CN115593609A - 飞行器的机身部段、飞行器机身以及飞行器 - Google Patents
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Abstract
为了改善飞行器(10)上的液氢储存，本发明提出了一种集成到飞行器(10)的机身(12)中的液氢罐(36)。罐壁(38)的至少一部分由特别适合的罐蒙皮面板(42)和/或压力隔板(48)形成。形成罐壁(38)的部分被加强，以容纳大约3bar的罐压力(PLH2)。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器的机身部段。本发明还涉及飞行器机身和具有这种机身部段或机身的飞行器。
背景技术
在未来的航空旅行中，应该减少或完全避免碳排放。存在两种考虑的一般推进系统。一方面，考虑电驱动的飞行器。另一方面，氢气原则上被认为是完全消除碳排放的好选择。然而，将氢气作为气体或液体储存不容易。
过去，一些氢气演示器是通过在机舱内增加单独的氢气罐并在航空旅行中将单个发动机连接至所述氢气罐进行测试来构建。
发明内容
本发明的目的是改进飞行器的氢气罐。
该目的通过独立权利要求的主题来实现。优选实施方式是从属权利要求的主题。
本发明提供了一种飞行器的机身部段，其中，该机身部段具有适于储存液氢的液氢罐和压力隔板和/或至少一个罐蒙皮面板，其中，液氢罐具有包围用于储存液氢的罐容积的罐壁，其特征在于，罐壁包括由压力隔板和/或至少一个罐蒙皮面板形成的罐壁部分。
优选地，机身部段包括第二压力隔板，该第二压力隔板布置成沿着前后方向与压力隔板间隔开。
优选地，压力隔板和/或第二压力隔板固定至至少一个罐蒙皮面板。优选地，压力隔板和/或第二压力隔板被焊接和/或铆接至至少一个罐蒙皮面板。
优选地，罐壁被加强使得罐壁能够承受罐容积中大于1bar、优选地高达5bar，更优选地高达3bar的罐压力。
优选地，液氢罐包括再填充管，该在填充管将罐容积流体地连接至外部连接器，该外部连接器布置成接纳用于再填充液氢的供应连接器。
优选地，液氢罐包括排放管和压力调节装置，该压力调节装置构造成用于在罐压力超过预定压力阈值时将氢气从罐容积经由排放管排放到环境中。
优选地，液氢罐具有设置在罐壁上的热绝缘件。
优选地，机身部段包括设置在液氢罐上的外部保护蒙皮，以保护液氢罐免受外来物体对液氢罐的撞击。
本发明提供了一种后机身部段或前机身部段，其特征在于优选的机身部段，其中，压力隔板将客舱部段与罐容积分开。
优选地，客舱部段中的机舱压力低于罐容积中的罐压力。
本发明提供了一种飞行器的飞行器机身，其特征在于至少一个优选的机身部段。
本发明提供了一种飞行器，该飞行器包括优选的机身部段和/或优选的飞行器机身，以及至少一个发动机，该发动机构造成用于以液氢作为燃料来运行，其中，罐容积流体地连接至发动机，以便能够将氢从罐容积流体输送至发动机。
本发明提出使用飞行器的飞行器机身的罐部段来储存液氢作为用于飞行器的燃料供应。
构思是创造一种机身结构，该机身结构具有集成的液氢罐，该液氢罐由加强金属或复合材料面板和压力隔板制成，其中，所有接合部都是焊接或铆接的。这种构型也可以适应前后罐的构思，以及基本上任何其他构型。
由于较高的内部压力，罐部段中的蒙皮、纵梁和框架的优选地定尺寸成比机舱部段中的更厚。然而，总的来说，与在机身内具有单独的、非结构的液氢罐，在机身中具有单独的支架和加强的部段的情况相比，本文中提出的构思节省了相当大的重量。特别地，机身中避免了常规的后部压力隔板以及液氢罐的单独的加压端部部段，而替代地设计为一个隔板，这能够节省相当大的空间和重量。
由于集成到机身中，本发明的技术方案不仅减轻了重量，而且减少了制造时间，并且因此降低了成本。与其他技术方案相比，本发明的技术方案是重量最轻的技术方案之一。液氢罐优选地使用加强的机身加强蒙皮(面板)作为压力容器。优选地，在客舱(PAX)部段与液氢罐之间只存在一个压力隔板，这进一步有助于减轻重量。在该构思的情况下，不需要单独的支架来保持液氢罐就位。对于罐集成和支承结构也不需要具有额外的结构。本发明是基于机身蒙皮也可以作为液氢(LH2)罐壁的构思来制造。因此，机身蒙皮具有用于飞行负荷搭载和LH2容置的双重功能。
LH2罐集成到机身中，并使用改进的机架机身蒙皮面板和后部压力隔板作为其罐壁。LH2罐可以外绝缘。
附图说明
将通过参照附图对本发明的实施方式进行更详细的描述。在附图中：
图1描绘了根据本发明的飞行器机身的纵向部段。
具体实施方式
图1部分地描绘了飞行器10的纵向部段。飞行器10有飞行器机身12。飞行器机身12被分成客舱部段14和罐部段16。
客舱部段12包括诸如蒙皮面板18、纵梁20和框架22之类的常见部件。客舱部段12可以以本身已知的方式包括客舱门24、厨房26和地板28。例如，地板28具有由横梁32支承的多个地板面板30。横梁32又由地板支承梁34支承，地板支承梁34搁置在蒙皮面板18上。客舱部段12具有机舱压力P机舱。通常机舱压力值在巡航飞行时为约0.6bar或者根据飞行器10的巡航高度更高。
罐部段16设置成与客舱部段12相邻。罐部段16包括液氢罐36，该液氢罐36构造成用于储存液氢(LH2)。液氢罐36具有包围罐容积40的罐壁38，LH2储存在罐容积40中。
罐部段16包括罐蒙皮面板42、罐纵梁44和罐框架46。罐蒙皮面板42、罐纵梁44和罐框架46部分地形成罐壁38，并且与客舱部段12的对应部分相比可以被加强。优选地，这些部分具有较大的厚度。罐蒙皮面板42、罐纵梁44和罐框架46被加强，使得在罐容积40中可以容易地保持高达3bar至5bar的罐压力PLH2。
