fahrtrichtung) nebeneinander angeordnete Räder umfassen, die jeweils unabhängig voneinander von jeweils einem Antriebsmotor antreibbar sind. Folglich umfasst dann das Antriebssystem insgesamt wenigstens 20 zwei Antriebsmotoren mit jeweils wenigstens einem angetrieben Rad pro Antriebsmotor. Zum Lenken des Flugzeugs lässt sich durch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten und/oder Drehrichtungen der Räder ein Drehmoment erzeugen.In some embodiments, the drive system may comprise at least two (transversely to the direction of travel) arranged side by side wheels, which are each independently driven by a respective drive motor. Consequently, the drive system then comprises a total of at least 20 two drive motors each having at least one driven wheel per drive motor. For steering the aircraft can be generated by different rotational speeds and / or directions of rotation of the wheels torque.

Bei einigen dieser Ausgestaltungen sind die beiden so antreibbaren Räder im Bugfahrwerk angeordnet, wobei das Bugfahrwerk, zumindest jedoch die Radachsen, zum Lenken (mittels des Drehmo-25 ments) drehbar gelagert sind. Bei diesen Ausgestaltungen ist eine (zusätzliche) Lenkung über die Bugradachse also nicht erforderlich.In some of these embodiments, the two drivable wheels are arranged in the nose gear, wherein the nose gear, but at least the wheel axles, are rotatably mounted for steering (by means of the torque element). In these embodiments, an (additional) steering over the nose wheel axis is therefore not required.

Bei anderen dieser Ausgestaltungen sind die wenigstens zwei so antreibbaren Räder im Haupt-fahrwerk angeordnet, und zwar beidseitig der Längsachse des Flugzeugs, beispielsweise unter gegenüberliegenden Tragflächen. Hierbei sind die Räder mit zumindest so großem gegenseitigen Abstand 30 (quer zur Längsachse des Flugzeugs) angeordnet, dass eine Art Panzerlenkung realisiert ist, bei der zum Lenken nur die Drehgeschwindigkeit (oder auch Drehrichtung) der Räder gegenseitig variiert wird, während deren Radachsen starr und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse angeordnet sind. Vorteilhafter Weise ist das Bugrad dabei frei um eine vertikale Achse beweglich, sodass es beim Lenken den (Schwenk-)Bewegungen der Flugzeugnase folgen kann. 35 Insgesamt kann bei allen diesen Varianten das Antriebssystem dazu geeignet sein, das Flugzeug 6 auf der Stelle zu drehen.In other of these embodiments, the at least two drivable wheels are arranged in the main chassis, on both sides of the longitudinal axis of the aircraft, for example, under opposite wings. Here, the wheels with at least as large a mutual distance 30 (transverse to the longitudinal axis of the aircraft) arranged that a kind of armored steering is realized in which only the rotational speed (or direction of rotation) of the wheels is mutually varied for steering, while the wheel axles rigid and are arranged substantially perpendicular to the longitudinal axis. Advantageously, the nose wheel is freely movable about a vertical axis, so that it can follow the (swing) movements of the aircraft nose when steering. Overall, in all these variants, the drive system may be adapted to turn the aircraft 6 on the spot.

Bei manchen Ausgestaltungen wird (elektrische) Rekuperationsenergie mit dem Antriebssystem gewonnen, beispielsweise während der Landung beim Abbremsen des Flugzeugs auf der Rollbahn. Hierzu wird der Antriebsmotor generatorisch betrieben und so das Antriebsrad gebremst. Die dabei 5 gewonnene elektrische Energie lässt sich im elektrischen Energiespeicher speichern.In some embodiments, recuperation energy is recovered by the drive system, such as during landing when the aircraft is decelerating on the runway. For this purpose, the drive motor is operated as a generator and thus brakes the drive wheel. The thereby gained 5 electrical energy can be stored in the electrical energy storage.

