CN114655429A - 飞行器用推进系统 - Google Patents

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Abstract

提供能够提高发电效率的飞行器用推进系统。飞行器用推进系统在飞行器的飞行状态为多个发动机运转而飞行器起飞之后的第一状态的情况下，使多个发动机中的至少1个发动机停止，使未停止的其他发动机在其他发动机能够高效运转的运转范围内运转而使与其他发动机对应的发电机输出电力。

Description

飞行器用推进系统
技术领域
本发明涉及飞行器用推进系统。
背景技术
以往，已知有在飞行器主体安装有多个发动机，在发动机连接有发电机的飞行器用推进系统(例如参照引用文献1(美国专利第8727271号说明书)及引用文献2(美国专利第9493245号说明书))。该飞行器用推进系统将由发电机供给的电力及/或由蓄电池供给的电力向电动机供给，电动机驱动多个旋翼。而且，飞行器用推进系统根据飞行状况来规定发电机供给的电力与蓄电池供给的电力之间的分担。
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述的飞行器用推进系统中，没有充分研究发电效率的提高。
本发明是考虑这样的情况而完成的，其目的之一在于提供能够提高发电效率的飞行器用推进系统。
用于解决课题的方案
本发明的飞行器用推进系统具有以下的结构。
(1)本发明的一方案的飞行器用推进系统具备：多个发动机，它们安装于飞行器的机体；发电机，其与所述发动机的发动机轴连接；蓄电池，其蓄积由所述发电机发出的电力；多个电动机，它们通过由所述发电机或所述蓄电池供给的电力来驱动；多个旋翼，它们安装于所述飞行器的机体，且通过由所述电动机输出的驱动力来驱动；以及控制部，其控制所述多个发动机的运转状态，其中，所述控制部在所述飞行器的飞行状态为所述多个发动机运转而所述飞行器起飞之后的第一状态的情况下，使所述多个发动机中的至少1个发动机停止，使未停止的其他发动机在所述其他发动机能够高效运转的运转范围内运转，使与所述其他发动机对应的所述发电机输出电力。
(2)在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述第一状态是所述飞行器在达到规定的高度之后沿着包括水平方向在内的方向移动着的状态。
(3)在上述(1)或(2)的方案的基础上，也可以是，所述控制部在所述飞行器的飞行状态是与第一状态不同的第二状态的情况下，使所述多个发动机运转而控制所述飞行器。
(4)在上述(1)至(3)中任一方案的基础上，也可以是，在所述第一状态下要求的要求电力是所述其他发动机在所述运转范围内运转而与所述其他发动机对应的所述发电机能够输出的电力以下的电力。
(5)在上述(1)至(3)中任一方案的基础上，也可以是，在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力超过在所述第一状态下要求的要求电力的情况下，超过所述要求电力的电力由所述蓄电池蓄积，由此所述蓄电池的电力量上升，在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力小于所述要求电力的情况下，所述蓄电池利用预先蓄积的电力来补充所述要求电力与所述发电机输出的电力之间的差量的电力而向所述电动机供给所述要求电力，由此所述蓄电池的电力量下降。
(6)在上述(5)的方案的基础上，也可以是，所述飞行器用推进系统还具备对蓄积于所述蓄电池的电力量进行检测的检测部，所述控制部进行如下处理：在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力小于所述要求电力的情况下，基于所述发电机发出的电力和蓄积于所述蓄电池的电力来使所述电动机运转，之后，在基于所述检测部的结果而判定为蓄积于所述蓄电池的电力量为第一阈值以下的情况下，使停止了的所述发动机再次启动，在预先设定的所述发动机能够高效运转的运转范围内使所述发动机运转，并将由与所述发动机对应的所述发电机生成的电力向所述蓄电池供给。
(7)在上述(5)的方案的基础上，也可以是，所述飞行器用推进系统还具备对蓄积于所述蓄电池的电力量进行检测的检测部，所述控制部进行如下处理：在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力超过所述要求电力的情况下，使超过所述要求电力的电力蓄积于所述蓄电池，之后，在基于所述检测部的结果而判定为蓄积于所述蓄电池的电力量超过第二阈值的情况下，使所述其他发动机的运转停止。
