CZ2008500A3 - Hybridní pohon letadla - Google Patents

Abstract

Rešení se týká hybridního pohonu letadla, jenž sestává ze dvou vrtulových pohonných jednotek, z nichž jedna je vytvorená na principu spalovacího motoru (1) s vrtulí a druhá na principu elektrického motoru (2) s vrtulí. Motory jsou umísteny bez vzájemné mechanické vazby tandemove ve smeru letu na trupu letadla tak, že jeden z motoru (1, 2) je umísten v prední cásti trupu a vytvárí propulsní úcinek tažnou vrtulí a druhý z motoru (1, 2) je umísten v zadní cásti trupu a vytvárí propulsní úcinek tlacnou vrtulí a elektrické clánky napájející energií elektrický motor jsou dobíjitelné za letu rekuperací od elektrického motoru s vrtulí (2) a/nebo z generátoru umísteného na spalovacím motoru (1).

Description

(57) Anotace:

Řešení se týká hybridního pohonu letadla, jenž sestává ze dvou vrtulových pohonných jednotek, z nichž jednaje vytvořená na principu spalovacího motoru (I)s vrtuli a drnhá na principu elektrického motoru (2) s vrtulí. Motory jsou umístěny bez vzájemné mechanické vazby tandemové ve sméru letu natrupuletadlatak, že jeden z motorů (1,2) je umístěn v přední části trupu a vytváří propulsní účinek tažnou vrtulí a druhý z motorů (1, 2) je umístěn v zadní části trupu a vytváří propulsní účinek tlačnou vrtulí a elektrické články napájející energií elektrický motor jsou dobij itelné za letu rekuperací od elektrického motoru s vrtuli (2) a/nebo z generátoru umístěného na spalovacím motoru (1).

CZ 2008 - 500 A3

Hybridní pohon letadla

Oblast techniky

Vynález se týká propulsního pohonu letadla, využívajícího principy elektrického motoru a spalovacího motoru.

Dosavadní stav ]/

V současnosti jsou v převážné většině všechny prakticky využitelná letadla poháněná motory, které pro vytvoření propulse přeměňují chemickou energii obsaženou v palivu spalovacím procesem na tepelnou a poté její expanzí na mechanickou sloužící k urychlení proudu vzduchu pomocí vrtule a na základě zákona o změně hybnosti proudu vzduchu tak vytvářejí tah potřebný k pohybu letounu. Vedle tohoto základního principu přeměny energie na vytvoření propulse se objevují v současnosti pokusy využit k vytvoření propulse elektrické energie její přeměnou na mechanickou energii v elektrickém motoru. Tyto elektrické motory jsou z důvodu omezené kapacity elektrických článků schopné pohánět pouze lehčí letadla, převážně modely letadel. Objevují se také pokusy překonat omezení kapacity elektrických článků pomocí hybridního pohonu (kombinace spalovacího motoru a elektromotoru), který je řešen jako analogie pohonu hybridních automobilů. V rámci tohoto řešeni existuje buďto mechanická vazba mezi spalovacím motorem a elektromotorem, tvořící společný náhon pouze na jednu vrtuli, takže obé pohonné jednotky nejsou nezávislé, nebo je spalovací motor pouze zdroj energie pro dobíjeni článků. Tato řešení mají z hlediska aplikace na letadlech nevýhody, především z ohledem na konstrukční složitost, hmotnost a spolehlivost. Pohon těžších letadel sloužících k dopravě osob či nákladů je ve stadiu pokusů. Vzhledem k budoucí omezené dostupnosti uhlovodíkových paliv na bázi ropy nabývá na důležitosti trend využit k pohonu letadel elektrické energie.

Podstata vynálezu

Nevýhody a omezené možnosti čistě elektrického pohonu letadel odstraňuje navržený hybridní pohon, který jednoduchým způsobem kombinuje dvě nezávislé vrtulové pohonné jednotky vytvořené na principu spalovacího motoru s vrtulí a elektrického motoru s vrtulí.

Podstatou koncepčního uspořádání podle vynálezu je tandemové uspořádání obou druhů motorů s vrtulí na trupu letadla. Jeden motor s vrtulí je umístěn v přední části trupu letadla jako tažný a druhý motor s vrtulí je umístěn na konci trupu jako tlačný. Toto uspořádání motorů je bez vnitřní mechanické vazby a umožňuje jak společný chod obou motorů, kdy oba vytváří maximální propulsní účinek, tak současně umožňuje i vzájemně nezávislý chod pouze jednoho z motorů např. v cestovním letu, kdy se tak šetří energie druhého motoru. Současné další výhodou této koncepce je to, že osy obou motorů I vrtulí jsou uspořádány souběžně s hlavní podélnou osou symetrie trupu / letadla a mohou být případně jak v její blízkosti, tak i s touto hlavní osou identické a v případě letu na jeden motor je tím vhodně eliminován zatáčivý účinek, který je jinak významný při letu na jeden motor u letadel v klasickém uspořádání motorů na křídlech.

Výhodou nezávislého uspořádáni pohonných jednotek je také možnost rekuperačního dobíjení elektrických článků za letu pomocí hnacího elektromotoru ve funkci generátoru, poháněného vrtulí. Tento systém dobíjení za letu může být dále kombinován s dobíjením elektrických článků z generátoru na spalovacím motoru a na zemi lze elektrické články dobíjet z pozemního a síťového zdroje.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude dále vysvětlen pomocí výkresu, na kterém je v bočním pohledu schematicky znázorněno uspořádání jednotlivých motorů s vrtulí na trupu letadla.

Příklad provedení vynálezu

Hybridní pohon letadla, podle obrázku, sestává ze dvou na sobě nezávislých tandemově uspořádaných motorů s vrtulí. Přední motor š tažnou vrtulí 1 je umístěn v přední části trupu letadla a může být buď elektrický nebo spalovací. Zadní motor s tlačnou vrtuli 2 je umístěn na konci trupu letadla a může být buď elektrický nebo spalovací v závislosti na tom, jaký typ motoru s vrtulí je použit jako přední. Osy vrtulí obou motorů, předního i zadního jsou uspořádány rovnoběžně/souběžně s hlavní podélnou osou symetrie trupu.

Elektrické články napájející energií elektrický motor 2 jsou dobíjitelné za letu rekuperaci od elektrického motoru s vrtulí 2 a/nebo z generátoru umístěného na spalovacím motoru 1.

Claims (2)

1. Patentové nároky

   1. Hybridní pohon letadla sestávající ze dvou vrtulových pohonných jednotek, z nichž jedna je vytvořená na principu spalovacího motoru (1) s vrtulí a druhá na principu elektrického motoru (2) s vrtulí -vyznačující se tím, že motory jsou umístěny bez vzájemné mechanické vazby tandemově ve směru letu na trupu letadla tak, že jeden z motorů (1, 2) je umístěn v přední části trupu a vytváří propulsní účinek tažnou vrtulí a druhý z motorů (1, 2) je umístěn v zadní části trupu a vytváří propulsní účinek tlačnou vrtuli a elektrické články napájející energií elektrický motor jsou dobíjitelné za letu.
2. 2. Hybridní pohon letadla podle nároku 1 vyznačující se tím, že elektrické články napájející energii elektrický motor (2) jsou dobíjitelné za letu rekuperaci od elektrického motoru s vrtulí (2) a/nebo z generátoru umístěného na spalovacím motoru (1).