Im Übrigen kann der Energiespeicher bei manchen Ausgestaltungen auch von einer Energiequelle außerhalb des Flugzeugs geladen werden, beispielsweise über eine Stromversorgung an einem Terminal (sog. Gateanschluss) oder in einem Hangar. Auch ist denkbar, dass bei einigen dieser Ausgestaltung der elektrische Energiespeicher ausschließlich durch den Gateanschluss und/oder durch Rekupera-10 tion geladen wird, also kein Treibstoff zum Laden des Energiespeichers verbraucht wird.Incidentally, in some embodiments, the energy store can also be charged by an energy source outside the aircraft, for example via a power supply to a terminal (so-called gate connection) or in a hangar. It is also conceivable that in some of these embodiments, the electrical energy storage is charged exclusively by the gate and / or by Rekupera-10 tion, so no fuel is consumed to charge the energy storage.

Bei manchen Ausgestaltungen ist das Antriebssystem dazu ausgelegt, das oder die angetriebenen Räder bereits während des Flugs (kurz vor der Landung) anzutreiben, beispielsweise um bei der Landung den Reifenverschleiß beim Aufsetzen des Flugzeugs zu verringern. Dabei kann das Rad bereits vor der Landung entsprechend der (voraussichtlichen) Aufsetzgeschwindigkeit beschleunigt werden. 15In some embodiments, the propulsion system is configured to propel the driven wheel (s) already during the flight (for example, just before landing), for example to reduce tire wear during landing on landing. The wheel can be accelerated before landing according to the (anticipated) Aufsetzgeschwindigkeit. 15

Ausführungsbeispiele des Antriebssystems werden anhand der folgenden Zeichnung beschrieben. Es zeigt:Embodiments of the drive system will be described with reference to the following drawings. It shows:

Fig. 1 20 eine perspektivische Ansicht eines Flugzeugs mit einer schematischen Darstellung eines Antriebssystems für den Fährbetrieb des Flugzeugs, wobei das Hauptfahrwerk elektrisch antreibbar ist undFig. 1 20 is a perspective view of an aircraft with a schematic representation of a drive system for the ferry operation of the aircraft, wherein the main landing gear is electrically driven and

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Flugzeugs, bei dem im Unterschied zur Fig. 1 das Bugfahrwerk elektrisch antreibbar ist. 25 Das zweistrahlige Flugzeug 1 ist in Fig. 1 dargestellt beim Fährbetrieb auf dem Boden mit ausge fahrenem Fahrwerk, nämlich dem Bugfahrwerk 2 und dem Hauptfahrwerk 3. Das Flugzeug 1 ist für den Fährbetrieb mit einem Antriebssystem ausgerüstet, das einen Leichtbau-Dieselmotor 4, einen Asynchron-Generator 5, eine Batterie 6 und jeweils mit elektrischen Radnabenmotoren 7 angetriebene Räder 8 des Hauptfahrwerks 3 umfasst. Im Übrigen gibt Fig. 1, sofern nicht explizit genannt, nicht die 30 tatsächliche bauliche Anordnung der zuvor und nachfolgend erläuterten Komponenten des Antriebssystems innerhalb des Flugzeugs 1 wieder.Fig. 2 is a perspective view of an aircraft, in which, in contrast to FIG. 1, the nose landing gear is electrically driven. 25 The two-engine aircraft 1 is shown in Fig. 1 when driving on the ground with ausge ausgeem chassis, namely the nose gear 2 and the main landing gear 3. The aircraft 1 is equipped for the ferry with a drive system comprising a lightweight diesel engine 4, a Asynchronous generator 5, a battery 6 and in each case with electric wheel motors 7 driven wheels 8 of the main landing gear 3 includes. Incidentally, FIG. 1, unless explicitly stated, does not represent the actual structural arrangement of the components of the drive system within the aircraft 1 explained above and below.