(8)本发明的另一方案的飞行器用推进系统具备：发动机，其安装于飞行器的机体；发电机，其与所述发动机的发动机轴连接；蓄电池，其蓄积由所述发电机发出的电力；多个电动机，它们通过由所述发电机或所述蓄电池供给的电力来驱动；多个旋翼，它们安装于所述飞行器的机体，且通过由所述电动机输出的驱动力来驱动；以及控制部，其控制所述发动机的运转状态，其中，所述控制部在所述飞行器的飞行状态为所述发动机运转而所述飞行器起飞之后的第一状态的情况下，在预先设定的所述发动机能够高效运转的运转范围内使所述发动机运转，并以通过所述发动机的运转而生成的电力来使所述电动机运转，将所述电力中的未用于所述电动机的运转的剩余电力蓄积于所述蓄电池，之后，在蓄积于所述蓄电池的电力达到第三阈值的情况下，使运转着的所述发动机停止。
(9)在上述(8)的方案的基础上，也可以是，所述控制部进行如下处理：在蓄积于所述蓄电池的电力达到第三阈值的情况下，使运转着的所述发动机停止之后，在蓄积于所述蓄电池的电力达到第四阈值以下的情况下，使所述发动机再次启动，在所述运转范围内使所述发动机运转，直至所述蓄电池的电力达到第五阈值。第五阈值与第三阈值可以是相同的值，也可以是不同的值。
发明效果
根据(1)～(5)的方案，飞行器推进系统在飞行器的飞行状态为多个发动机运转而飞行器起飞之后的第一状态的情况下，使多个发动机中的至少1个发动机停止，使未停止的其他发动机在其他发动机能够高效运转的运转范围内运转而使与其他发动机对应的发电机输出电力，由此能够提高发电效率。
根据(6)或(7)的方案，飞行器推进系统根据蓄积于蓄电池的电力量，来控制发动机的运转，由此能够使蓄积于蓄电池的电力的状态为更恰当的状态。
根据(8)或(9)的方案，飞行器推进系统以通过发动机的运转而生成的电力来使电动机运转，使电力中的未用于电动机的运转的剩余电力蓄积于蓄电池，之后，在蓄积于蓄电池的电力达到第三阈值的情况下，使运转着的发动机停止，由此能够提高发电效率。
附图说明
图1是简要地表示搭载有飞行器用推进系统的飞行体1的图。
图2是表示飞行体1的功能结构的一例的图。
图3是用于说明GT60的效率运转范围的图。
图4是用于说明飞行体1的飞行状态的图。
图5是表示由控制装置100执行的处理的流程的一例的流程图。
图6是表示由控制装置100执行的处理的流程的另一例的流程图。
图7是表示在飞行体1起飞后且降落前执行的处理的流程的一例的流程图(其1)。
图8是表示在飞行体1起飞后且降落前执行的处理的流程的一例的流程图(其2)。
图9是表示从飞行体1起飞起到降落为止的GT60的运转状态和要求的输出的变化的一例的图。
图10是用于将具有固定翼的飞行体在飞行状态下所需的功率与具有旋转翼的飞行体在飞行状态下的功率进行比较的图。
图11是表示由第二实施方式的控制装置100执行的处理的流程的一例的流程图。
图12是表示由第二实施方式的控制装置100执行的处理的流程的另一例的流程图。
图13是表示飞行体1从起飞到降落为止的GT60的运转状态和电力的变化的一例的图。
附图标记说明：
1··飞行体、10··机体、12··旋翼、14··电动机、16··臂、20··第一控制电路、30··蓄电池单元、32··蓄电池、34··BMU(Battery Management Unit)、36··检测部、40··第二控制电路、50··发电机、60··燃气轮机发动机(GT)、100··控制装置、120··各种传感器。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的飞行器用推进系统的实施方式。
<第一实施方式>
[整体结构]
图1是简要地表示搭载有飞行器用推进系统的飞行体1的图。飞行体1例如具备机体10、多个旋翼12A～12D、多个电动机14A～14D、以及臂16A～16D。以下，在不对多个旋翼12A～12D彼此进行区分的情况下，称作旋翼12，在不对多个电动机14A～14D彼此进行区别的情况下，称作电动机14。飞行体1可以是有人飞行体，也可以是无人飞行体。飞行体1不限于图示的多旋翼机(multicopter)，也可以是直升机(helicopter)、具备旋转翼和固定翼这两方的复合型飞行体。
旋翼12A经由臂16A而安装于机体10。在旋翼12A的基部(旋转轴)安装有电动机14A。电动机14A驱动旋翼12A。电动机14A例如是无刷DC马达。旋翼12A是在飞行体1为水平姿势的情况下，绕与重力方向平行的轴线旋转的叶片的固定翼。关于旋翼12B～12D、臂16B～16D及电动机14B～14D，也具有与上述同样的功能结构，因此省略说明。
旋翼12根据控制信号而旋转，由此飞行体1以期望的飞行状态飞行。控制信号是基于操作者的操作或自动操纵中的指示得到的用于控制飞行体1的信号。例如，旋翼12A和旋翼12D沿着第一方向(例如顺时针方向)旋转，旋翼12B和旋翼12C沿着第二方向(例如逆时针方向)旋转，由此飞行体1飞行。除了上述的旋翼12以外，也可以还设置有未图示的姿势保持用或水平推进用的辅助旋翼等。
图2是表示飞行体1的功能结构的一例的图。飞行体1除了图1所示的结构以外，例如还具备第一控制电路20A、20B、20C、20D、蓄电池单元30、第二控制电路40-1、40-2、发电机50-1、50-2、以及燃气轮机发动机(以下称作“GT”)60-1、60-2。被赋予附图标记及连字符之后的数字“1”的结构是与旋翼12A、旋翼12D、电动机14A、电动机14D、第一控制电路20A及第一控制电路20D对应的第一结构。被赋予附图标记及连字符之后的数字“2”的结构是与旋翼12B、旋翼12C、电动机14B、电动机14C、第一控制电路20B及第一控制电路20C对应的第二结构。以下，作为代表而说明第一结构，第二结构为与第一结构同样的结构，因此省略说明。