罐部段16还包括压力隔板48。压力隔板48焊接和/或铆接至罐蒙皮面板42。压力隔板48布置成与客舱部段12相邻，并将其与罐部段16分开。与常规压力隔板不同，压力隔板48朝向客舱部段12拱起而不是远离客舱部段。压力隔板48也形成罐壁38的一部分。
罐部段16还包括第二压力隔板50。第二压力隔板50布置成沿着前后方向与压力隔板48相反。例如，第二压力隔板50布置在竖向尾翼平面52的下方。第二压力隔板50以通常的方式向后拱起。第二压力隔板50在直径方面可以小于压力隔板48。
罐部段16包括用于连接用于供应燃料的燃料供应件的外部连接器54。外部连接器54设置在罐蒙皮面板42中的一个罐蒙皮面板上。外部连接器54通过再填充管56流体连接至罐容积40。
此外，罐部段16包括压力调节装置58，该压力调节装置58构造成在罐压力PLH2超过预定阈值时通过排放管60向环境释放氢气。这里，排放管60延伸穿过竖向尾翼平面52。
罐部段16可以包括热绝缘件62。热绝缘件62布置在罐蒙皮面板42和/或压力隔板48和/或第二压力隔板50上。
罐部段16优选地具有外部保护蒙皮64。外部保护蒙皮64布置在罐壁38上、优选地布置在热绝缘件62上。外部保护蒙皮64防止外来物体撞击罐壁38或热绝缘件62，从而降低泄漏风险。
为了改善飞行器10上的液氢储存，本发明提出了一种集成到飞行器10机身12中的液氢罐36。罐壁38的至少一部分由特别适合的罐蒙皮面板42和/或压力隔板48形成。形成罐壁38的部分被加强，以容纳大约3bar的罐压力PLH2。
附图标记列表：
10 飞行器
12 机身
14 客舱部段
16 罐部段
18 蒙皮面板
20 纵梁
22 框架
24 客舱门
26 厨房
28 地板
30 地板面板
32 横梁
34 地板支承梁
36 液氢罐
38 罐壁
40 罐容积
42 罐蒙皮面板
44 罐纵梁
46 罐框架
48 压力隔板
50 第二压力隔板
52 竖向尾翼平面
54 外部连接器
56 再填充管
58 压力调节装置
60 排放管
62 热绝缘件
64 外部保护蒙皮
P机舱 机舱压力
PLH2 罐压力
Claims (13)
1.一种飞行器(10)的机身部段，其中，所述机身部段具有适于储存液氢的液氢罐(36)和压力隔板(48)和/或至少一个罐蒙皮面板(42)，其中，所述液氢罐(36)具有包围用于储存所述液氢的罐容积(40)的罐壁(38)，其特征在于，所述罐壁(38)包括由所述压力隔板(48)和/或所述至少一个罐蒙皮面板(42)形成的罐壁部分。
2.根据权利要求1所述的机身部段，其特征在于，布置成沿着前后方向与所述压力隔板(48)间隔开的第二压力隔板(50)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其特征在于，所述压力隔板(48)和/或所述第二压力隔板(50)固定至至少一个罐蒙皮面板(42)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其特征在于，所述罐壁(38)被加强，使得所述罐壁(38)能够承受所述罐容积(40)中大于1bar、优选高达5bar、更优选地高达3bar的罐压力(PLH2)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其特征在于，所述液氢罐(36)包括再填充管(56)，所述再填充管(56)将所述罐容积(40)流体连接至外部连接器(54)，所述外部连接器(54)布置成接纳用于再填充液氢的供应连接器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其特征在于，所述液氢罐(36)包括排放管(60)和压力调节装置(58)，所述压力调节装置(58)构造成用于在罐压力(PLH2)超过预定压力阈值时将氢气从所述罐容积(40)经由所述排放管(60)排放至环境中。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其特征在于，所述液氢罐(36)具有设置在所述罐壁(38)上的热绝缘件(62)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其特征在于，在所述液氢罐(36)上设置有外部保护蒙皮(64)，以保护所述液氢罐(36)免受外来物体对所述液氢罐(36)的撞击。
9.一种后机身部段或前机身部段，其特征在于，根据前述权利要求中的任一项所述的机身部段，其中，所述压力隔板(48)将客舱部段(14)与所述罐容积(40)分开。
10.根据权利要求9所述的后机身部段或前机身部段，其特征在于，所述客舱部段(14)中的机舱压力(P机舱)低于所述罐容积(40)中的罐压力(PLH2)。
11.一种飞行器的飞行器机身(12)，其特征在于，根据前述权利要求中的任一项所述的至少一个机身部段。
12.一种飞行器(10)，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的机身部段和/或根据权利要求11所述的飞行器机身(12)，以及至少一个发动机，所述至少一个发动机构造成用于以液氢作为燃料运行，其中，所述罐容积(40)流体连接至所述发动机，以便能够将氢从所述罐容积流体输送至所述发动机。
13.使用飞行器(10)的飞行器机身(12)的罐部段(16)以用于储存作为用于所述飞行器(10)的燃料供应的液氢。
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