Bevor Details zu den einzelnen Komponenten des Antriebsystems näher erläutert werden, wird vorerst dessen Betriebsweise dargestellt. Zum Fahren das Flugzeug 1 auf dem Boden, dem sogenannten „Rollen“, wird das Flugzeug 1 mittels einzelner Räder 8 des Hauptfahrwerks 3 angetrieben. Hierbei 35 sind die Strahltriebwerke 11 ausgeschaltet. Dementsprechend reduziert sich außer der Lärmemission 7 auch der Treibstoffverbrauch beim selbstgetriebenen Fahren (Taxiing) des Flugzeugs 1. Zusätzlich werden eine höhere Fahrgeschwindigkeit sowie geringere Sicherheitsabstände zu nachfolgenden Fahrzeugen oder in der Nähe befindlichen Gegenständen oder Personen ermöglicht, da die (schädigende) Wirkung des von den Triebwerken 11 ausgehenden Düsenstrahls entfällt.Before details of the individual components of the drive system are explained in more detail, its operation is shown for the time being. For driving the aircraft 1 on the ground, the so-called "rolling", the aircraft 1 is driven by means of individual wheels 8 of the main landing gear 3. In this case, the jet engines 11 are turned off. Accordingly, in addition to the noise emission 7, the fuel consumption in the case of self-powered taxiing of the aircraft 1 is reduced. In addition, a higher driving speed and smaller safety distances to following vehicles or nearby objects or persons are made possible, since the (damaging) effect of the one of the Engines 11 outgoing jet eliminates.

Gemäß Fig. 1 sind beidseitig des Flugzeugrumpfes jeweils zwei Räder des Hauptfahrwerks 3 angeordnet, wobei auf jeder Seite jeweils nur ein Rad 8 (nämlich das außen liegende) durch jeweils einen elektrischen Radnabenmotor 7 antreibbar ist. Hierbei ist das antreibbare Rad 8 unter der einen Tragfläche jeweils unabhängig bezüglich Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung gegenüber dem Rad 8 unter der anderen Tragfläche ansteuerbar. Dadurch wird die Fahrbewegung des Flugzeugs 1 ähnlich der eines Panzers gelenkt, indem die bezüglich des Rumpfes gegenüberliegenden Räder 8 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden, sodass auf das Flugzeug 1 ein Drehmoment wirkt. Dementsprechend kann das Flugzeug 1 sowohl auf der Stelle drehen als auch rückwärts fahren. Im Übrigen ist das Bugfahrwerk 2 um seine vertikale Achse drehbar gelagert, sodass die Bugräder beim Lenken jeweils im Wesentlichen tangential zur Schwenkbewegung der Flugzeugnase mitlaufen.According to FIG. 1, two wheels of the main landing gear 3 are arranged on both sides of the fuselage, with only one wheel 8 (namely, the outer one) being drivable on each side by an electric wheel hub motor 7. Here, the drivable wheel 8 under the one support surface in each case independently with respect to rotational speed and direction of rotation relative to the wheel 8 under the other wing controlled. Thereby, the traveling motion of the aircraft 1 is steered similar to that of a tank by the wheels 8 opposite the fuselage are driven at different speeds, so that a torque acts on the aircraft 1. Accordingly, the aircraft 1 can both turn in place and drive backwards. Incidentally, the nose gear 2 is rotatably supported about its vertical axis, so that the nose wheels each substantially tangential to the pivoting movement of the aircraft nose during steering.

Bei einer Betriebsart versorgen ausschließlich der Dieselmotor 4 mit dem Generator 5 die Radnabenmotoren 7. Hierbei wird der Dieselmotor 4 entsprechend der tatsächlichen, momentan benötigten Leistung angesteuert, wobei er im Vergleich zu Gasturbinen wesentlich kürzere Reaktionszeiten sowie bessere Wirkungsgrade aufweist. Leistungsspitzen, die kürzer als die Reaktionszeit des Dieselmotors 4 sind, werden dabei mittels der Batterie 6 gepuffert.In one operating mode, only the diesel engine 4 with the generator 5 supply the wheel hub motors 7. Here, the diesel engine 4 is driven according to the actual, currently required power, wherein it has significantly shorter reaction times and better efficiencies compared to gas turbines. Power peaks, which are shorter than the reaction time of the diesel engine 4, are buffered by means of the battery 6.

