CN105691621A - 飞行器和布置这种飞行器的方法 - Google Patents
飞行器和布置这种飞行器的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105691621A CN105691621A CN201510919963.6A CN201510919963A CN105691621A CN 105691621 A CN105691621 A CN 105691621A CN 201510919963 A CN201510919963 A CN 201510919963A CN 105691621 A CN105691621 A CN 105691621A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- aircraft
- propulsion plant
- auxiliary propulsion
- automatic power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 15
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 15
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 7
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/04—Aircraft characterised by the type or position of power plants of piston type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/40—Arrangements for mounting power plants in aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
- B64D37/02—Tanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
- F02B61/06—Combinations of engines with mechanical gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B65/00—Adaptations of engines for special uses not provided for in groups F02B61/00 or F02B63/00; Combinations of engines with other devices, e.g. with non-driven apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/026—Aircraft characterised by the type or position of power plants comprising different types of power plants, e.g. combination of a piston engine and a gas-turbine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/951—Assembly or relative location of components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种飞行器(10)，其包括：至少一个电机(135)；供给电机的至少一个自主电源(110、120)；包含在下列组中的推进装置即辅助推进装置(130)：供给所述电机的自主电源(130)，将热能转换成电能且供给所述电机的电源，和内燃机；结构(100)，该结构被配置成整合每个电机、每个自主电源和所述辅助推进装置，无论辅助推进装置如何，所述结构的参数基本相同。本发明还涉及一种用于布置这种飞行器的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞行器和布置这种飞行器的方法。
本发明应用于航空领域。
更具体地，本发明应用于包括电力、混联式混合动力、串联式混合动力或并联式混合动力推进系统的飞行器的领域。
背景技术
目前，由某些飞行器实现多种任务是可能的，如可以在机翼下携带额外的可拆卸油箱的歼击机。然而，在飞机设计中，这些飞机的机翼尺寸被设计得过大，以便可以接受由额外油箱带来的约束以及能够容置这些额外的油箱。机翼尺寸过大意味着，相对于不能包括额外油箱的飞机而言，其质量增加，这影响飞机性能。此外，额外油箱在高速下产生很大的翼型阻力，这负面地影响了飞机性能。
飞机受到其固定的最大起飞质量的限制，这导致，为了能够实现不同类型的任务，要进行涉及机载碳氢燃料量与有效载荷之间的质量分配的选择。
目前现有的以电力推进的飞机是最初被设计成以热能推进的飞机，该以热能推进的飞机的结构被修改以整合电力推进装置。然而，其对结构的修改十分可观。这些修改例如是对电池位置的局部加强、为容置电机而对发动机支柱的修改、人机界面的修改。
这些修改需要大量的工作以取下热能推进装置的组件、适配结构以及整合电力推进装置，并且无法获得优化的电力飞机。
发明内容
本发明旨在克服全部或部分上述缺陷。
为此，根据第一方面，本发明提出一种飞行器，包括：
-至少一个电机，
-供给电机的至少一个自主电源，
-包含在下述组中的推进装置即“辅助推进装置”：
-供给电机的自主电源，
-将热能转换成电能且供给电机的电源，和
-内燃机；
-被配置成整合电机、每个自主电源和辅助推进装置的结构，无论辅助推进装置如何，该结构的参数基本相同。
上述实施方式的优点是设计了一种至少部分以电力推进的飞行器，该飞行器在重心定位、质量、整体空气动力学性能、布置成本、维护和开发、所应用的技术方面是优化的。
另外，飞行器被配置成容置电力或混合推进的装置，尽管通常为了设计混合推进的飞行器而执行的选择对于电力推进飞行器而言是不利的，反之亦然。
本发明的目标飞行器包括用于整合模块化推进装置、电力推进装置或混合推进装置的优化结构。实际上，无论整合到该结构中的辅助推进装置如何，飞行器的飞行质量、结构和配平基本上相同。
同样，本发明的目标飞行器的静止比减小。并且，维护工具和维护操作被标准化。另外，可以在制造飞行器之后改变辅助推进装置，而无须修改飞行器结构。
