DE10156868A1

DE10156868A1 - Drive system for aircraft has electric motor, storage arrangement, airscrew that can be used as propeller and rotor, with airscrew changeable between propeller and rotor functions by adjusting blades

Info

Publication number: DE10156868A1
Application number: DE10156868A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-05-28

Abstract

The aircraft drive system has an electric motor (1), a storage arrangement (2) and an airscrew (3-5) that can be used as a propeller and as a rotor. The propeller drives the aircraft and the rotor is used to feed back energy. The airscrew is changed between the propeller and rotor functions by adjusting its blades (3,4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fluggerät, aufweisend einen Elektromotor, ein Speichermittel und eine Luftschraube. The invention relates to a drive system for an aircraft, comprising an electric motor, a storage means and a Propeller.

Flugzeuge mit Propellerantrieb sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Die Meisten davon werden mit Verbrennungsmotoren betrieben. Neuere Flugzeugentwicklungen weisen oft einen Elektromotor auf. Dieser hat gegenüber einem Verbrennungsmotor Vorteile wie geringe Geräuschentwicklung, keine Umweltbelastung, wenig Vibrationen und geringe Baugröße. Airplanes with propeller drive are in various Embodiments known. Most of them are with Internal combustion engines operated. Recent aircraft developments point often an electric motor. This has opposite one Internal combustion engine advantages such as low noise, no environmental pollution, little vibration and little Size.

Leicht- und Segelflugzeuge weisen häufig einen Hilfsmotor auf, welcher einen Propeller antreibt. Bei dem Hilfsmotor kann es sich um einen Elektromotor handeln. Die Energiequelle für solche Luftfahrzeuge ist dabei meist ein Akkumulator (Akku). Das Eigengewicht des notwendigen Akkus ist jedoch im Verhältnis zum Gewicht des Fliegers hoch, so dass nur Akkus mit einer geringen Speicherkapazität in solchen Luftfahrzeugen verwendet werden können. Bei der Entwicklung eines Flugzeuges in Leichtbauweise ist jedoch ein Konstruktionsparameter, das Gewicht möglichst gering zu halten. Aus diesem Grund ist es z. Zt. nur möglich, Akkus mit geringer Speicherkapazität einzusetzen. Light and gliders often have an auxiliary engine on which drives a propeller. With the auxiliary engine it can be an electric motor. The energy source for such aircraft there is usually an accumulator (Battery pack). However, the dead weight of the necessary battery is in the Ratio to the weight of the plane high, so only batteries with a small storage capacity in such Aircraft can be used. When developing a Aircraft in lightweight construction is, however Construction parameters to keep the weight as low as possible. For this reason is it z. Currently only possible, batteries with low Use storage capacity.

Bedingt durch die geringe Speicherkapazität steht solchen Flugzeugen auch nur eine begrenzte Betriebsdauer des Motors bzw. Propellers zur Verfügung. Dies ist jedoch nicht wünschenswert. Due to the low storage capacity there is one Airplanes also have a limited engine life or propellers are available. However, this is not desirable.

Leicht- und Segelflugzeugen oder ähnlichen Luftsportgeräten mit Hilfsantrieb genügt es, vergleichsweise wenig Höhe zu gewinnen, oder eine durch Schlepp gewonnene Höhe begrenzte Zeit zu halten, um dann den Flug unter thermischen Bedingungen fortzusetzen. Der Höhengewinn kann durch Windenschlepp, Flugzeugschlepp oder Bergstart erfolgen. Der Hilfsantrieb wird dazu benutzt Aufwindfelder zu suchen, oder nach Thermik-Ende den Heimatflugplatz zu erreichen. Light and gliders or similar air sports equipment with auxiliary drive, it is sufficient to have comparatively little height win, or a limited amount of time gained by towing to hold, then the flight under thermal conditions continue. The gain in height can be achieved by dragging winches, Aircraft towing or mountain takeoff take place. The auxiliary drive will used to look for upwind fields, or for thermal end to reach the home airfield.

Verliert ein Pilot aufgrund fehlender Aufwindfelder stark an Flughöhe, kann er seinen Hilfsantrieb dazu benutzen, einen sicheren Landeort anzusteuern. Eine längere Betriebszeit seines Hilfsantriebes in einer solchen Situation würde die Sicherheit des Piloten beträchtlich erhöhen. If a pilot loses a lot due to a lack of upwind fields Altitude, he can use his auxiliary drive to get one heading for a safe landing site. A longer operating time his auxiliary drive in such a situation would Significantly increase pilot safety.