Bei einer weiteren Betriebsart wird der Dieselmotor 4 für einen optimalen Wirkungsgrad konstant in einem Teillastbetrieb, also nicht unter Volllast, betrieben. Die Leistungsdifferenzen zwischen der Leistungsaufnahme der Motoren 7 und der dabei erzielten Leistungsabgabe des Generators 5 werden durch die Batterie 6 als Puffer ausgeglichen. So wird beispielsweise beim Beschleunigen der Batterie 6 Leistung entnommen, während sie beim Abbremsen oder Stillstand des Flugzeugs 1 vom Generator 5 geladen wird.In a further mode of operation, the diesel engine 4 is operated constantly for a maximum efficiency in a part-load operation, ie not under full load. The power differences between the power consumption of the motors 7 and the power output of the generator 5 achieved thereby are compensated by the battery 6 as a buffer. For example, when accelerating the battery 6 power is taken while it is loaded when braking or stoppage of the aircraft 1 from the generator 5.

Bei einer noch weiteren Betriebsart werden die Motoren 7 ausschließlich mit elektrischer Leistung aus der Batterie 6 betrieben, beispielsweise für einen abgasfreien Fährbetrieb im Hangar.In yet another mode, the motors 7 are operated exclusively with electrical power from the battery 6, for example, for a zero-emission ferry service in the hangar.

Die Batterie 6 kann einerseits mittels des Dieselmotors 4 (beim Flug oder auch am Boden), andererseits auch mittels (weiterer, nicht dargestellter) Generatoren geladen werden, die von den Strahltriebwerken 11 angetrieben sind. Um nicht unnötigerweise Treibstoff zum Laden der Batterie 6 mitzu-führen, lässt sich diese auch über eine Bodenstromversorgung mittels eines sog. Gateanschlusses 17 laden, beispielsweise während der Abfertigung des Flugzeugs 1.The battery 6 can be charged on the one hand by means of the diesel engine 4 (during flight or on the ground), on the other hand by means of (further, not shown) generators, which are driven by the jet engines 11. So as not to unnecessarily carry fuel for charging the battery 6, it can also be charged via a ground power supply by means of a so-called gate connection 17, for example during the handling of the aircraft 1.

Im Übrigen ist das Antriebssystem für einen Rekuperationsbetrieb ausgerüstet, bei dem die Motoren 7 generatorisch betrieben werden. Besonders bei der Landung lässt sich Bremsenergie gewinnen, die in der Batterie 6 gespeichert wird und anschließend zum Taxiing zwischen Landebahn und Termi- 8 nal nutzbar ist.Incidentally, the drive system is equipped for a recuperation operation in which the motors 7 are operated as a generator. Braking energy, which is stored in the battery 6 and can subsequently be used for taxiing between the runway and the terminal 8, can be obtained especially when landing.

Ferner werden schockartige Belastungen der Reifen und des Fahrwerks 3 sowie der Reifenverschleiß reduziert. Dazu beschleunigen die Motoren 7 kurz vor der Landung die Räder 8, und zwar auf eine Drehgeschwindigkeit entsprechend der Aufsetzgeschwindigkeit. 5 Wie zuvor angekündigt, werden nachfolgend verschiedene Komponenten des Antriebssystems näher erläutert.Furthermore, shock loads on the tires and the chassis 3 as well as tire wear are reduced. To accelerate the motors 7 shortly before landing the wheels 8, and that to a rotational speed corresponding to the Aufsetzgeschwindigkeit. As previously announced, various components of the drive system will be described in more detail below.