最后，本发明的目标飞机使得能够减小总布置成本，相对于以热能推进的飞行器而言，该总布置成本针对以电力推进的飞行器减少了百分之三十，而针对以混合推进的飞行器减少了百分之二十。通过以电力推进来执行低海拔高度的飞行阶段，二氧化碳排放以及声音污染减少。
在一些实施方式中，无论整合到结构中的辅助推进装置如何，飞行器质量基本上相同。
上述实施方式的优点在于，无论整合到结构中的辅助推进装置如何，其具有相同的设计结构并且不需要修改。
在一些实施方式中，无论整合到结构中的辅助推进装置如何，辅助推进装置在结构中的位置基本上相同。
辅助推进装置的基本相同的位置的优点在于没有修改本发明的目标飞行器的结构，并且保持了飞行器的飞行质量。另外，中央位置使得能够便利飞行器的配平。
在一些实施方式中，所述结构包括针对所述组中的每个辅助推进装置的机械固定接口。
上述实施方式的优点是，无论所选择的辅助推进装置如何，可以在不修改所述结构的情况下将组中的辅助推进结构安装到所述结构中。
在一些实施方式中，本发明的目标飞行器包括每个自主电源的冷却装置。
上述实施方式的优点是避免了每个自主电源过热，且因此增加了每个自主电源的使用寿命。
在一些实施方式中，内燃机包括碳氢燃料的储存罐、机械轴和变速箱。
上述实施方式的优点是将内燃机的组件整合到所述结构的预定位置中。上述实施方式使得能够具有以并联式混合动力推进的飞行器。
在一些实施方式中，将热能转换成电能且供给电机的电源包括碳氢燃料的储存罐和用于将交流电转换成直流电的装置。
上述实施方式的优点是使得将热能转换成电能的电源的组件整合到所述结构的一个位置中。上述实施方式使得能够具有以串联式混合动力推进的飞行器。
根据第二方面，本发明提出一种布置本发明的目标飞行器的方法，该方法包括以下步骤：
-由使用者选择下述组中的辅助推进装置：
-供给电机的自主电源，
-将热能转换成电能且供给电机的电源，和
-内燃机；
-设计被配置成整合至少一个电机、至少一个自主电源和所述辅助推进装置的结构，无论所述辅助推进装置如何，该结构的参数基本相同。
本发明的目标方法的特定优点、目的和特征与本发明的目标飞行器相似，这里不再重复。
在一些实施方式中，本发明的目标方法还包括将辅助推进装置固定到机械固定接口上的步骤。
上述实施方式的优点是在所述结构中包括的机械固定接口之中，使用对于安装所述辅助推进装置而言必需的机械固定接口。
附图说明
参考附图，通过阅读以下对飞行器和布置这种飞行器的方法的至少一个特定实施方式的非限制性描述，本发明的其他特定优点、目的和特征将变得明显，其中：
–图1示意性地示出了本发明的目标飞行器的第一特定实施方式的透视图；
–图2示意性地示出了本发明的目标飞行器的第一特定实施方式；
–图3示意性地示出了本发明的目标飞行器的第二特定实施方式的透视图；
–图4示意性地示出了本发明的目标飞行器的第二特定实施方式；
–图5示意性地示出了本发明的目标飞行器的第三特定实施方式的透视图；
–图6示意性地示出了本发明的目标飞行器的第三特定实施方式；和
-图7以逻辑图的形式示出了本发明的目标方法的第一实施方式。
具体实施方式
从此时起，应当指出，附图不是按比例绘制的。
本说明书是以非限制性方式给出的，实施方式的每个特征都能够与任何其他实施方式的任何其他特征有利地组合。
应当指出，术语“一个”是指“至少一个”。
在图1中看到本发明的目标飞行器10的特定实施方式。
本发明的目标飞行器10的特定实施方式包括：
-至少一个电机135，
-供给电机135的至少一个自主电源110或120，
-推进装置130，其称为“辅助推进装置”，该推进装置是供给电机135的自主电源，
-结构100，其被配置成整合电机135、每个自主电源110和120以及辅助推进装置130，无论辅助推进装置130如何，结构100的参数基本相同。
飞行器10因而是以电力推进的飞行器。
结构100包括两个机翼105和115以及机身部分125。机身部分125包括两个发动机140和145。
将发动机140或145定义成产生力或升力的装置，该力或升力通过螺旋浆使大量空气加速。发动机140或145是螺旋桨发动机或喷气发动机或任何其他已知的发动机。
在一些实施方式中，机身部分125包括至少一个发动机140或145，例如单发动机飞机。在一些实施方式中，机身部分125不包括发动机140或145，并且每个机翼105和115包括至少一个发动机140或145。在一些实施方式中，机身部分125和每个机翼105和115包括至少一个发动机140或145。
优选地，结构100的机身部分125包括:
-驾驶舱，
-用于飞行器10所包含的每个发动机的发动机监控器和发动机监控器的控制装置，
-控制每个发动机监控器的飞行器控制管理系统，和
-人机界面。
发动机监控器是确保对递送至电机135的功率的管理的装置。发动机监控器管理发动机140或145的螺旋桨的转速并且因而管理飞行器10的速度。
飞行器控制管理系统控制每个发动机监控器、执行对飞行器10的敏感功能的智能管理，例如管理每个自主电源110、120和130、管理每个发动机、启动维护需求的告警和预测。
人机界面是驾驶舱中显示参数和信息的界面以及由飞行器10的使用者控制的界面。
优选地，飞行器10是教练机，其中，机身部分可以包括至少两名乘客。
机翼105包括自主电源110。优选地，自主电源110包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源110包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源110包括至少一个锂空气电池。
自主电源110包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源110的参数。所监测的参数例如是自主电源110的电流、充电状态和温度。
机翼105包括用于冷却自主电源110的装置155。优选地，冷却装置155位于机翼105之下。
机翼115包括自主电源120。优选地，自主电源120包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源120包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源120包括至少一个锂空气电池。
自主电源120包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源120的参数。所监测的参数例如是自主电源120的电流、充电状态和温度。