Bekannt ist es, ein Fluggerät mit Solarzellen zu bestücken, so dass der Akku mit Hilfe der Solarzellen wieder aufgeladen werden kann. Dies hat jedoch den Nachteil, dass heute verfügbare Solarzellen immer noch einen schlechten Wirkungsgrad haben, und die Energieeinspeisung durch die Fläche der Solarzellen begrenzt ist. It is known to equip an aircraft with solar cells, so the battery can be recharged using the solar cells can be. However, this has the disadvantage that today available solar cells still have poor efficiency have, and the energy feed through the area of the Solar cells is limited.

Es wäre folglich wünschenswert, die Einsatzfähigkeit des Elektromotors bzw. des Propellers eines solchen Fluggerätes zu erhöhen. It would therefore be desirable to ensure that the Electric motor or the propeller of such an aircraft increase.

Es ist bekannt, Flugzeuge mit Verstellpropeller auszustatten. Bei Verstellpropellern kann der Anstellwinkel der Propellerblätter während des Betriebes je nach Fluggeschwindigkeit verändert werden. Es besteht jedoch nicht die Möglichkeit, einen solchen Propeller so zu verstellen, dass er auch als Rotor eingesetzt werden kann. Solche Vorrichtungen sind auch speziell für den Einsatz bei Leicht- und Segelflugzeugen zu teuer. It is known to equip aircraft with variable pitch propellers. With variable pitch propellers, the angle of attack of Propeller blades during operation depending on the airspeed to be changed. However, there is no possibility to adjust such a propeller so that it can also be used as a Rotor can be used. Such devices are also especially for use with light and gliders expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Antriebssystem für ein Fluggerät mit Propellerantrieb bereitzustellen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. The present invention is based on the object improved propulsion system for an aircraft with To provide propeller drive, which has the disadvantages of the state who avoids technology.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Antriebssystem in einem Fluggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by a drive system solved in an aircraft with the features of claim 1. Preferred embodiments result from the Dependent claims.

Das Antriebssystem in einem Fluggerät weist einen Elektromotor, ein Speichermittel und eine Luftschraube auf. Die Luftschraube kann als Propeller und als Rotor eingesetzt werden. Fluggerät im Sinne der Erfindung bedeutet grundsätzlich jede Art von Flugmittel, wie z. B. Flugzeug, Segelflieger, Gleitschirm oder jegliche Art von Luftsportgerät. The propulsion system in an aircraft has one Electric motor, a storage medium and an air screw. The Propeller can be used as a propeller and as a rotor. Aircraft in the sense of the invention basically means everyone Type of aircraft, such as B. Airplane, glider pilot, Paraglider or any kind of air sports device.

Im normalen Flugbetrieb wird die Luftschraube von dem Elektromotor angetrieben und arbeitet als Propeller. Dabei wird der Motor von dem Speichermittel gespeist. Das Speichermittel kann grundsätzlich jede Art von Energiespeicher, wie z. B. Akkumulator, Batterie oder Brennstoffzelle sein. Die Betriebszeit des Elektromotors hängt somit von der Speicherkapazität des Speichermittels ab. In normal flight operations, the propeller is operated by the Electric motor driven and works as a propeller. Doing so the motor is fed by the storage medium. The storage medium can basically any type of energy storage, such as. B. Accumulator, battery or fuel cell. The The operating time of the electric motor therefore depends on the storage capacity of the storage medium.