第一控制电路20A是包含逆变器等驱动电路在内的PDU(Power Drive Unit)。第一控制电路20A将由蓄电池单元30供给的电力通过开关等而变换得到的电力向电动机14A供给。第一控制电路20D与第一控制电路20A同样是PDU，将由蓄电池单元30供给的电力向电动机14D供给。电动机14A驱动旋翼12A，电动机14D驱动旋翼12D。
蓄电池单元30例如具备蓄电池32、BMU(Battery Management Unit)34及检测部36。蓄电池32例如是将多个单电池串联、并联、或串并联连接的电池组。构成蓄电池32的单电池例如是锂离子电池(Lithium-Ion Battery：LIB)、镍氢电池等能够反复进行充电和放电的二次电池。
BMU34进行单电池平衡、蓄电池32的异常检测、蓄电池32的单电池温度的导出、蓄电池32的充放电电流的导出、蓄电池32的SOC的推定等。检测部36是用于测定蓄电池32的充电状态的电压传感器、电流传感器、温度传感器等。检测部36将测定到的电压、电流、温度等测定结果向BMU34输出。
飞行体1也可以具备多个蓄电池单元30。例如，也可以设置有与第一结构及第二结构分别对应的蓄电池单元30。需要说明的是，在本实施方式中，由发电机50生成的电力向蓄电池32供给，但不限定于此。由发电机50生成的电力也可以不经由蓄电池32(或者关于是否经由蓄电池32而选择性地)向第一控制电路20及电动机14供给。
第二控制电路40-1是包含转换器等在内的PCU(Power Conditioning Unit)。第二控制电路40-1将由发电机50-1发电得到的交流电力变换为直流电力，并将变换的电力向蓄电池32及/或第一控制电路20供给。
发电机50-1与GT60-1的输出轴连接。发电机50-1通过GT60-1运转而被驱动，通过该驱动而生成交流电力。发电机50-1也可以经由减速机构而与GT60-1的输出轴连接。发电机50-1作为马达发挥功能，在停止向GT60-1供给燃料时，使GT60-1旋转(空转)而为能够运转的状态。此时，第二控制电路40-1从蓄电池32侧取出电力而使发电机50-1电动回转。也可以代替上述的功能结构，在GT60-1的输出轴连接起动电动机，起动电动机使GT60-1为能够运转的状态。
GT60-1例如是涡轮轴发动机。GT60-1例如具备未图示的进气口、压缩机、燃烧室、涡轮等。压缩机对从进气口吸入的吸入空气进行压缩。燃烧室配置于压缩机的下游，将压缩了的空气与燃料混合而使气体燃烧，生成燃烧气体。涡轮与压缩机连接，通过燃烧气体的力而与压缩机一体旋转。涡轮的输出轴通过上述的旋转而旋转，由此与涡轮的输出轴连接的发电机50运转。
控制装置100例如通过CPU(Central Processing Unit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。控制装置100的功能中的一部分或全部可以通过LSI(Large ScaleIntegration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等硬件(包含电路部：circuitry)来实现，也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于控制装置100的HDD(Hard Disk Drive)、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质，并通过存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于控制装置100的HDD、闪存器。
各种传感器120例如具备转速传感器、多个温度传感器、多个压力传感器、润滑油传感器、高度传感器、陀螺仪传感器等。转速传感器检测涡轮的转速。温度传感器检测GT60的进气口附近的温度、燃烧室的下游附近的温度。润滑油传感器检测向GT60的轴承等供给的润滑油的温度。压力传感器检测收容控制装置100的容器的内部的压力、GT60的进气口附近的压力。高度传感器检测飞行体1的高度。陀螺仪传感器检测获知机体10的姿势。
控制装置100针对上述的电动机14、第一控制电路20、蓄电池单元30、第二控制电路40、发电机50、GT60等而基于它们的运转状态或从各种传感器120取得的信息来控制它们。例如，控制装置100控制上述的各功能结构而使飞行体1起飞或降落、使飞行体1以规定的飞行状态飞行。