机翼115包括用于冷却自主电源120的装置150。优选地，冷却装置150位于机翼115之下。
结构100的机身部分125包括辅助推进装置130。辅助推进装置130是自主电源。优选地，自主电源130包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源130包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源130包括至少一个锂空气电池。
自主电源130包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源130的参数。所监测的参数例如是自主电源130的电流、充电状态和温度。
优选地，自主电源130位于飞行器10的座位位置之后。
机身部分125包括用于冷却自主电源130的装置。优选地，冷却装置位于机身部分125之下。
机身部分125包括至少一个电机135。电机135由自主电源110、120和130供电。电机135控制发动机140和145的螺旋桨的转速。
自主电源110、120和130向发动机监控器、飞行器控制管理系统和人机界面供给电能。优选地，发动机监控器和飞行器控制管理系统是包括至少一个软件的微处理器。
优选地，每个自主电源110、120或130的每个BMS的信息被传送至飞行器控制管理系统。
结构100包括用于辅助推进装置130的机械固定接口、将热能转换成电能且供给电机135的电源以及内燃机。优选地，机械固定接口是螺纹孔。
辅助推进装置130为自主电源，其可以调换成：
-将热能转换成电能且供给电机135的电源，或
-内燃机。
在调换时，发动机监控器和飞行器控制管理系统的软件被更新以对应于新的辅助推进装置。
在调换辅助推进装置130的情况下：
-无论整合到结构中的辅助推进装置130如何，飞行器10的质量基本相同，和
-无论整合到结构中的辅助推进装置130如何，辅助推进装置130在结构100中的位置基本相同。
在图2中看到本发明的目标飞行器10的第一实施方式。
本发明的目标飞行器10的实施方式包括：
-至少一个电机135，
-供给电机135的至少一个自主电源110和120，
-推进装置130，其称为“辅助推进装置”，该推进装置是供给电机135的自主电源，
-结构100，其被配置成整合电机135、每个自主电源110和120以及辅助推进装置130，无论辅助推进装置130如何，结构100的参数基本相同。
自主电源110的直流电200、自主电源120的直流电205和自主电源130的直流电210被传送至发动机监控器220。发动机监控器220控制要传送至电机135的电流225。
电流225供给电机135。电机135将电能转换成机械能并且使得轴230以由飞行器控制管理系统和发动机监控器220限定的速度旋转。轴230使得由飞行器10的结构100所包含的发动机螺旋桨1140和145旋转。
在图3中看到本发明的目标飞行器30的特定实施方式。
本发明的目标飞行器30的实施方式包括：
-至少一个电机135，
-供给电机135的至少一个自主电源110和120，
-推进装置330，其称为“辅助推进装置”，该推进装置是将热能转换成电能且供给电机的电源，和
-结构100，其被配置成整合电机135、每个自主电源110和120以及辅助推进装置330，无论辅助推进装置330如何，结构100的参数基本相同。
飞行器30因而是以串联式混合动力推进的飞行器。
结构100包括两个机翼105和115，以及机身部分125。机身部分125包括两个发动机140和145。在一些实施方式中，机身部分125包括至少一个发动机140或145。在一些实施方式中，机身部分125不包括发动机140或145，并且每个机翼105和115包括至少一个发动机140或145。在一些实施方式中，机身部分125和每个机翼105和115包括至少一个发动机140或145。
优选地，结构100的机身部分125包括:
-驾驶舱，
-用于飞行器30所包含的每个发动机的发动机监控器和发动机监控器的控制装置，
-控制每个发动机监控器的飞行器控制管理系统30，和
-人机界面。
发动机监控器是确保对递送至电机135的功率的管理的装置。发动机监控器管理发动机140或145的螺旋桨的转速并且因而管理飞行器30的速度。
飞行器控制管理系统控制每个发动机监控器、执行对飞行器30的敏感功能的智能管理，例如管理每个自主电源110或120、管理每个发动机、启动维护需求的告警和预测。
人机界面是在驾驶舱中显示参数和信息的界面以及由飞行器30的使用者控制的界面。
优选地，飞行器30是教练机，其中，机身部分125可以包括至少两名乘客。
机翼105包括自主电源110。优选地，自主电源110包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源110包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源110包括至少一个锂空气电池。
自主电源110包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源110的参数。所监测的参数例如是自主电源110的电流、充电状态和温度。
机翼105包括用于冷却自主电源110的装置155。优选地，冷却装置155位于机翼105之下。
机翼115包括自主电源120。优选地，自主电源120包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源120包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源120包括至少一个锂空气电池。
自主电源120包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源120的参数。所监测的参数例如是自主电源120的电流、充电状态和温度。
机翼115包括用于冷却自主电源120的装置150。优选地，冷却装置150位于机翼115之下。
结构100的机身部分125包括辅助推进装置330。辅助推进装置330是将热能转换成机械能且供给电机135的电源。优选地，辅助推进装置330包括内燃机、发电机、碳氢燃料的储存罐和用于将交流电转换成直流电的装置。用于将交流电转换成直流电的装置例如是整流器。由发电机从通过内燃机实现的包含在碳氢燃料的储存罐中的碳氢燃料燃烧中产生的电能被整流，然后被传送至电机135。
优选地，辅助推进装置330位于飞行器的座位位置之后。