Im Segelflugbetrieb wird erfindungsgemäß die selbe Luftschraube auch als Rotor verwendet. Der Elektromotor arbeitet im Segelflugbetrieb nicht aktiv. Die Energierückspeisung läuft grundsätzlich wie in einem Windkraftwerk ab. Die Luftschraube des Fluggerätes wird durch den Fahrtwind während des Fluges angetrieben, so dass sie im Segelflugbetrieb als Rotor verwendet wird. Entsprechend wird der Rotor durch den anströmenden Wind gedreht. Der Rotor ist fest mit einer Antriebsachse verbunden, welche wiederum fest mit einem Elektromotor verbunden ist. Somit treibt der Rotor den Elektromotor an. Dieser arbeitet folglich als Generator und speist Energie in das Speichermittel zurück. Die Energierückspeisung ist dabei ausreichend, um das Speichermittel wieder auf einen nutzbaren Ladezustand zu bringen, so dass ein Weiterflug mit Hilfe des Propellerantriebs möglich ist. Es ist aber auch denkbar, dass das Speichermittel wieder zu 100% aufgeladen wird. According to the invention, the same is used in gliding operations Propeller also used as a rotor. The electric motor works not active in glider operations. The energy recovery basically runs like in a wind power plant. The The aircraft's propeller is driven by the wind during the Flight powered, so they operate as a rotor is used. Accordingly, the rotor is by the incoming wind turned. The rotor is fixed with one Drive axle connected, which in turn is fixed to a Electric motor is connected. Thus the rotor drives the Electric motor. This works as a generator and feeds Energy back into the storage medium. The energy recovery is sufficient to put the storage medium back on bring usable state of charge, so that an onward flight with Help of the propeller drive is possible. It is also conceivable that the storage medium is 100% charged again becomes.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Luftschraube durch Verstellen ihrer Blätter von einem Propeller zu einem Rotor. Die Blätter der Luftschraube sind senkrecht oder nahezu senkrecht zur Antriebsachse ausgerichtet. Eine nahezu senkrechte Ausrichtung der Blätter erfolgt, um den Wirkungsgrad während des Fluges zu optimieren. Dabei beträgt die Abweichung von der Senkrechten meist nur wenige Winkelgrade. Die Blätter können um die senkrechte bzw. nahezu senkrechte Achse verstellt werden. Durch die Verstellung der Blätter wird das Anströmverhalten der Luftschraube so verändert, dass diese durch den Fahrtwind, welcher bei einem Gleitflug immer vorhanden ist, angetrieben wird. In a preferred embodiment of the present Invention is the propeller by moving its blades from a propeller to a rotor. The blades of the propeller are perpendicular or almost perpendicular to the drive axis aligned. Almost vertical alignment of the leaves takes place in order to optimize the efficiency during the flight. The deviation from the vertical is usually only a few degrees. The sheets can be almost vertical axis can be adjusted. Through the Adjusting the blades becomes the inflow behavior of the propeller so changed that this is due to the wind, which a gliding flight is always present, is driven.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden die Blätter im Rotorbetrieb wirkungsgradoptimiert ausgerichtet. Die Stellung der Blätter im Propellerbetrieb ist eine Andere wie die im Rotorbetrieb. Abhängig von der Bauweise der Luftschraube gibt es für die jeweilige Betriebsweise eine wirkungsgradoptimale Einstellung des Verstellwinkels der Blätter. Wirkungsgradoptimal bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Rotor den Wind möglichst gut in Rotationsenergie umwandelt. Bei einer Verstellung von Propellerbetrieb zu Rotorbetrieb erfolgt also eine Winkelverstellung auf den wirkungsgradoptimalen Wert. Entsprechend erfolgt die Einstellung beim Wechsel auf Propellerbetrieb. In a development of the present invention, the Blades in rotor mode are optimized for efficiency. The position of the blades in the propeller mode is different like that in rotor operation. Depending on the construction of the There is a propeller for each mode of operation Efficiency adjustment of the adjustment angle of the Leaves. In this context, optimal efficiency means that the rotor turns the wind as well as possible in rotational energy transforms. When adjusting propeller operation too Rotor operation is therefore an angular adjustment to the efficiency-optimal value. The setting is made accordingly Change to propeller operation.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Luftschraube im Propellerbetrieb durch die Verstellmöglichkeit der Blätter an unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten angepasst werden. Es gibt dabei jeweils für verschiedene Fluggeschwindigkeiten, einen wirkungsgradoptimalen Einstellwinkel der Blätter. Eine solche Anpassung der Blätter an die Fluggeschwindigkeit im Propellerbetrieb könnte auch automatisch durch einen Steuerungsmechanismus erfolgen. Entsprechendes gilt für den Rotorbetrieb. Durch Verstellung der Blätter lässt sich auch die Drehzahl des Motors in einem großen Geschwindigkeitsbereich im wirkungsgradoptimalen Drehzahlbereich halten. In a further embodiment, the propeller in the Propeller operation through the adjustment of the blades different flight speeds can be adjusted. It gives for different flight speeds, an efficiency-optimal setting angle of the blades. A such adaptation of the blades to the airspeed in Propeller operation could also be done automatically by a Control mechanism. The same applies to the Rotor operation. By adjusting the leaves, the Engine speed in a wide speed range keep in the efficiency-optimal speed range.