控制装置100基于飞行信息来控制飞行体1。飞行信息例如是根据各种传感器120的检测结果而得到的信息、与控制信号相应的飞行体1的飞行状态。控制装置100在飞行体1的飞行状态为多个GT60运转而飞行体1起飞之后的第一状态的情况下，使多个GT60中的至少1个GT60停止，使未停止的其他GT60在其他GT60能够高效运转的效率运转范围内(详细情况见后述)运转而使与其他GT60对应的发电机50输出电力。控制装置100在飞行体1的飞行状态为与第一状态不同的第二状态的情况下，使多个GT60运转而控制飞行体1。
[与效率运转范围相关的说明]
图3是用于说明GT60的效率运转范围的图。图3示出了第一推移线和第二推移线。图3的横轴表示GT60的输出(运转功率)[％]。第一推移线表示每个输出下的燃料消耗量。关于第一推移线，纵轴(图中的左侧的第一纵轴)是在连续一小时运转了时消耗的燃料消耗[kg/h]。在第一推移线中，将燃料消耗的点(例如图中的任意的Δ标记的点)与原点连结的直线的斜率越大，则表示效率越低。在第一推移线中，将燃料消耗的点(例如图中的任意的Δ标记的点)与原点连结的直线的斜率越小，则表示效率越高。需要说明的是，在第一推移线的输出为零时，效率被偏置(offset)，成为零以上的值，该情况省略图示。
第二推移线表示每个输出下的SFC(Specific Fuel Consumption)。关于第二推移线，纵轴(图中的右侧的第二纵轴)表示燃料消耗率[kg/kwh]。SFC表示GT60连续一小时运转了时消耗的燃料消耗除以输出而得到的值，值越小则表示效率越高。将GT60的额定最大电力设为100％而进行图示。
如第一推移线及第二推移线所示，GT60的输出越降低，则GT60的运转效率越降低。效率最高的最高效率点例如是GT60的输出为95％至100％的区间。控制装置100通过使GT60在基于最高效率点而设定的效率运转范围内运转，能够提高发电效率。图3所示的范围R为效率运转范围的一例。效率运转范围例如是输出以60％前后为起点且以95％至100％程度的值为终点的范围。
最高效率点或效率运转范围按每个飞行体1的高度和GT60的温度而设定。该信息存储于控制装置100的存储装置。控制装置100参照存储于存储装置的信息，来确定与高度和温度相应的效率运转范围。
图4是用于说明飞行体1的飞行状态的图。如图4所示，飞行体1进行如下动作：(1)进行滑行、(2)起飞、悬停(hovering)、(3)上升及加速、(4)巡航。然后，飞行体1进行如下动作：(5)下降及减速、(6)悬停、降落、(7)滑行、供油、驻机。飞行体1在到达规定的高度之后沿着包含水平方向在内的方向移动着的状态是第一状态。第一状态例如是图4所示的飞行体1巡航着的状态、或者图4所示的飞行体1进行着上升及加速、巡航、以及下降及减速的状态(3)-(5)。在以下的说明中，第一状态是飞行体1进行着上升及加速、巡航、以及下降及减速的状态。例如，飞行体1进行着起飞的动作或降落的动作的状态、以及进行着滑行、供油、驻机的状态(1)、(2)、(6)、(7)为第二状态。
在上述的飞行状态中，例如，在飞行体1进行着起飞、悬停、降落的状态的情况下，控制装置100使GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转。通过GT60-1及GT60-2在效率运转范围内进行运转而输出的电力是飞行体1进行着起飞、悬停或降落的状态的要求电力以上或与要求电力接近的电力。
在上述的飞行状态中，例如，在飞行体1进行着上升及加速、巡航、或下降及减速的情况(为第一状态的情况)下，控制装置100使GT60-1在效率运转范围内运转，并使GT60-2的运转停止。通过GT60-1在效率运转范围内运转而输出的电力是飞行体1进行着上升及加速、巡航、或下降及减速的状态的要求电力以上的电力或与之接近的电力。GT60-1及GT60-2例如是满足上述的条件那样的规格。
要求电力是飞行体1为了转移到与控制信号相应的飞行状态、或者为了维持飞行状态所需的电力。控制装置100将要求电力向电动机14提供，电动机14基于要求电力来驱动旋翼12，由此将飞行体1控制为与控制信号相应的飞行状态。在第一状态下要求的要求电力，例如是未停止的其他GT60在效率运转范围内运转而与其他GT60对应的发电机50能够输出的电力以下的电力。在第一状态下要求的要求电力，也可以是虽然超过上述的其他GT60能够输出的电力的电力，但为蓄电池32能够供给的电力以下的电力。换言之，虽然凭借实时发电的电力则会不足，但通过从预先蓄积于蓄电池32的电力填补电力，由此将要求电力以上的电力向电动机14供给。在第一状态下要求的要求电力在GT60-1及GT60-2的运转停止而未向蓄电池32供给电力的情况下，能够从蓄电池32供给。
[流程图(起飞时的处理)]
图5是表示由控制装置100执行的处理的流程的一例的流程图。图4是在起飞时执行的处理的流程的一例。首先，控制装置100使GT60-1及GT60-2运转(步骤S100)。接着，控制装置100判定飞行体1是否起飞了(是否为起飞了的状态)(步骤S102)。在飞行体1未起飞的情况下，返回步骤S100，维持使GT60-1及GT60-2运转的状态。
在飞行体1起飞了的情况下，控制装置100判定飞行体1是否为第一状态(步骤S104)。第一状态例如也可以是能够通过GT60-1在效率运转范围内运转来供给起飞后的飞行体1的要求电力以上的电力的状态。
在飞行体1为第一状态的情况下，控制装置100决定是否进行GT60-1的输出的调整(步骤S106)。调整是指控制装置100使GT60-1在效率运转范围内运转。例如，控制装置100在GT60-1在效率运转范围内运转着的情况下，判定为无需进行GT60-1的输出的调整。控制装置100在GT60-1未在效率运转范围内运转的情况下，判定为需要调整GT60-1的输出。
在决定为不进行GT60-1的调整的情况下，控制装置100使GT60-2停止(步骤S108)。在决定进行GT60-1的调整的情况下，控制装置100调整GT60-1的输出(步骤S110)，返回步骤S106的处理。由此，本流程图的处理结束。需要说明的是，S108的处理也可以在步骤S106的处理之前执行。
如上述那样，控制装置100在飞行体1起飞后为第一状态的情况下，使GT60-2停止，而且使GT60-1在效率运转范围内运转。由此，能够进行高效的发电，因此能够提高发电效率。
[流程图(降落时的处理)]
图6是表示由控制装置100执行的处理的流程的另一例的流程图。图6是在降落时执行的处理的流程的一例。首先，控制装置100判定飞行体1是否为第一状态(步骤S200)。在飞行体1为第一状态的情况下，控制装置100判定飞行体1是否预定降落(步骤S202)。例如，控制装置100在取得了表示预定降落的控制信号的情况下，判定为飞行体1预定降落。
在飞行体1预定降落的情况下，控制装置100判定GT60-2是否运转着(步骤S204)。在GT60-2未运转的情况下，控制装置100使GT60-2运转(步骤S206)。
在GT60-2运转着的情况、或者步骤S206之处理后，控制装置100决定是否进行GT60-1及GT60-2的输出的调整(步骤S208)。例如，控制装置100在GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转着的情况下，判定为无需调整GT60-1及GT60-2的输出。控制装置100在GT60-1及GT60-2未在效率运转范围内运转的情况下，判定为需要调整GT60-1及GT60-2的输出。
在决定进行GT60-1及GT60-2的调整的情况下，控制装置100进行GT60-1及GT60-2的调整(步骤S210)。调整是指控制装置100使GT60-1或GT60-2在效率运转范围内运转。通过该调整，在飞行所需的要求电力与GT60-1及GT60-2生成的电力产生了差异的情况下，也可以由蓄电池32吸收差异所涉及的电力。之后，飞行体1进行降落。由此，本流程图的处理结束。
如上述那样，控制装置100在飞行体1降落的情况下，使GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转而使飞行体1降落。由此，能够提高发电效率，并且实现稳定的飞行。
如上述那样，控制装置100在飞行体1进行着上升及加速、巡航、或下降及减速的情况下，使GT60-1在效率运转范围内运转，使GT60-2停止而使飞行体1飞行。由此，能够提高发电效率。
[流程图(起飞后且降落前的处理/其1)]
图7是表示在飞行体1起飞后且降落前执行的处理的流程的一例的流程图(其1)。首先，控制装置100判定是否为第一状态(步骤S300)。在第一状态下，GT60-2未运转。
在为第一状态的情况下，控制装置100判定GT60-1运转而生成的电力P是否小于要求电力Rp(步骤S302)。在电力P不小于要求电力Rp的情况下，控制装置100经由蓄电池32将GT60-1生成的电力向电动机14供给。由此，飞行体1以GT60-1生成的电力飞行(步骤S304)。在存在从电力P减去要求电力Rp而得到的剩余电力的情况下，剩余电力蓄积于蓄电池32，蓄积于蓄电池32的电力量成为上升倾向。
在电力P小于要求电力Rp的情况下，控制装置100实质上将由GT60-1生成的电力及预先积蓄于蓄电池32的电力向电动机14供给。由此，飞行体1以GT60-1生成的电力及蓄积于蓄电池32的电力来飞行(步骤S306)。在该情况下，蓄积于蓄电池32的电力量成为下降倾向。即，蓄电池32利用预先蓄积的电力来弥补要求电力与发电机50输出的电力之间的差量的电力而向电动机14供给要求电力，由此蓄电池32的电力量下降。
接着，控制装置100判定蓄积于蓄电池32的电力Bp是否为阈值Bth1以下(步骤S308)。阈值Bth1为应该蓄积于蓄电池32的电力的下限值。阈值Bth1例如是SOC(StateOfCharge)的下限值。在该情况下，在步骤S308中，判定蓄电池32的SOC是否为SOC的规定的下限值。阈值Bth1为技术方案的“第一阈值”的一例。在电力Bp不是阈值Bth1以下的情况下，返回步骤S100的处理。在电力Bp为阈值Bth1以下的情况下，控制装置100使停止着的GT60-2在效率运转范围内运转(步骤S310)。通过步骤S310的处理，电力Bp被控制为避免低于阈值Bth1。由此，本流程图的1个例程的处理结束。
如上述那样，控制装置100控制GT60，以便在第一状态下以满足要求电力的方式供给电力、而且避免蓄电池32的电力成为阈值Bth1以下。由此能够提高发电效率，并且能够维持将充分的电力蓄积于蓄电池32的状态。
[流程图(起飞后且降落前的处理/其2)]
图8是表示在飞行体1起飞后且降落前执行的处理的流程的一例的流程图(其2)。
首先，控制装置100判定是否为第一状态(步骤S400)。在为第一状态的情况下，控制装置100判定电力Bp是否为阈值Bth2以上(步骤S402)。阈值Bth2为应该蓄积于蓄电池32的电力的上限值。阈值Bth2例如为SOC的上限值。阈值Bth2为技术方案的“第二阈值”的一例。在电力Bp不是阈值Bth2以上的情况下，本流程图的1个例程的处理结束。在电力Bp为阈值Bth2以上的情况下，控制装置100使运转着的GT60停止(步骤S404)。控制装置100在GT60-1及GT60-2运转着的情况下，使GT60-1及GT60-2的运转停止。控制装置100在GT60-1运转着的情况下，使GT60-1的运转停止。通过步骤S404的处理，电力Bp被控制为避免超过阈值Bth2。由此，本流程图的1个例程的处理结束。
如上述那样，控制装置100控制GT60，以避免在第一状态下由于GT60的运转而蓄电池32的电力超过阈值Bth2这一情况。由此能够提高发电效率，并且抑制向蓄电池32过度供给电力。
[时序图]
图9是表示飞行体1从起飞到降落为止的GT60的运转状态和要求的输出(例如要求电力)的变化的一例的图。图9的纵轴表示输出(电力)，图9的横轴表示时间。图9的蓄电池32的影线表示蓄积于蓄电池32的电力。在起飞时，控制装置100使GT60-1及GT60-2运转。在起飞时要求的输出P1通过将GT60-1及GT60-2的输出(GT60-1及GT60-2的电力)与由蓄电池32供给的输出(电力)合起来的输出(电力)来供应。在起飞后，控制装置100维持GT60-1的运转，使GT60-2的运转停止。在起飞后要求的输出P2通过基于GT60-1的运转进行的输出(在不足的情况下为蓄电池32的输出)来供应。
例如，在飞行体1所具备的辅机等被利用使得蓄电池32的电力被消耗、即便通过GT60-1的运转也会电力不足，蓄积于蓄电池32的电力Bp小于阈值Bth1的情况下，控制装置100使GT60-2运转而生成的电力蓄积于蓄电池32。图9的蓄电池32的输出比横轴靠下方而为负的状态是进行着蓄电(充电)的状态。在蓄积于蓄电池32的电力Bp达到阈值Bth2的情况下，控制装置100停止GT60-2(或GT60-1及GT60-2)的运转。
在降落时，控制装置100使GT60-1及GT60-2运转。在降落时要求的要求电力P1通过将由GT60-1及GT60-2生成的电力和由蓄电池32供给的电力合起来的电力来供应。
如上述那样，控制装置100根据要求电力及蓄积于蓄电池的电力量来控制GT60。由此能够在维持期望的飞行状态的同时，提高发电效率。
[具有固定翼的飞行体与具有旋转翼的飞行体之间的比较]
图10是用于将在具有固定翼的飞行体在飞行状态下所需的功率与具有旋转翼的飞行体在飞行状态下的功率进行比较的图。图10的纵轴表示飞行所需的功率的指标，图10的横轴表示时间。在图10的例子中，在起飞时飞行所需的力设为100。例如，在飞行体1具有两个GT60的情况下，将两个GT60在100％附近输出的功率设为100。
关于固定翼的飞行体，在起飞时飞行所需的力与在巡航时飞行所需的力之间的差异小，而且在巡航时飞行所需的力为比100稍小的程度。与此相对，旋转翼的飞行体在起飞时或降落时飞行所需的力为100附近，但在巡航时飞行所需的力为50左右。
这样，旋转翼的飞行体1在起飞时和降落时这样的短的时间内需要接近100的在飞行中所需的力，但在比较长的巡航时这样的时间内，例如飞行所需的力为50左右。因此，为了在巡航时进行高效率运转，而关于GT60的运转，需要进行更恰当的电力管理。
在本实施方式中，如上所述，控制装置100在巡航时恰当地控制GT60，由此能够提高发电效率。例如，本实施方式的飞行器推进系统也能够适用于固定翼的飞行体，但适用于旋转翼的飞行体1则更优。
需要说明的是，在第一实施方式中，说明了飞行器推进系统具有两个GT60的情况，但也可以代替于此，飞行器推进系统是具有3个以上的GT60的系统。在该情况下，飞行器推进系统在飞行体1的飞行状态为多个GT60运转而飞行体1起飞之后的第一状态的情况下，使规定数量的GT60运转以满足要求电力，使其他GT60的运转停止。
根据以上说明的第一实施方式，以飞行体1具有多个GT60为前提，控制装置100在飞行体1的飞行状态为多个GT60运转而飞行器起飞之后的第一状态的情况下，使多个GT60中的至少1个GT60停止，使未停止的其他GT60在能够高效运转的运转范围运转而使与其他GT60对应的发电机50输出电力。由此能够提高发电效率。
<第二实施方式>
以下，说明第二实施方式。第二实施方式的控制装置100在飞行体1的飞行状态为多个GT60运转而飞行体1起飞之后的第一状态的情况下，在预先设定的GT60能够高效运转的运转范围内使GT60运转，并以通过GT60的运转而生成的电力来使电动机14运转，将上述的电力中的未用于电动机14的运转的剩余电力蓄积于蓄电池32。之后，在蓄积于蓄电池32的电力达到预先决定的上限的情况下，使运转着的GT60停止。第二实施方式的处理也可以与第一实施方式的处理或处理的一部分组合而实施。
[流程图]
图11是表示由第二实施方式的控制装置100执行的处理的流程的一例的流程图。首先，控制装置100判定是否为第一状态(步骤S500)。在为第一状态的情况下，控制装置100判定GT60-1及GT60-2是否在效率运转范围内运转着(步骤S502)。在GT60-1及GT60-2未在效率运转范围内运转的情况下，控制装置100使GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转(步骤S504)。
在GT60-1在效率运转范围内运转着的情况或在步骤S504的处理后，控制装置100执行充电或放电的控制(充放电控制)(步骤S506)。关于充放电控制的详细情况，参照后述的图12来说明。接着，控制装置100判定是否为充放电控制的结束时机(步骤S508)。结束时机例如是控制装置100取得了飞行体1预定降落的控制信号。在不是充放电控制的结束时机的情况下，返回步骤S506的处理。在是充放电控制的结束时机的情况下，本流程图的1个例程的处理结束。
[流程图]
图12是表示由第二实施方式的控制装置100执行的处理的流程的另一例的流程图。本流程图示出了前述的图11的步骤S506的充放电控制的处理。首先，控制装置100判定是否为进行充电的状态或进行着充电的状态(步骤S600)。进行充电的状态是指，由GT60-1及GT60-2生成的电力比要求电力大而剩余电力蓄积于蓄电池32的状态。
在为进行充电的状态或进行着充电的状态的情况下，控制装置100判定蓄积于蓄电池32的电力Bp是否为阈值Btha以上(步骤S602)。在电力Bp为阈值Btha以上的情况下，控制装置100使GT60-1及GT60-2的运转停止(步骤S604)。阈值Btha是应该蓄积于蓄电池32的电力的上限值(例如SOC的上限值)。阈值Btha为技术方案的“第三阈值”或“第五阈值”的一例。
在不是“进行充电的状态、或进行着充电的状态”的情况(是进行放电或进行着放电的状态的情况)下，控制装置100判定电力Bp是否为阈值Bthb以下(步骤S606)。阈值Bthb是技术方案的“第四阈值”的一例。阈值Bthb是应该蓄积于蓄电池32的电力的下限值(例如SOC的下限值)。在电力Bp为阈值Bthb以下的情况下，控制装置100使GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转(步骤S608)。在步骤S608中GT60-1及GT60-2是在效率运转范围内运转着的状态的情况下，控制装置100维持该状态。由此，本流程图的1个例程的处理结束。
如上述那样，第二实施方式的控制装置100在第一状态下进行充放电控制。由此能够提高发电效率。
[时序图]
图13是表示飞行体1从起飞到降落为止的GT60的运转状态和要求的输出(例如要求电力)的变化的一例的图。图13的纵轴表示输出(电力)，图13的横轴表示时间。在起飞时，控制装置100使GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转。在起飞时要求的输出P1通过将GT60-1及GT60-2的输出和蓄电池32的输出合起来的输出来供应。在起飞后，与GT60-1及GT60-2的输出相应的电力中的剩余电力被充入蓄电池。剩余电力是GT60-1或GT60-2所生成的电力中的超过要求电力的电力。
在电力Bp成为了阈值Btha以上的情况下，控制装置100使GT60-1及GT60-2的运转停止。之后，控制装置100将蓄电池32的电力向电动机14供给而使旋翼12旋转。在电力Bp成为了阈值Bthb以下的情况下，控制装置100使GT60-1及GT60-2在效率运转范围内运转，将剩余电力蓄积于蓄电池32。
在降落时，控制装置100使GT60-1及GT60-2运转。在降落时要求的要求电力通过与将GT60-1及GT60-2的输出和由蓄电池32供给的输出合起来的输出相应的电力来供应。
如上述那样，控制装置100使GT60在效率运转范围内运转，而且能够更恰当地利用蓄积于蓄电池32的电力。由此能够在提高发电效率的同时，更高效地利用电力。
需要说明的是，在第二实施方式中，说明了飞行器推进系统具有两个GT60的情况，但也可以代替于此，飞行器推进系统是具有1个GT60的系统。该情况下也同样地，飞行器推进系统基于电力Bp与阈值之间的关系来使GT60运转、或者使运转停止。即，第二实施方式的处理可以适用于具有多个GT60的飞行体，也可以适用于具有1个GT60的飞行体。
根据以上说明的第二实施方式，控制装置100在飞行体1的飞行状态是多个GT60运转而飞行体1起飞之后的第一状态的情况下，在预先设定的GT60能够高效运转的运转范围内使GT60运转，并以通过GT60的运转而生成的电力来使电动机14运转，使上述的电力中的未用于电动机14的运转的剩余电力蓄积于蓄电池32。之后，在蓄积于蓄电池32的电力达到预先决定的上限的情况下，使运转着的GT60停止。由此能够提高发电效率。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。

Claims (9)

1.一种飞行器用推进系统，其具备：
多个发动机，它们安装于飞行器的机体；
发电机，其与所述发动机的发动机轴连接；
蓄电池，其蓄积由所述发电机发出的电力；
多个电动机，它们通过由所述发电机或所述蓄电池供给的电力来驱动；
多个旋翼，它们安装于所述飞行器的机体，且通过由所述电动机输出的驱动力来驱动；以及
控制部，其控制所述多个发动机的运转状态，其中，
所述控制部在所述飞行器的飞行状态为所述多个发动机运转而所述飞行器起飞之后的第一状态的情况下，使所述多个发动机中的至少1个发动机停止，使未停止的其他发动机在所述其他发动机能够高效运转的运转范围内运转，使与所述其他发动机对应的所述发电机输出电力。
2.根据权利要求1所述的飞行器用推进系统，其中，
所述第一状态是所述飞行器在达到规定的高度之后沿着包括水平方向在内的方向移动着的状态。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器用推进系统，其中，
所述控制部在所述飞行器的飞行状态是与第一状态不同的第二状态的情况下，使所述多个发动机运转而控制所述飞行器。
4.根据权利要求1所述的飞行器用推进系统，其中，
在所述第一状态下要求的要求电力是所述其他发动机在所述运转范围内运转而与所述其他发动机对应的所述发电机能够输出的电力以下的电力。
5.根据权利要求1所述的飞行器用推进系统，其中，
在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力超过在所述第一状态下要求的要求电力的情况下，超过所述要求电力的电力由所述蓄电池蓄积，由此所述蓄电池的电力量上升，
在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力小于所述要求电力的情况下，所述蓄电池利用预先蓄积的电力来补充所述要求电力与所述发电机输出的电力之间的差量的电力而向所述电动机供给所述要求电力，由此所述蓄电池的电力量下降。
6.根据权利要求5所述的飞行器用推进系统，其中，
所述飞行器用推进系统还具备对蓄积于所述蓄电池的电力量进行检测的检测部，
所述控制部进行如下处理：
在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力小于所述要求电力的情况下，基于所述发电机发出的电力和蓄积于所述蓄电池的电力来使所述电动机运转，
之后，在基于所述检测部的结果而判定为蓄积于所述蓄电池的电力量为第一阈值以下的情况下，使停止了的所述发动机再次启动，在预先设定的所述发动机能够高效运转的运转范围内使所述发动机运转，并将由与所述发动机对应的所述发电机生成的电力向所述蓄电池供给。
7.根据权利要求5所述的飞行器用推进系统，其中，
所述飞行器用推进系统还具备对蓄积于所述蓄电池的电力量进行检测的检测部，
所述控制部进行如下处理：
在与所述其他发动机对应的所述发电机输出的电力超过所述要求电力的情况下，使超过所述要求电力的电力蓄积于所述蓄电池，
之后，在基于所述检测部的结果而判定为蓄积于所述蓄电池的电力量超过第二阈值的情况下，使所述其他发动机的运转停止。
8.一种飞行器用推进系统，其具备：
发动机，其安装于飞行器的机体；
发电机，其与所述发动机的发动机轴连接；
蓄电池，其蓄积由所述发电机发出的电力；
多个电动机，它们通过由所述发电机或所述蓄电池供给的电力来驱动；
多个旋翼，它们安装于所述飞行器的机体，且通过由所述电动机输出的驱动力来驱动；以及
控制部，其控制所述发动机的运转状态，其中，
所述控制部在所述飞行器的飞行状态为所述发动机运转而所述飞行器起飞之后的第一状态的情况下，在预先设定的所述发动机能够高效运转的运转范围内使所述发动机运转，并以通过所述发动机的运转而生成的电力来使所述电动机运转，将所述电力中的未用于所述电动机的运转的剩余电力蓄积于所述蓄电池，之后，在蓄积于所述蓄电池的电力达到第三阈值的情况下，使运转着的所述发动机停止。
9.根据权利要求8所述的飞行器用推进系统，其中，
所述控制部进行如下处理：
在蓄积于所述蓄电池的电力达到第三阈值的情况下，使运转着的所述发动机停止之后，在蓄积于所述蓄电池的电力达到第四阈值以下的情况下，使所述发动机再次启动，在所述运转范围内使所述发动机运转，直至所述蓄电池的电力达到第五阈值。
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