Der Dieselmotor 4 ist in Leichtbauweise ausgeführt und gemeinsam mit dem Generator 5, einer Asynchronmaschine, im Heckbereich des Flugzeugs 1 angeordnet, wobei der Generator 5 über den Frequenzumrichter 9 mit dem Bordnetz 10 gekoppelt ist. Der Frequenzumrichter 9 ist für Zweiquadran-10 tenbetrieb vorgesehen, sodass er einerseits die von dem Generator 5 als Wechselspannung erzeugte Leistung in das Bordnetz 10 als dreiphasige Wechselspannung von 200 V bei 400 Hz einspeisen kann. Andererseits kann der Generator 5 mit elektrischer Leistung aus dem Bordnetz motorisch betrieben werden, um den Dieselmotor 4 zu starten. Die Abgase des Dieselmotor 4 werden über eine Auspuffan-lage 13 im Heckbereich aus dem Flugzeugrumpf geleitet, und zwar so, dass im Unterschied zum Ab-15 gasstrom einer Gasturbine keine Gefährdung für umstehende Objekte entsteht. ln diesem Ausführungsbeispiel dient das (ohnehin vorhandene) Bordnetz 10 also gleichfalls dem Transport elektrischer Leistung für das Antriebssystem. Dementsprechend sind bei diesem Ausführungsbeispiel der Dieselmotor 4 mit dem Generator S als sogenannte„Auxiliary Power Unit“ (kurz APU) zur Versorgung der elektrischen Verbraucher des Flugzeugs 1 vorgesehen, beispielsweise falls 20 die Triebwerke, die mit weiteren, nicht dargestellten Generatoren ausgerüstet sind, ausgeschaltet sind.The diesel engine 4 is designed in lightweight construction and together with the generator 5, an asynchronous machine, arranged in the rear region of the aircraft 1, wherein the generator 5 is coupled via the frequency converter 9 to the electrical system 10. The frequency converter 9 is provided for two-quadrant operation so that, on the one hand, it can feed the power generated by the generator 5 as AC voltage into the vehicle electrical system 10 as a three-phase AC voltage of 200 V at 400 Hz. On the other hand, the generator 5 can be operated by electric power from the vehicle electrical system to start the diesel engine 4. The exhaust gases of the diesel engine 4 are directed out of the fuselage via an exhaust system 13 in the rear region, specifically in such a way that, in contrast to the exhaust gas flow of a gas turbine, there is no danger to surrounding objects. In this embodiment, the (already existing) vehicle electrical system 10 thus also serves to transport electrical power for the drive system. Accordingly, in this embodiment, the diesel engine 4 with the generator S as a so-called "auxiliary power unit" (short APU) to supply the electrical load of the aircraft 1 is provided, for example, if 20, the engines that are equipped with other, not shown, generators turned off are.

Die Batterie 6 ist über einen Umrichter 14 mit dem Bordnetz 10 gekoppelt, der einerseits als Gleichrichter zum Laden der Batterie 6 mit elektrischer Leistung aus dem Bordnetz 10 betreibbar ist. Andererseits kann der Umrichter 14 auch als Wechselrichter betrieben werden, um elektrische Leistung aus der Batterie 6 dem Wechselspannungs-Bordnetz 10 zuzuführen. Folglich kann die Batterie 6 elekt-25 rische Leistung liefern zum Starten des Dieselmotors 6, zum Betreiben der Motoren 7 und/oder auch zur Versorgung weiterer Bordnetzverbraucher. Ebenso kann die Batterie 6, wie zuvor beschrieben, durch den Generator 5 geladen werden oder Rekuperationseneigie aus den Motoren 7 aufiiehmen.The battery 6 is coupled via a converter 14 to the electrical system 10, which is operated on the one hand as a rectifier for charging the battery 6 with electrical power from the electrical system 10. On the other hand, the inverter 14 can also be operated as an inverter in order to supply electrical power from the battery 6 to the AC on-board electrical system 10. Consequently, the battery 6 can supply electrical power for starting the diesel engine 6, for operating the motors 7 and / or also for supplying additional onboard power consumers. Likewise, the battery 6, as described above, be charged by the generator 5 or aufhiehmen Rekuperationseneigie from the motors 7.