Es wäre auch denkbar, das Verstellen der Blätter beim Landen einzusetzen. Um ein Landen auf einer kurzen Landebahn zu ermöglichen, können die Blätter so verstellt werden, das ein Gegenschub generiert wird. It would also be conceivable to adjust the blades when landing use. To land on a short runway enable, the leaves can be adjusted so that a Back thrust is generated.

Die Blätter können in jeder gewünschten Winkelstellung arretiert werden. The blades can be in any desired angular position be locked.

Bei reinem Segelflugbetrieb ist es darüber hinaus auch möglich, die Blätter der Luftschraube zur Antriebsachse hin auszurichten. Durch diese Maßnahme werden die Blätter aus dem Wind gestellt und bieten eine geringere Angriffsfläche für Fahrtwind. Folglich gibt es drei Betriebsweisen für das erfindungsgemäße Antriebssystem: Propellerbetrieb, Rotorbetrieb, und reinen Segelflugbetrieb. With pure glider operations, it is also beyond possible, the blades of the propeller towards the drive axle align. By this measure, the leaves from the Wind and offer a smaller target for Wind. Hence there are three modes of operation for that drive system according to the invention: propeller operation, Rotor operation, and pure glider operation.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Blättern beschränkt. Das erfindungsgemäße Prinzip ist grundsätzlich auch bei einer beliebigen Anzahl von Blättern anwendbar. The present invention is not limited to any number limited by leaves. The principle according to the invention is basically also with any number of sheets applicable.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verstellen der Blätter durch den Piloten gesteuert. Dabei hat der Pilot eine Verstellvorrichtung, mit welcher er von Propellerbetrieb auf Rotorbetrieb, und umgekehrt, umschalten kann. Denkbar ist aber auch, dass die Verstellvorrichtung mit einem winkelgenauen Verstellmittel ausgebildet ist, so dass der Pilot den Verstellwinkel der Blätter winkelgenau einstellen kann. Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass der Pilot individuell sein Flugzeug an die jeweilige Flugsituation anpassen kann. Dies wäre z. B. der Fall, wenn er plötzlich in eine Notsituation gerät und den Hilfsantrieb benutzen muss. In a further preferred embodiment of the present invention is the adjustment of the leaves by the Pilot controlled. The pilot has an adjustment device with which he switched from propeller operation to rotor operation, and vice versa, can switch. But it is also conceivable that the Adjustment device with an angular adjustment device is designed so that the pilot can adjust the Can adjust sheets with precise angles. Such a device has the advantage that the pilot can individually fly his aircraft can adapt the respective flight situation. This would be e.g. B. the Case when he suddenly gets into an emergency and the Auxiliary drive must use.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Ladezustand des Speichermittels dem Piloten angezeigt. Bei niedrigem Ladezustand kann der Pilot die Luftschraube verstellen und entsprechend das Speichermittel wieder aufladen. In a further embodiment of the present invention the state of charge of the storage medium becomes the pilot displayed. If the charge level is low, the pilot can Adjust the propeller and the storage medium accordingly recharge.

Die durch den Rotor erzeugte Energie wird in das Speichermittel zurückgespeist. In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die gewonnene Energie, ohne Rückspeisung in das Speichermittel, direkt in dem Flugzeug genutzt. Für den Fall, dass keine Energie für den Antrieb des Propellers benötigt wird, könnte die Energie z. B. direkt für die Bordelektronik genutzt werden. Es ist auch möglich, zusätzliche elektrische Vorrichtungen damit zu betreiben. The energy generated by the rotor is in the Storage medium fed back. In a further development of the present Invention is the energy gained, without feedback in the storage medium, used directly in the aircraft. For the Case that no energy for driving the propeller needed, the energy could e.g. B. directly for the On-board electronics can be used. It is also possible to add additional ones to operate electrical devices with it.

In einer weitern Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Elektromotor ein Gleichstrommotor. Gleichstrommotoren haben gegenüber mit Wechselstrom betriebenen Motor den Vorteil, dass kein zusätzlicher Stromwandler benötigt wird, was zu einer Gewichtseinsparung führt. In another embodiment of the present invention the electric motor is a DC motor. DC motors have the AC motor Advantage that no additional current transformer is needed, which leads to a weight saving.