机身部分125包括用于冷却辅助推进装置330的装置。优选地，冷却装置位于机身部分125之下。优选地，冷却装置包括通过泵来循环且借助于与环境空气接触的交换器而被冷却的液体。
机身部分包括至少一个电机135。电机135由自主电源110和120以及辅助推进装置330供电。电机135控制发动机140和145的螺旋桨的转速。
自主电源110和120和辅助推进装置330向发动机监控器、飞行器控制管理系统和人机界面供给电能。优选地，发动机监控器和飞行器控制管理系统是包括至少一个软件的微处理器。
优选地，每个自主电源110或120的每个BMS的信息被传送至飞行器控制管理系统。
结构100包括用于辅助推进装置330的机械固定接口、供给电机135的自主电源以及内燃机。优选地，机械固定接口是螺纹孔。优选地，为了固定辅助推进装置330，在机械固定接口中安装固定架。
辅助推进装置330是将热能转换成电能且供给电机的电源，其可以调换成：
-供给电机135的自主电源，
-内燃机。
在调换时，发动机监控器和飞行器控制管理系统的软件被更新以对应于新的辅助推进装置330。
在调换辅助推进装置330的情况下：
-无论整合到结构中的辅助推进装置330如何，飞行器30的质量基本相同，和
-无论整合到结构中的辅助推进装置330如何，辅助推进装置330在结构100中的位置基本相同。
在图4中看到本发明的目标飞行器30的第二实施方式。
本发明的目标飞行器30的实施方式包括：
-至少一个电机135，
-供给电机135的至少一个自主电源110和120，
-推进装置330，其称为“辅助推进装置”，该推进装置是将热能转换成电能且供给电机的电源，和
-结构100，其被配置成整合电机135、每个自主电源110和120以及辅助推进装置330，无论辅助推进装置330如何，结构100的参数基本相同。
辅助推进装置330包括：
-包括碳氢燃料的碳氢燃料储存罐405，
-内燃机415，
-发电机425，
-将交流电转换成直流电的装置435，和
-斩波器445。
来自储存罐405的碳氢燃料410供给内燃机415。由内燃机415产生的机械能420被传送至发电机425，发电机425将机械能420转换成电能430。来自发电机的电能430被传送至用于将交流电430转换成直流电440的装置435。电流440的电压借助于斩波器445而适配于与发动机监控器475和电机135相容的电压450。电压450被提供给发动机监控器475。
自主电源110的直流电流455和自主电源120的直流电流460被传送至电流转换器465。电流转换器465将直流电流455和460合并为电流470。电流470供给发动机监控器475。
发动机监控器475向电机135传送基于源自替选推进装置的电流450和源自自主电源110和120的电流470而产生的电流480。
发动机监控器475控制待传送至电机135的电流480。电流480供给电机135。电机135将电能转换成机械能并且使得轴485以由飞行器控制管理系统和发动机监控器475限定的速度旋转。轴485使得飞行器30的结构100所包含的发动机140和145的螺旋桨旋转。
在图5中看到本发明的目标飞行器50的第三特定实施方式。
本发明的目标飞行器50的实施方式包括：
-至少一个电机135，
-供给电机135的至少一个自主电源110和120，
-推进装置530，其称为“辅助推进装置”，该推进装置是内燃机，和
-结构100，其被配置成整合电机135、每个自主电源110和120以及辅助推进装置530，无论辅助推进装置530如何，结构100的参数基本相同。
飞行器50因而是以并联式混合动力推进的飞行器。
结构100包括两个机翼105和115，以及机身部分125。机身部分125包括两个发动机140和145。在一些实施方式中，机身部分125包括至少一个发动机140或145。在一些实施方式中，机身部分125不包括发动机140或145，并且每个机翼105和115包括至少一个发动机140或145。在一些实施方式中，机身部分125和每个机翼105和115包括至少一个发动机140或145。
优选地，结构100的机身部分125包括:
-驾驶舱，
-用于飞行器50所包含的每个发动机的发动机监控器和发动机监控器的控制装置，
-控制每个发动机监控器的飞行器控制管理系统，和
-人机界面。
发动机监控器是确保对递送至电机135的功率的管理的装置。发动机监控器管理发动机140或145的螺旋桨的转速并且因而管理飞行器50的速度。
飞行器控制管理系统控制每个发动机监控器、执行对飞行器50的敏感功能的智能管理，例如管理每个自主电源110或120、管理每个发动机、启动维护需求的告警和预测。
人机界面是在驾驶舱中显示参数和信息的界面以及由飞行器50的使用者控制的界面。
优选地，飞行器50是教练机，其中，机身部分125可以包括至少两名乘客。
机翼105包括自主电源110。优选地，自主电源110包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源110包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源110包括至少一个锂空气电池。
自主电源110包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源110的参数。所监测的参数例如是自主电源110的电流、充电状态和温度。
机翼105包括用于冷却自主电源110的装置155。优选地，冷却装置155位于机翼105之下。
机翼115包括自主电源120。优选地，自主电源120包括至少一个250伏的聚合物锂离子电池。在一些实施方式中，自主电源120包括至少一个锂硫电池。在一些实施方式中，自主电源120包括至少一个锂空气电池。
自主电源120包括BMS(电池管理系统)。BMS监测自主电源120的参数。所监测的参数例如是自主电源120的电流、充电状态和温度。
机翼115包括用于冷却自主电源120的装置150。优选地，冷却装置150位于机翼115之下。
结构100的机身部分125包括辅助推进装置530。辅助推进装置530是与电机135并行的、使发动机140和145旋转的内燃机。优选地，辅助推进装置530包括碳氢燃料的储存罐、机械轴和变速箱。碳氢燃料在内燃机中燃烧，然后内燃机将机械轴的转矩传递至变速箱。变速箱使得发动机140和145的螺旋桨旋转。
优选地，辅助推进装置530位于飞行器50的座位位置之后。
机身部分125包括用于冷却辅助推进装置530的装置。优选地，冷却装置位于机身部分125之下。优选地，冷却装置包括通过泵来循环且借助于与环境空气接触的交换器而被冷却的液体。