Wie zuvor erläutert, ist beidseitig des Rumpfes im Hauptfahrwerk 3 jeweils ein Rad 8 mit einem Radnabenmotor 7 antreibbar, wobei die übrigen Räder konventionell (nicht angetrieben) ausgeführt 30 sind. Die Radnabenmotoren 7 sind als Asynchronmaschine konstruiert und dementsprechend über Frequenzumrichter 12 mit dem Bordnetz 10 gekoppelt. Um die Motoren 7 bzw. die Räder 8 jeweils vorwärts und rückwärts anzutreiben (Fährbetrieb) und auch zu bremsen (Rekuperation), unterstützen die Umrichter 12 den Vierquadrantenbetrieb. Hierbei sind die Umrichter 12 mittels einer Steuerleitung 15 vom Cockpit 16 unabhängig voneinander ansteuerbar, um das Flugzeug 1, wie zuvor beschrieben, zu 35 lenken. Im Übrigen sind die Radnabenmotoren 7 als Außenläufer konstruiert, wobei jeweils der innen ·· • ·· • ·· ·» • • • • · ·· • · • « ··· * • · • • • • • 9 angeordnete Stator fest mit der zugehörigen Radachse des Fahrwerks 3 verbunden ist, während der außen liegende Rotor direkt die Felge des Rads 8 antreibt. Bei dieser Bauform der Motoren 7 ist einerseits kein zusätzliches Getriebe (zusätzlicher Ballast) nötig. Andererseits werden die Abmessungen des einziehbaren Fahrwerks 3 gegenüber einem konventionellen Fahrwerk ohne Antriebssystem nicht oder 5 nur unwesentlich verändert, sodass das Flugzeug 1 mit im Wesentlichen herkömmlich konstruierten Motorgondeln, die zum Einziehen des Fahrwerks 3 während des Flugs vorgesehen sind, ausgestattet ist.As explained above, a wheel 8 with a wheel hub motor 7 can be driven on both sides of the fuselage in the main landing gear 3, the other wheels being designed conventionally (not driven) 30. The wheel hub motors 7 are constructed as an asynchronous machine and are accordingly coupled via frequency converter 12 to the vehicle electrical system 10. In order to drive the motors 7 and the wheels 8 in each case forwards and backwards (ferry operation) and also to brake (recuperation), the inverters 12 support the four-quadrant operation. In this case, the inverters 12 can be controlled independently of one another by means of a control line 15 from the cockpit 16 in order to steer the aircraft 1 as described above. Incidentally, the wheel hub motors 7 are constructed as external rotors, with the stator respectively disposed inside thereof is connected to the associated wheel axle of the chassis 3, while the outer rotor directly drives the rim of the wheel 8. In this type of motor 7, on the one hand no additional gear (additional ballast) is necessary. On the other hand, the dimensions of the retractable undercarriage 3 are not or only slightly changed compared to a conventional chassis without a drive system, so that the aircraft 1 is equipped with essentially conventionally designed motor nacelles, which are provided for retracting the undercarriage 3 during the flight.

Bei anderen Ausführungen, die nicht als Figur gezeigt sind, ist das Hauptfahrwerk 3 mit einer Vielzahl von Rädern beidseitig des Rumpfes ausgerüstet, die jedoch ebenfalls entsprechend dem oben beschriebenen Prinzip antreibbar sind. Hierbei können jeweils nur ein Rad auf jeder Seite (bezüglich 10 der Längsachse des Flugzeugs 1) oder auch mehrere Räder pro Seite antreibbar sein. Durch die größere Anzahl von Rädern pro Fahrwerk werden die beim Landen auftretenden Belastungen des Fahrwerks und der Landebahn reduziert. Dabei kann jeweils ein Antriebsmotor genau ein Rad antreiben. Alternativ kann auch ein Antriebsmotor zwei oder auch mehr Räder antreiben.In other embodiments, which are not shown as a figure, the main landing gear 3 is equipped with a plurality of wheels on both sides of the fuselage, which, however, are also driven according to the principle described above. In this case, only one wheel on each side (with respect to the longitudinal axis of the aircraft 1) or several wheels per side can be driven in each case. The greater number of wheels per chassis reduces the landing gear and runway loads. In each case, a drive motor can drive exactly one wheel. Alternatively, a drive motor can drive two or more wheels.

Bei anderen Ausführungsformen ist der Generator 5 mit dem Kolbenmotor 4 und/oder der An-15 triebsmotor 7 mit dem Rad 8 über ein Getriebe, beispielsweise Planetengetriebe, gekoppelt, welches eine höhere Drehzahl des Generators 5 gegenüber dem Kolbenmotor 4 und/oder des Antriebmotors 7 gegenüber dem Rad 8 bewirkt. Dadurch lässt sich die Baugröße des Generators 5 bzw. Antriebsmotors 7 reduzieren, sodass insgesamt ein geringeres Fluggewicht erzielt wird, denn bei gleicher Leistung fällt bei höherer Drehzahl nur ein kleiners Drehmoment an. 20 Das Antriebssystem gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten dadurch, dass im Bugfahrwerk 2 zwei Räder 8 mit jeweils einem Radnabenmotor 7 antreibbar sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Räder des Hauptfahrwerks 3 konventionell, also ohne elektrisch antreibbare Räder ausgerüstet.In other embodiments, the generator 5 is coupled to the piston engine 4 and / or the An-15 drive motor 7 to the wheel 8 via a transmission, such as planetary gear, which has a higher speed of the generator 5 relative to the piston motor 4 and / or the drive motor. 7 opposite the wheel 8 causes. As a result, the size of the generator 5 or drive motor 7 can be reduced, so that overall a lower flying weight is achieved, because at the same power falls at higher speed only a small torque. The drive system according to FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 in that two wheels 8, each with a wheel hub motor 7, can be driven in the nose landing gear 2. In this embodiment, the wheels of the main landing gear 3 are conventional, that is equipped without electrically driven wheels.