In einer weitern Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Elektromotor ein Drehstrom-Asynchronmotor. Ein solcher Motor hat den Vorteil eines hohen Wirkungsgrades bei geringem Gewicht. In another embodiment of the present invention the electric motor is a three-phase asynchronous motor. On such motor has the advantage of high efficiency light weight.

Bei dem Elektromotor kann es sich auch um einen bürstenlosen Außenläufer handeln. Ein solcher Motor hat einen Gewichtsvorteil, da er auf Grund des hohen Leistungsdurchsatzes bei geringer Drehzahl kein Getriebe benötigt. Die für den Motor erforderliche Steuerung kann gleichzeitig zur Generatorsteuerung verwendet werden. The electric motor can also be a brushless one Trade outside runners. Such an engine has one Weight advantage, because due to the high performance throughput low speed no gear needed. The one for the engine required control can simultaneously Generator control can be used.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Speichermittel eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Metallhydrid- Batterie. Solche Batterien haben den Vorteil, dass sie gegenüber bekannten Nickel-Cadmium-Batterien ein geringeres Gewicht aufweisen. In a further development of the invention, the storage means a lithium-ion battery or a nickel-metal hydride Battery. Such batteries have the advantage that they a lower one than known nickel-cadmium batteries Have weight.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Art von Elektromotoren bzw. Speichermittel begrenzt. Grundsätzlich ist jede Art von Elektromotoren und Speichermittel verwendbar. However, the invention is not limited to any particular type of Electric motors or storage means limited. Basically is any kind of electric motors and storage media can be used.

Zum optimalen Laden des Speichermittels bzw. um Alterungserscheinungen vorzubeugen, weist das System eine Ladeelektronik für das Speichermittel auf. Die Ladeelektronik steuert den Ladestrom und bietet Schutz vor Überladung. Es kann als Schutz vor Überladung auch vorgesehen werden, dass bei voll geladenem Speichermittel Rotorbetrieb nicht möglich ist. Eine solche Schutzfunktion wird bevorzugt mit Hilfe eines Mikrocontrollers in der Ladeelektronik ausgeführt. For optimal loading of the storage medium or around To prevent signs of aging, the system has charging electronics for the storage medium. The charging electronics controls the Charging current and offers protection against overcharging. It can be as Protection against overloading is also provided that at full loaded storage medium rotor operation is not possible. A such protective function is preferred with the help of a Microcontrollers in the charging electronics.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das System des weitern eine Motor- und/oder Generatorsteuerung auf. In a further preferred embodiment of the present invention, the system further includes an engine and / or generator control.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das System gewichtsoptimiert, d. h. es werden nur die absolut notwendigen Komponenten wie z. B. Batterie, Motor und Luftschraube verwendet. Entsprechend werden auch nur Komponenten mit geringem Gewicht eingesetzt. Es ist auch möglich zusammengehörende Komponenten wie Elektromotor und Steuerung in einer Vorrichtung zu kombinieren. In another preferred embodiment, the system is weight-optimized, d. H. it will only be the absolutely necessary Components such as B. battery, motor and propeller used. Accordingly, only components with little Weight used. It is also possible to belong together Components like electric motor and control in one Combine device.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich der Elektromotor auf einer Seite des Schwerpunkts des Fluggeräts, und das Speichermittel auf der anderen Seite des Schwerpunkts des Fluggeräts. In one embodiment of the present invention the electric motor is on one side of the center of gravity Aircraft, and the storage medium on the other side of the Center of gravity of the aircraft.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung befindet sich der Elektromotor und die Luftschraube im Heckbereich des Fluggeräts, und das Speichermittel im Bugbereich des Fluggeräts, bzw. vor dem Schwerpunkt des Fluggerätes. Es ist auch denkbar, Teile des Antriebssystems (Elektromotor, Getriebe und Luftschraube)im Rumpfheckbereich oder im Leitwerksbereich des Fluggeräts unterzubringen. Auf Grund der kleinen und leichten Bauweise von Elektromotoren im Vergleich zu Verbrennungsmotoren ist eine solche Anordnung möglich. Dazu wird eine Druck-Luftschraube bzw. ein Schubpropeller verwendet. Dies könnte bevorzugt bei Segelflugzeugen erfolgen. Das Speichermittel kann dann zum Gewichtsausgleich vor dem Schwerpunkt des Fluggeräts untergebracht werden. In a further development of the present invention the electric motor and the propeller in the rear area of the Aircraft, and the storage means in the bow area of the Aircraft, or in front of the center of gravity of the aircraft. It is also conceivable parts of the drive system (electric motor, transmission and propeller) in the fuselage tail area or in the tail area of the aircraft. Because of the small and lightweight design of electric motors compared to Such an arrangement is possible for internal combustion engines. This will a pressure propeller or a thrust propeller is used. This could be preferred for gliders. The Storage media can then be used to balance weight in front of the focus of the aircraft.