机身部分包括至少一个电机135。电机135由自主电源110和120供电。电机135控制发动机140和145的螺旋桨的转速。
自主电源110和120向发动机监控器、飞行器控制管理系统和人机界面供给电能。优选地，发动机监控器和飞行器控制管理系统是包括至少一个软件的微处理器。
优选地，每个自主电源110或120的每个BMS的信息被传送至飞行器控制管理系统。
结构100包括用于辅助推进装置530的机械固定接口、供给电机135的自主电源以及将机械能转换成电能且供给电机135的电源。优选地，机械固定接口是螺纹孔。优选地，为了固定辅助推进装置530，在机械固定接口中安装固定架。
辅助推进装置530是内燃机，其可以调换成：
-供给电机135的自主电源，
-将机械能转换成电能且供给电机135的电源。
在调换时，发动机监控器和飞行器控制管理系统的软件被更新以对应于新的辅助推进装置。
在调换辅助推进装置530的情况下：
-无论整合到结构中的辅助推进装置530如何，飞行器50的质量基本相同，和
-无论整合到结构中的辅助推进装置530如何，辅助推进装置530在结构100中的位置基本相同。
在图6中看到本发明的目标飞行器50的第三实施方式。
本发明的目标飞行器50的实施方式包括：
-至少一个电机135，
-供给电机135的至少一个自主电源110和120，
-推进装置530，其称为“辅助推进装置”，该推进装置是内燃机，和
-结构100，其被配置成整合电机135、每个自主电源110和120以及辅助推进装置530，无论辅助推进装置530如何，结构100的参数基本相同。
自主电源110的直流电流600和自主电源120的直流电流605被传送至发动机监控器610。发动机监控器610控制待传送至电机135的电流620。电流620供给电机135。
电机135将电能转换成机械能并且使得轴645以由飞行器控制管理系统和发动机监控器610限定的速度旋转。轴645使得飞行器50的结构100中所包含的发动机140和145的螺旋桨旋转。
辅助推进装置530包括碳氢燃料630的储存罐625、机械轴640和变速箱。碳氢燃料625在内燃机635中燃烧，然后内燃机635将机械轴640的转矩传递至变速箱。变速箱使得飞行器50的结构100中所包含的发动机140和145的螺旋桨旋转。
在图7中看到用于布置本发明的目标飞行器的方法的实施方式，该方法包括以下步骤：
-由使用者在下述组中选择71辅助推进装置130、330或530：
-供给电机的自主电源130，
-将热能转换成电能且供给电机的电源330，和
-内燃机530；
-设计72结构100，所述结构100被配置成整合至少一个电机135、至少一个自主电源110和120和辅助推进装置130、330或530，无论辅助推进装置130、330或530如何，所述结构的参数基本相同，和
-将辅助推进装置130、330或530固定73到机械固定接口上。
在选择的步骤71期间，使用者限定飞行器中的期望的辅助推进装置。对辅助推进装置的选择71限定了飞行器是以电力推进的飞行器、以串联式混合动力推进的飞行器还是以并联式混合动力推进的飞行器。以电力推进的飞行器10包括供给电机135的自主电源130作为辅助推进装置。以串联式混合动力推进的飞行器30包括将热能转换成电能且供给电机135的电源330作为辅助推进装置。以并联式混合动力推进的飞行器50包括内燃机530作为辅助推进装置。
对辅助推进装置的选择之后是对结构100的设计72，所述结构100被配置成整合至少一个电机135、至少一个自主电源110或120和辅助推进装置130、330或530，无论辅助推进装置如何，结构100的参数基本相同。
无论整合到结构100中的辅助推进装置130、330或530如何，所设计的飞行器10、30或50的质量基本相同。无论整合到结构100中的辅助推进装置如何，辅助推进装置130、330或530在所述结构100中的位置基本相同。所述结构包括用于所述组中的每个辅助推进装置130、330和530的机械固定接口。
一旦设计了飞行器，辅助推进装置就在固定的步骤73，通过机械固定接口而被固定在所述结构上。
由于无论所选择的辅助推进装置130、330或530如何，飞行器10、30或50的结构100都基本相同，因此辅助推进装置130、330或530是模块化的并且可以在飞行器10、30或50的使用寿命期间被调换成其他辅助推进装置130、330或530。另外，无论所选择的辅助推进装置130、330或530如何，机械固定接口都预先存在于飞行器的结构100中。因此，所述结构100在更换辅助推进装置130、330或530的情况下保持不变。
Claims (9)
1.一种飞行器(10、30、50)，其特征在于包括：
-至少一个电机(135)，
-供给所述电机的至少一个自主电源(110、120)，
-包含在下列组中的推进装置即辅助推进装置(130、330、530)：
-供给所述电机的自主电源(130)，
-将热能转换成电能且供给所述电机的电源(330)，和
-内燃机(530)；
-结构(100)，该结构被配置成整合每个电机、每个自主电源和所述辅助推进装置，无论所述辅助推进装置如何，所述结构的参数基本相同。
2.根据权利要求1所述的飞行器(10、30、50)，其中，无论整合到所述结构(100)中的所述辅助推进装置(130、330、530)如何，所述飞行器的质量基本相同。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器(10、30、50)，其中，无论整合到所述结构(100)中的所述辅助推进装置(130、330、530)如何，所述辅助推进装置在所述结构中的位置基本相同。
4.根据权利要求1至3之一所述的飞行器(10、30、50)，其中，所述结构(100)包括用于所述组中的每个辅助推进装置(130、330、530)的机械固定接口。
5.根据权利要求1至4之一所述的飞行器(10、30、50)，包括用于冷却每个自主电源(110、120、130)的装置。
6.根据权利要求1至5之一所述的飞行器(50)，其中，所述内燃机(530)包括碳氢燃料(630)的储存罐(625)、机械轴(640)和变速箱。
7.根据权利要求1至6之一所述的飞行器(30)，其中，将热能转换成电能且供给所述电机(135)的所述电源(330)包括碳氢燃料(410)的储存罐(105)和用于将交流电转换成直流电的装置(435)。
8.一种用于布置根据权利要求1至7之一所述的飞行器(10、30、50)的方法(70)，其特征在于包括以下步骤：