Das Flugzeug 1 wird dabei gemäß demselben Prinzip wie bei Fig. 1 beschrieben gelenkt, und 25 zwar indem die beiden Räder 8 mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden und so ein Eirehmoment zum Lenken des (frei drehbaren) Bugfahrwerks 2 erzeugt wird. Folglich ist das Flugzeug 1 mit lenkbaren Frontantrieb ausgerüstet.The aircraft 1 is thereby guided according to the same principle as described in FIG. 1, and although by the two wheels 8 are driven at different rotational speeds and as an Eirehmoment for steering the (freely rotatable) nose landing gear 2 is generated. Consequently, the aircraft 1 is equipped with steerable front-wheel drive.

Claims

A drive system for ferrying an aircraft (1), the propulsion system comprising a piston engine (4), an electric generator (5), an electric propulsion engine (7) and a chassis (2, 3) with at least one of the electric drive motor (7) drivable wheel (8), wherein the drive system is adapted to generate electrical power for the drive motor (7) for ground travel of the aircraft (1) by the piston motor (4) with the generator (5). 10

2. Drive system according to claim 1, wherein the piston engine (4) is provided as part of an auxiliary unit of the aircraft (so-called. APU) for generating electrical power.

3. Drive system according to claim 1 or 2, wherein the piston engine (4) is designed as a diesel engine. 15

4. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the drive system comprises an electrical energy store (6), wherein preferably the energy store (6) is adapted to operate the drive motor (7) exclusively with electrical power from the energy store (6). 20

5. Drive system according to claim 4, wherein the drive system is equipped to store electrical power in the energy store (6) during the flight. 25

6. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the generator (5) is provided as an electric starter for the piston engine (4).

7. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the electric generator (5) with the piston motor (4) and / or the electric drive motor (7) with the drivable wheel (8) are coupled by means of a transmission. 30

8. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the drive motor (7) is designed as a wheel hub motor.

9. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the drive motor (7) in a nose landing gear (2) is arranged. 35 ·· • · # • ·· ·· • · • * • • · ·· · • • • • • • • • • • • • • 11

10. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the drive motor (7) in a main landing gear (3) is arranged.

11. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the drive system we least two drive motors (7) each having at least one drivable wheel (8), preferably wherein at least two drivable wheels (8) on both sides of a longitudinal axis of the aircraft (1) are arranged.

12. Drive system according to one of the preceding claims, at least according to claim 4, wherein the drive motor (7) is provided for generating electrical recuperation energy and the drive system for storing the recuperation energy in the energy store (8) is formed.

13. Drive system according to one of the preceding claims, at least according to claim 4, wherein the drive system is equipped to store electrical energy from an energy source outside the aircraft (1) in the energy store (6).

14. Drive system according to one of the preceding claims, wherein the drive system is provided to 20, the at least one drivable wheel (8) during the flight, ie without ground contact of the wheel (8) to drive.

15. A method for operating a drive system, in particular according to one of claims 1 to 14, for the ferry operation of an aircraft (1), 25 wherein the drive system comprises a piston engine (4), an electric generator (5), an electric drive motor (7) and a chassis (2, 3) with at least one of the electric drive motor (7) drivable wheel (8), wherein the generator (5) by a piston motor (4) is driven and the drive motor (7) for ground movement of the aircraft (1 ) is fed with electrical power from 30 the generator (5).