Bei der vorliegenden Erfindung ist eine entsprechende Anordnung möglich, da im Unterschied zu dem Speichermittel bei Verbrennungsmotoren, d. h. den Tanks für fossile Brennstoffe, das Gewicht des Speichermittels eines Elektromotors nicht vom Ladezustand bzw. Befüllungsgrad des Tanks abhängt. Eine Batterie hat z. B. im vollen und im leeren Zustand das gleiche Gewicht. Folglich kann der Elektromotor im Heckbereich und das Speichermittel im Bugbereich angebracht werden. Bei Treibstofftanks ist eine Positionierung im Bugbereich nicht möglich, da ein leerer Treibstofftank kein Gegengewicht zu einem im Heckbereich angebrachten Motor bietet. In the present invention there is a corresponding one Arrangement possible because in contrast to the storage means Internal combustion engines, d. H. the fossil fuel tanks, the weight of the storage medium of an electric motor is not from State of charge or degree of filling of the tank depends. A Battery has e.g. B. the same in full and empty condition Weight. Consequently, the electric motor in the rear area and the storage means are attached in the bow area. at Fuel tanks are not positioned in the bow area possible because an empty fuel tank has no counterweight an engine mounted in the rear area.

Das Antriebssystem kann auch am Kielrohr oder hinter dem Schwerpunkt eines Drachens oder Starrflüglers angebracht werden, wobei der Propeller als Druckpropeller ausgelegt ist. The drive system can also be on the keel tube or behind the Attached to the center of gravity of a kite or fixed-wing aircraft be, whereby the propeller is designed as a pressure propeller.

Das Antriebssystem kann auch auf einer beweglichen Vorrichtung sitzen, die nach Gebrauch in Flugrichtung in eine aerodynamische Verkleidung gezogen wird. Im eingefahrenen Zustand kann der Motor aus Sicherheitsgründen durch Steckkontakte vom Regelkreis getrennt werden. The drive system can also be moved Sitting device, which after use in the direction of flight aerodynamic fairing is pulled. When retracted can the motor for safety reasons by plug contacts from Control loop to be separated.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dort dargestellten Merkmale und auch die bereits oben beschriebenen Merkmale können nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigen: The invention is described below with reference to the attached drawings using exemplary embodiments explained. The features shown there and also those already Features described above can not only be mentioned in the Combination, but also individually or in others Combinations be essential to the invention. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems in einem Flugzeug; Figure 1 is a schematic representation of a drive system in an aircraft.

Fig. 2 den Energiefluss in einem erfindungsgemäßen Antriebssystem; und 2 shows the flow of energy in a driving system according to the invention. and

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Luftschraube. Fig. 3 is a schematic representation of an air screw.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es wird schematisch einen Elektromotor 1, ein Speichermittel 2 und eine Luftschraube 3, 4, 5 gezeigt. Die Luftschraube weist zwei Blätter 3, 4 auf. Die Luftschraube ist über ein Verbindungselement 5 mit der Antriebswelle 6 fest verbunden. Mit Hilfe einer Verstellvorrichtung (nicht eingezeichnet) kann der Winkel der Blätter um die auf die Antriebsachse senkrechte Achse verstellt werden. Das Speichermittel 2 ist mit dem Elektromotor 1 verbunden. Der Elektromotor 1 kann sowohl als Antrieb, als auch als Generator verwendet werden. Nicht eingezeichnet in Fig. 1 sind Elemente wie Stromkabel, Steuereinheit, Getriebe usw. Fig. 1 shows an embodiment of the present invention. An electric motor 1 , a storage means 2 and an air screw 3 , 4 , 5 are shown schematically. The propeller has two blades 3 , 4 . The propeller is firmly connected to the drive shaft 6 via a connecting element 5 . With the help of an adjustment device (not shown), the angle of the blades can be adjusted about the axis perpendicular to the drive axis. The storage means 2 is connected to the electric motor 1 . The electric motor 1 can be used both as a drive and as a generator. Elements such as power cable, control unit, gear, etc. are not shown in FIG. 1.

Fig. 2 zeigt in einem Ausführungsbeispiel den Energiefluss in dem erfindungsgemäßen Antriebssystem mit einem Zugpropeller. Im normalen Propellerbetrieb speist das Speichermittel 2, wie durch den Pfeil 20 angedeutet, den Elektromotor 1. Dieser wandelt die elektrische Energie in mechanische Energie um, wodurch die Antriebswelle 6 angetrieben wird. Entsprechend findet ein Energiefluss 21 vom Elektromotor 1 zur Luftschraube 3, 4 statt. Fig. 2 shows an embodiment of the energy flow in the drive system according to the invention with a train propeller. In normal propeller operation, the storage medium 2 feeds the electric motor 1 , as indicated by the arrow 20 . This converts the electrical energy into mechanical energy, as a result of which the drive shaft 6 is driven. Accordingly, there is an energy flow 21 from the electric motor 1 to the propeller 3 , 4 .

Im Rotorbetrieb wird die Luftschraube 3, 4 von dem Fahrtwind 30 angetrieben. Somit wird durch die Rotorbewegung, d. h. die Rotationsenergie des Rotors, über die Antriebswelle 6 der Generator 1 angetrieben. Dies wird durch den Pfeil 23 angezeigt. Anschließend erfolgt der Energiefluss 22 vom Generator 1 zum Speichermittel 2, wodurch dieses wieder geladen wird. In rotor operation, the propeller 3 , 4 is driven by the airstream 30 . The generator 1 is thus driven by the rotor movement, ie the rotational energy of the rotor, via the drive shaft 6 . This is indicated by arrow 23 . The energy flow 22 then takes place from the generator 1 to the storage means 2 , as a result of which it is loaded again.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Luftschraube. Geht man davon aus, dass sich die Antriebsachse 6 mit der daran fest verbunden Luftschraube 3, 4 im Propellerbetrieb in die Richtung 11 dreht, so dreht sie sich im Rotorbetrieb in die entgegengesetzte Richtung 10. Sieht man entlang der X- Achse senkrecht auf den Propeller 3, 4, 5, so ist die Drehrichtung 11 im Uhrzeigersinn. Die Blätter 3, 4 werden um die eingezeichnete Y-Achse verstellt. Fig. 3 shows a schematic representation of an air screw. If it is assumed that the drive shaft 6 with the propeller 3 , 4 firmly connected to it rotates in the direction 11 in propeller operation, it rotates in the opposite direction 10 in rotor operation. If you look vertically on the propeller 3 , 4 , 5 along the X axis, the direction of rotation 11 is clockwise. The sheets 3 , 4 are adjusted around the drawn Y axis.

Will man, ausgehend von einer rechtsdrehenden Luftschraube, die Blätter 3, 4 vom Propellerbetrieb auf Rotorbetrieb umstellen, so werden die Blätter in die Richtungen 12 und 15 um die Y-Achse verstellt, um durch die kürzeste Drehung in den Rotorbetrieb zu gelangen. Im Falle der Verstellung der Blätter 3, 4 vom Rotorbetrieb zu Propellerbetrieb müssen die Blätter in die Richtungen 13 und 14 verstellt werden. Der Verstellwinkel der Blätter 3, 4 hängt von der Struktur der Blätter ab. Die Blätter 3, 4 müssen so weit verstellt werden, dass sie im Rotorbetrieb von dem Fahrtwind 30 bewegt werden. Die Blätter 3, 4 müssen nicht exakt in einem 90° Winkel zur Antriebsachse 6 ausgerichtet sein. Winkelabweichungen sind möglich. If you want to change blades 3 , 4 from propeller mode to rotor mode, starting from a right-handed propeller, the blades are adjusted in directions 12 and 15 around the Y axis in order to get into the rotor mode by the shortest rotation. In the event of the blades 3 , 4 being adjusted from rotor operation to propeller operation, the blades must be adjusted in directions 13 and 14 . The adjustment angle of the blades 3 , 4 depends on the structure of the blades. The blades 3 , 4 must be adjusted so far that they are moved by the airstream 30 in rotor operation. The blades 3 , 4 do not have to be aligned exactly at a 90 ° angle to the drive axis 6 . Angular deviations are possible.

Bei linksdrehenden Luftschrauben sind die Verstellrichtungen der Blätter 3, 4 entsprechend entgegengesetzt. With left-hand propellers, the adjustment directions of blades 3 , 4 are correspondingly opposite.

Entsprechend veränderte Verstellungen der Blätter 3, 4 ergeben sich bei vertauschten Drehrichtungen 10, 11 der Antriebsachse 6 für Propellerbetrieb bzw. Rotorbetrieb. Correspondingly changed adjustments of the blades 3 , 4 result in reversed directions of rotation 10 , 11 of the drive axis 6 for propeller operation or rotor operation.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Segelflieger und Leichtflugzeuge beschränkt. Grundsätzlich ist eine Verwendung der Erfindung in jeder Art von Fluggerät mit Propellerantrieb möglich. The present invention is not applicable to gliders and Light aircraft limited. Basically, one use the invention in any type of propeller-driven aircraft possible.

Claims

1. Propulsion system in an aircraft, comprising:
an electric motor ( 1 ),
a storage means ( 2 ), and
an air screw ( 3 , 4 , 5 ),
characterized by
that the propeller can be used as a propeller and as a rotor.

2. Drive system according to claim 1, characterized, that the propeller drives the aircraft and the rotor to Energy recovery is used.

3. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller by adjusting its blades ( 3 , 4 ) from a propeller to a rotor.

4. Drive system according to claim 3, characterized in that the blades ( 3 , 4 ) are oriented perpendicular or almost perpendicular (Y) to the drive axis ( 6 ) and are adjusted ( 12 , 13 ,) about the vertical or almost vertical axis (Y) 14 , 15 ).

5. Drive system according to one of claims 3 to 4, characterized in that the blades ( 3 , 4 ) are aligned in an optimized manner in the rotor operation.

6. Drive system according to one of claims 3 to 5, characterized in that the blades ( 3 , 4 ) can be locked in any desired position.

7. Drive system according to one of claims 3 to 6, characterized in that the blades ( 3 , 4 ) for gliding operation to the drive axis ( 6 ) can be aligned.

8. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller has a plurality of blades ( 3 , 4 ).

9. Drive system according to one of claims 3 to 8, characterized in that the adjustment of the blades ( 3 , 4 ) is controlled by the pilot.

10. Drive system according to claim 9, characterized in that the pilot can adjust the blades ( 3 , 4 ) with precise angles.

11. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot of the aircraft, the state of charge of the storage means ( 2 ) is displayed.

12. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the energy generated by the propeller ( 3 , 4 , 5 ) is fed back into the storage means ( 2 ).

13. Drive system according to claim 12, characterized in that the energy generated by the propeller ( 3 , 4 , 5 ) is used in the aircraft without feedback into the storage means ( 2 ).

14. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 1 ) is a DC motor.

15. Drive system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electric motor ( 1 ) is a three-phase asynchronous motor.

16. Drive system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electric motor ( 1 ) is a brushless external rotor.

17. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 1 ) is also operated as a generator.

18. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the storage means ( 1 ) is a lithium-ion battery.

19. Drive system according to one of claims 1 to 17, characterized in that the storage means ( 1 ) is a nickel-metal hydride battery.

20. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the drive system has charging electronics for the storage means ( 1 ).

21. Drive system according to one of the preceding claims, characterized, that the drive system is an engine and / or Has generator control.

22. Drive system according to one of the preceding claims, characterized, that the system is weight-optimized.

23. Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 1 ) is on one side of the center of gravity of the aircraft, and that the storage means ( 2 ) is on the other side of the center of gravity of the aircraft.

24. Drive system according to claim 23, characterized in that the electric motor ( 1 ) and the propeller ( 3 , 4 , 5 ) is located in the rear area of the aircraft, and that the storage means ( 2 ) is located in front of the center of gravity of the aircraft.

25. Drive system according to claim 24, characterized in that the storage means ( 2 ) is located in the bow area of the aircraft.