-由使用者在下述组中选择(71)辅助推进装置(130、330、530)：
-供给所述电机(135)的自主电源(130)，
-将热能转换成电能且供给所述电机的电源(330)，和
-内燃机(530)；
-设计(72)结构(100)，所述结构被配置成整合至少一个电机、至少一个自主电源和所述辅助推进装置，无论所述辅助推进装置如何，所述结构的参数基本相同。
9.根据权利要求8所述的方法(70)，还包括将所述辅助推进装置(130、330、530)固定到机械固定接口上的步骤(73)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP14307018.3A EP3031730B1 (fr) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Aéronef et procédé d'aménagement d'un tel aéronef |
| EP14307018.3 | 2014-12-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105691621A true CN105691621A (zh) | 2016-06-22 |
| CN105691621B CN105691621B (zh) | 2020-10-02 |
Family
ID=52272995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510919963.6A Active CN105691621B (zh) | 2014-12-12 | 2015-12-11 | 飞行器和布置这种飞行器的方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10017264B2 (zh) |
| EP (1) | EP3031730B1 (zh) |
| CN (1) | CN105691621B (zh) |
| CA (1) | CA2914164A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106970642A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-07-21 | 佛山科学技术学院 | 一种多旋翼无人机状态监测装置 |
| CN110683047A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 保时捷股份公司 | 飞行器 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11292604B2 (en) | 2017-10-23 | 2022-04-05 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Integrated heat management for hybrid propulsion |
| WO2020180376A2 (en) | 2019-03-01 | 2020-09-10 | United Technologies Advanced Projects, Inc. | Aircraft having hybrid-electric propulsion system with electric storage located in wings |
| EP3750793B1 (en) * | 2019-06-14 | 2023-04-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft having hybrid-electric propulsion system with electric storage located in fuselage |
| FR3098649B1 (fr) | 2019-07-12 | 2022-01-21 | Airbus | Systeme de production electrique pour un aeronef comportant une pile a combustible |
| FR3100944A1 (fr) * | 2019-09-12 | 2021-03-19 | Airbus | Systeme de propulsion d’un vehicule, tel qu’un aeronef |
| DE102020216090A1 (de) | 2020-12-16 | 2022-06-23 | MTU Aero Engines AG | Kühlsystem für ein Fluggerät, Fluggerät mit einem Kühlsystem und Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Antriebssystems eines Fluggeräts |
| GB202202861D0 (en) * | 2022-03-02 | 2022-04-13 | Rolls Royce Plc | Electric aircraft propulsion assembly and method |
| US11745890B1 (en) | 2022-04-29 | 2023-09-05 | Beta Air, Llc | Fuel pod for hybrid electric aircraft |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054937A2 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-30 | Kevin Patrick Gordon | Remote engine/electric helicopter industrial platform |
| US20110024555A1 (en) * | 2009-01-27 | 2011-02-03 | Kuhn Jr Ira Francis | Purebred and Hybrid Electric VTOL Tilt Rotor Aircraft |
| CN102971216A (zh) * | 2010-05-19 | 2013-03-13 | 伊德斯德国股份有限公司 | 用于飞行器的混合动力驱动系统和能量系统 |
| US20130227950A1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-05 | Embry-Riddle Aeronautical University, Inc. | Hybrid assembly for an aircraft |
| CN103388531A (zh) * | 2012-05-10 | 2013-11-13 | 微型涡轮公司 | 一种通过辅助动力装置的辅助动力供应方法及相应的结构 |
| CN104364155A (zh) * | 2012-06-12 | 2015-02-18 | 西门子公司 | 混合式飞机 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2647011C (en) * | 2000-04-03 | 2011-04-05 | Aerovironment Inc. | Liquid hydrogen stratospheric aircraft |
| US7055777B2 (en) * | 2002-06-25 | 2006-06-06 | 21St Century Airships Inc. | Airship and method of operation |
| DE202007006976U1 (de) * | 2007-05-15 | 2008-09-18 | Jung, Nadine | Hubschrauber |
| US8296036B2 (en) * | 2009-09-23 | 2012-10-23 | Aerovironment, Inc. | Aircraft power management |
| US10427784B2 (en) * | 2011-12-05 | 2019-10-01 | Aurora Flight Sciences Corporation | System and method for improving transition lift-fan performance |
| DE102012209803A1 (de) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Bereitstellen einer vorbestimmten Antriebscharakteristik in einem Flugzeug und zugehörige Antriebsvorrichtung |
| US20150021442A1 (en) * | 2012-08-29 | 2015-01-22 | John William Hunter | Solar relay aircraft powered by ground based solar concentrator mirrors in dual use with power towers |
| US9475579B2 (en) * | 2013-08-13 | 2016-10-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Vertical take-off and landing vehicle with increased cruise efficiency |
| AT515456B1 (de) * | 2014-02-18 | 2018-04-15 | Iat 21 Innovative Aeronautics Tech Gmbh | Fluggerät |
| EP3657468A1 (en) * | 2014-08-29 | 2020-05-27 | Zunum Aero, Inc. | System and methods for implementing regional air transit network using hybrid-electric aircraft |
| US20160257416A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-09-08 | Hamilton Sundstrand Corporation | Propulsion system |
-
2014
- 2014-12-12 EP EP14307018.3A patent/EP3031730B1/fr active Active
-
2015
- 2015-12-08 CA CA2914164A patent/CA2914164A1/fr not_active Abandoned
- 2015-12-11 CN CN201510919963.6A patent/CN105691621B/zh active Active
- 2015-12-11 US US14/966,028 patent/US10017264B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054937A2 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-30 | Kevin Patrick Gordon | Remote engine/electric helicopter industrial platform |
| US20110024555A1 (en) * | 2009-01-27 | 2011-02-03 | Kuhn Jr Ira Francis | Purebred and Hybrid Electric VTOL Tilt Rotor Aircraft |
| CN102971216A (zh) * | 2010-05-19 | 2013-03-13 | 伊德斯德国股份有限公司 | 用于飞行器的混合动力驱动系统和能量系统 |
| US20130227950A1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-05 | Embry-Riddle Aeronautical University, Inc. | Hybrid assembly for an aircraft |
| CN103388531A (zh) * | 2012-05-10 | 2013-11-13 | 微型涡轮公司 | 一种通过辅助动力装置的辅助动力供应方法及相应的结构 |
| CN104364155A (zh) * | 2012-06-12 | 2015-02-18 | 西门子公司 | 混合式飞机 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106970642A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-07-21 | 佛山科学技术学院 | 一种多旋翼无人机状态监测装置 |
| CN110683047A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 保时捷股份公司 | 飞行器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160167796A1 (en) | 2016-06-16 |
| CN105691621B (zh) | 2020-10-02 |
| CA2914164A1 (fr) | 2016-06-12 |
| EP3031730B1 (fr) | 2019-09-04 |
| EP3031730A1 (fr) | 2016-06-15 |
| US10017264B2 (en) | 2018-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105691621A (zh) | 飞行器和布置这种飞行器的方法 | |
| Silva et al. | VTOL urban air mobility concept vehicles for technology development | |
| EP3299295B1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft using hybrid electric propulsion system | |
| US8393580B2 (en) | Modular externally accessible batteries for an aircraft | |
| Finger et al. | Initial sizing methodology for hybrid-electric general aviation aircraft | |
| US9162771B2 (en) | Hybrid power supply architecture for supplying mechanical power to a rotor and managed from the on-board network of a rotorcraft | |
| CN111356638B (zh) | 动力组件、动力系统及无人机 | |
| KR101667330B1 (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
| AU2015361236A1 (en) | System and methods for implementing regional air transit network using hybrid-electric aircraft | |
| EP3312085B1 (en) | Electric taxiing system of aircraft and method for controlling the system | |
| CN103569368A (zh) | 旋翼飞机中增补动力的系统及方法 | |
| KR101638964B1 (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
| US11001388B1 (en) | Systems and methods for power distribution in a drone aircraft | |
| Romeo et al. | Setup and test flights of all-electric two-seater aeroplane powered by fuel cells | |
| Hofmann et al. | A comprehensive approach to the assessment of a hybrid electric powertrain for commuter aircraft | |
| US11300001B2 (en) | Electrical system for aircraft | |
| CN111959822A (zh) | 一种可论证无人机起降动力的铁鸟试验台 | |
| Trainelli et al. | Preliminary sizing and energy management of serial hybrid-electric airplanes | |
| KR20170010295A (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 | |
| CN105329448A (zh) | 一种垂直起降无人机油电混合动力系统 | |
| Romeo et al. | ENFICA-FC: Design, realization and flight test of all electric 2-seat aircraft powered by fuel cells | |
| Bagassi et al. | Design analysis for hybrid propulsion | |
| RU2694695C1 (ru) | Способ распределения и управления энергией винтокрылого летательного аппарата с гибридной системой привода винта | |
| KR20210007551A (ko) | 하이브리드 전기 추진시스템을 이용하는 수직이착륙 항공기 및 그 제어 방법 | |
| Strathoff et al. | Performance Comparison of Conventional, Hybrid-Electric, and All-Electric Powertrains for Small Aircraft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |