DE102016224779B4 - Electric propulsion arrangement for an aircraft, method for its operation and aircraft - Google Patents
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Abstract
Antriebsanordnung (10) zur Integration in eine Luft- oder Raumfahrzeugstruktur (100), mit zumindest einem Antrieb (20), durch welchen wenigstens ein Propulsor des Luft- oder Raumfahrzeugs elektrisch antreibbar oder angetrieben ist, mit einer Verteileinrichtung, über welche der wenigstens eine Propulsor mit elektrischer Energie speisbar oder gespeist ist, und mit wenigstens einer Wandel- und/oder Speichereinrichtung (30), welche elektrische Energie an die Verteileinrichtung abgibt, wobei die Wandel- und/oder Speichereinrichtung (30) hybrid-elektrisch mit wenigstens einem Generatorsatz (50) als primäre elektrische Energiequelle ausgebildet ist und wobei der Generatorsatz (50) mit zumindest einem Wärmeübertragermittel (70) versehen ist, wobei das zumindest eine Wärmeübertragermittel (70) zur Heißgas-Rekuperation oder zur Kompressor-Zwischenkühlung einsetzbar oder eingesetzt ist. Drive arrangement (10) for integration into an aircraft or spacecraft structure (100), with at least one drive (20), by which at least one propulsor of the aircraft or spacecraft is electrically driven or driven, with a distributor, via which the at least one propulsor can be fed or fed with electrical energy, and with at least one conversion and / or storage device (30), which emits electrical energy to the distribution device, wherein the conversion and / or storage device (30) hybrid-electrically with at least one generator set (50 ) is designed as a primary electrical energy source and wherein the generator set (50) is provided with at least one heat exchanger means (70), wherein the at least one heat exchanger means (70) for hot gas recuperation or for compressor intercooling used or used.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebs-Anordnung zur Integration in eine Luft- oder Raumfahrzeugstruktur, mit zumindest einem Antrieb, durch welchen wenigstens ein Propulsor des Luft- oder Raumfahrzeugs elektrisch antreibbar oder angetrieben ist, mit einer Verteileinrichtung, über welche der wenigstens eine Propulsor mit elektrischer Energie speisbar oder gespeist ist, und mit wenigstens einer Wandel- und/oder Speichereinrichtung, die elektrische Energie an die Verteileinrichtung abgibt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer in eine Struktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs integrierten Antriebsanordnung sowie ein Luft- und Raumfahrzeug.The invention relates to a drive arrangement for integration into an aircraft or spacecraft structure, with at least one drive, by which at least one propulsor of the aircraft or spacecraft is electrically driven or driven, with a distribution device, via which the at least one Propulsor with electrical energy can be fed or fed, and with at least one conversion and / or storage device that emits electrical energy to the distribution device. Moreover, the invention relates to a method for operating a drive assembly integrated in a structure of an aircraft or spacecraft and an aircraft and spacecraft.
Derartige Antriebsanordnungen kennt man etwa aus der US 2008 / 0 184 906 A1 oder aus der
Neuartige Ansätze im Bereich des Antriebs für Flugzeuge bestehen darin, Antriebskomponenten abseits von herkömmlichen Verbrennungsmotoren, beispielsweise elektrische Antriebskomponenten zu verwenden, vergleichbar mit den entsprechenden Entwicklungen im Automobilbereich. Hierbei kann etwa elektrische Energie über Energiewandler in Art eines Speichermittels, also etwa aus einer Batterie oder Brennstoffzelle oder Kopplungen derselben bereitgestellt werden.Novel approaches in the field of propulsion for aircraft are to use drive components apart from conventional internal combustion engines, such as electric drive components, comparable to the corresponding developments in the automotive sector. In this case, for example, electrical energy can be provided via energy converters in the manner of a storage means, that is to say from a battery or fuel cell or couplings thereof.
Ausgehend vom derzeitigen Stand der Technik ist es insbesondere bei größeren Flugzeugen (z.B. zivile Regional/Kurz-und Langstrecke, militärische Transporter) nicht möglich, rein elektrische Antriebe gestützt auf Batterien oder Brennstoffzellen darzustellen. Dafür sind die Energie/Leistungsdichten dieser Komponenten nicht ausreichend (um etwa einen Faktor
Es besteht daher die Aufgabe, eine Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die den Primärenergiebedarf eines mittels eines elektrischen Antriebs anzutreibenden, gebräuchlichen Luftfahrzeug deckt, und deren thermodynamischen Wirkungsgrad zugunsten eines verringerten Treibstoffbedarf zu optimieren.It is therefore an object to provide a drive assembly available that covers the primary energy needs of a driven by an electric drive, common aircraft, and to optimize their thermodynamic efficiency in favor of reduced fuel requirements.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung besteht demnach insbesondere darin, dass die Wandel- und/oder Speichereinrichtung hybrid-elektrisch ausgebildet ist und dass wenigstens ein Triebwerk des Generatorsatzes mit zumindest einem Wärmeübertragermittel versehen ist, wobei der Generatorsatz mit zumindest einem Wärmeübertragermittel versehen ist, wobei das zumindest eine Wärmeübertragermittel zur Heißgas-Rekuperation oder zur Kompressor-Zwischenkühlung oder in einem vergleichbaren Wärmetauschprozess einsetzbar oder eingesetzt ist. Durch die hybrid-elektrische Auslegung der Antriebsstruktur kann gewährleistet werden, dass genügend elektrische Energie zum Antreiben des jeweiligen Luftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Hierbei wird die elektrische Energie also zum einen aus einem Generatorsatz, zum anderen aus einem irgendwie gearteten Speichermittel bereitgestellt. Die derart bereitgestellte Energie wird über ein elektrisches Verteilernetz auf die elektrisch angetriebenen Propulsoren (Fan, Propeller) gegeben. Hierdurch können insbesondere verteilte Antriebe ohne aufwändige mechanische Alternativen realisiert werden. Eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades lässt sich an dem Triebwerk des Generatorsatzes durch die Anordnung eines Wärmeübertragermittels erreichen, wodurch das betreffende Triebwerk der Antriebs-Anordnung als Wärmetauschertriebwerk ausgebildet ist.
Um hierbei etwa den spezifischen Kraftstoffbedarf zu reduzieren, kann bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung das zumindest eine Wärmeübertragermittel zur Heißgas-Rekuperation oder zur Kompressor-Zwischenkühlung (Ladeluftkühlung) oder in einem vergleichbaren Wärmetauschprozess eingesetzt werden.This object is achieved by features of claim 1. The solution consists in particular in that the conversion and / or storage device is hybrid-electric and that at least one engine of the generator set is provided with at least one heat transfer means, wherein the generator set is provided with at least one heat transfer means, wherein the at least one heat transfer means for Hot gas recuperation or for compressor intercooling or in a comparable heat exchange process can be used or used. The hybrid-electrical design of the drive structure can ensure that sufficient electrical energy can be made available for driving the respective aircraft. In this case, the electrical energy is thus provided on the one hand from a generator set and on the other hand from a storage device of some kind. The energy thus provided is passed through an electrical distribution network to the electrically driven propulsors (fan, propeller). As a result, in particular distributed drives can be realized without complex mechanical alternatives. A significant improvement in the efficiency can be achieved on the engine of the generator set by the arrangement of a heat transfer means, whereby the engine in question of the drive arrangement is designed as a heat exchanger engine.
In order to reduce the specific fuel requirement, the at least one heat exchanger means for hot gas recuperation or for compressor intercooling (charge air cooling) or in a comparable heat exchange process can be used in the drive arrangement according to the invention.
Die Antriebsstruktur der Antriebsanordnung kann bei hybrid-elektrischer Auslegung beispielsweise einen seriellen Hybridantrieb bilden, bei welchem einer der zugeordneten Energiewandler, hier der Generatorsatz, keine mechanische Verbindung zur Antriebsachse des elektrischen Antriebs hat und statt dessen etwa einen elektrischen Generator antreibt, der Energie zum Betrieb des Elektroantriebs bereitstellt oder ein oder das Speichermittel lädt. Bei kurzzeitigem höherem Leistungsbedarf kann ein solches Speichermittel zusätzlichen Strom liefern. Der oder die antreibenden Elektromotoren der Antriebsanordnung erbringen dabei immer insgesamt das notwendige Drehmoment und die geforderte Leistung. Es sind daneben aber auch parallele Antriebsstrukturen, die einen Zugriff mehrere verschiedener Energiewandler auf den Antriebsstrang gestatten oder mischhybride Antriebsstrukturen, welche den seriellen und den parallelen Hybridantrieb auch während eines Fluges variabel entsprechend je nach Betriebsart und/oder Fahrzustand anpassen können, denkbar. Der erwähnte turbinengestützte Generatorsatz weist dabei, wie aus den vorstehenden Ausführungen bereits ersichtlich, zumindest ein Triebwerk mit einer Fluggasturbine, einen Generator und einen diese koppelndes mechanisches Verbindungsmittel, etwa eine Welle, auf.The drive structure of the drive assembly may form a hybrid hybrid drive, for example, in which one of the associated energy converter, here the generator set, has no mechanical connection to the drive axis of the electric drive and instead drives about an electric generator, the energy for operating the Electric drive provides or or the storage means loads. For short-term higher power requirements, such a storage means can provide additional power. The one or more driving electric motors of the drive assembly always provide the necessary total torque and the required power. But there are also parallel drive structures that allow access to several different energy converter on the drive train or hybrid hybrid drive structures, which can adjust the serial and parallel hybrid drive also during a flight variable according to the operating mode and / or driving condition, conceivable. The aforementioned turbine-supported generator set has, as already apparent from the above, at least one engine with an aircraft gas turbine, a generator and a mechanical coupling means coupling these, such as a shaft on.
Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.Further advantageous features include the subclaims.
Eine vorteilhafte Ausführung der Antriebsanordnung kann darin bestehen, den wenigstens einen Generatorsatz turbinengestützt vorzusehen und zumindest eine Fluggasturbine, einen elektrischen Generator und eine Leistungselektronikeinrichtung aufweisen, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie zu jedem Zeitpunkt an dem oder den betreffenden Antrieben der Antriebsanordnung in ausreichender Menge zur Verfügung gestellt werden kann. An advantageous embodiment of the drive arrangement can consist of providing the at least one generator set with turbine support and having at least one aircraft gas turbine, an electric generator and a power electronic device, so that the required amount of electrical energy at any time at the one or more drives of the drive assembly in sufficient quantity can be made available.
Ebenso vorteilhaft kann in einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung die Wandel- und Speichereinrichtung mit wenigstens einem Speichermittel, insbesondere mit einer Batterie und/oder einer Brennstoffzelle oder Kopplungen derselben, versehen sein, die beispielsweise einen erhöhten Energiebedarf kurzfristig zu decken in der Lage sind.Likewise advantageously, in another embodiment of the drive arrangement according to the invention, the conversion and storage device can be provided with at least one storage means, in particular with a battery and / or a fuel cell or couplings thereof, which are able to cover, for example, an increased energy demand in the short term.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, mit der die Energie des Verbrennungsprozesses in unterschiedlicher Art und Weise genutzt, sprich umgewandelt und weiterverwendet werden kann, kann der Generatorsatz mit wenigstens einer Fluggasturbine ausgebildet sein, die als Strahlturbine, als Wellenturbine oder als eine Turbinenmischform vorgesehen ist. Bei der Ausführung als Wellenturbine kann etwa die abtriebsseitig an einer Welle zur Verfügung stehende Rotationsenergie abgegriffen und elektrisch umgewandelt werden. Dabei handelt es sich um ein Wellenleistungstriebwerk als Derivat eines Strahltriebwerks. Prinzipiell ist kann auch an einer Strahlturbine, bei der die Fluggasturbine als Antrieb des Verdichters, des sogenannten Fans, dient, ein Generator anschließbar.In an expedient development of the drive arrangement according to the invention, with which the energy of the combustion process can be used in different ways, ie converted and reused, the generator set can be formed with at least one aircraft gas turbine, which is provided as a jet turbine, as a shaft turbine or as a turbine mixing mold , In the embodiment as a shaft turbine about the output side of a shaft available rotational energy can be tapped and electrically converted. This is a shaft power engine as a derivative of a jet engine. In principle, a generator can also be connected to a jet turbine in which the aircraft gas turbine serves as the drive of the compressor, the so-called fan.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung der Antriebsanordnung lässt sich der thermodynamische Wirkungsgrad beispielsweise dadurch erhöhen, dass an der wenigstens einen Fluggasturbine seitens der Brennkammer, insbesondere jedoch seitens der Hochdruckturbine der zu keramischen Werkstoffen übergegangen wird, weswegen zweckmäßigerweise die wenigstens eine Fluggasturbine zumindest teilweise aus einem oder mehreren keramischen Werkstoffen, insbesondere mit einem Faserkeramikmaterial, ausgebildet ist. Dies ist von Vorteil, da die bislang im Turbinenbau eingesetzten Werkstoffe wie Nickel und/oder Kobalt- Basislegierungen bereits derzeit dicht am Limit ihrer thermischen (Festigkeit) und oxidativen / korrosiven Belastungsfähigkeit sind. Hierdurch lässt sich eine signifikante Erhöhung des Kompressor-Druckverhältnisses und damit eine Erhöhung der Kompressor-Austrittstemperatur erreichen, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird.In another advantageous embodiment of the drive arrangement, the thermodynamic efficiency can be increased, for example, by transferring to the ceramic materials on the at least one aircraft gas turbine on the part of the combustion chamber, in particular on the part of the high-pressure turbine, for which reason the at least one aircraft gas turbine expediently consists of at least one or more ceramic materials, in particular with a fiber ceramic material, is formed. This is advantageous since the materials used so far in turbine construction, such as nickel and / or cobalt-based alloys, are already close to the limits of their thermal (strength) and oxidative / corrosive load capacity. As a result, a significant increase in the compressor-pressure ratio and thus an increase in the compressor outlet temperature can be achieved, whereby the efficiency is increased.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist mit wenigstens einem turbinengestützten Generatorsatz als primäre elektrische Energiequelle versehen. Für die praktische Anwendung ist es von elementarem Vorteil, den thermodynamischen Wirkungsgrad der betreffenden Fluggasturbine, die Kerosin als Brennstoff verwendet, so hoch wie möglich zu treiben, da bekanntermaßen die Einzelwirkungsgrade unterschiedlicher Komponenten multiplikativ in den Gesamtwirkungsgrad eingehen, und der Einzelwirkungsgrad der Fluggasturbine in der Größenordnung von 45% die gesamte hybrid-elektrische Antriebskette dominiert.The drive arrangement according to the invention is provided with at least one turbine-based generator set as a primary source of electrical energy. For practical application, it is of fundamental advantage to drive the thermodynamic efficiency of the respective aircraft gas turbine using kerosene as fuel as high as possible, since it is known that the individual efficiencies of different components are multiplicatively included in the overall efficiency, and the individual efficiency of the aircraft gas turbine of the order of magnitude of 45% dominates the entire hybrid electric drive chain.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann bei der Heißgas-Rekuperation das zumindest eine Wärmeübertragermittel wenigstens ein erstes Übertragungsglied aufweisen, das abströmseitig der Fluggasturbine angeordnet ist und dort erwärmte Luft entnimmt und diese mit einem einer Brennkammer zuströmenden Luftstrom zur Erwärmung zumindest indirekt kontaktiert. Hierbei kann etwa diese Heizluft hinter dem Hochdruckverdichter der Fluggasturbine als Teilstrom oder Gesamtstrom entnommen und zunächst dem ersten Übertragungsglied, das einen Wärmetauscher bildet, zugeführt werden. Die nach Wärmetausch mit der der Heizluft erwärmte Zuströmluft kann dann schlussendlich zurückgeführt und nach dem Hochdruckverdichter, aber vor Brennkammer, in den Kreislauf zurückgeführt werden.In an advantageous development, in the hot gas recuperation, the at least one heat exchanger means have at least one first transmission member, which is arranged downstream of the aircraft gas turbine and there extracts heated air and contacted at least indirectly with an incoming air flow to a combustion chamber for heating. Here, for example, this heating air can be taken behind the high-pressure compressor of the aircraft gas turbine as a partial flow or total flow and first the first transmission member, which forms a heat exchanger, are supplied. The heated after heat exchange with the heating air inflow air can then be finally returned and recycled after the high pressure compressor, but before the combustion chamber in the circulation.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann bei einer Kompressor-Zwischenkühlung wenigstens ein zweites Übertragungsglied des Wärmeübertragermittels nach einer Verdichtungsstufe des wenigstens einen Triebwerks des Generatorsatzes einem Luftstrom Luft zumindest teilweise entnehmen, die entnommene Luft kühlen und anschließend dem Luftstrom nach der Verdichtungsstufe wieder zuführen. Die Entnahme des Luftstroms kann dabei etwa nach einem Niederdruckverdichter der Fluggasturbine als Teilstrom oder Gesamtstrom erfolgen, die Kühlung kann durch einen Wärmetauscher als Übertragungsglied durchgeführt werden und die gekühlte Luft anschließend dem Niederdruckverdichter wieder zugeführt werden.In another advantageous development, at least one second transfer member of the heat transfer medium after a compression stage of the at least one engine of the generator set at least partially remove air from an air flow air, cool the extracted air and then perform the air flow after the compression stage again at a compressor intercooling. The removal of the air flow can be carried out as a partial flow or total flow, for example after a low pressure compressor of the aircraft gas turbine, the cooling can be performed by a heat exchanger as a transfer member and the cooled air are then fed back to the low pressure compressor.
Um bei den verschiedenen Triebwerkskonfigurationen die erwähnten Maßnahmen zur Erhöhung des thermodynamischen Wirkungsgrads durchführen zu können, ist es zweckmäßig, die betreffenden Übertragungsglieder in Form von Wärmetauschern in Triebwerksnähe anzuordnen. Die jeweiligen Wärmetauscher erfordern hochtemperaturbeständige Materialien, dies könnten herkömmlich etwa Ni- oder Co- Basislegierungen sein, die jedoch mit spezifischen Dichten um 9 g/cm3 vergleichsweise schwer sind und überdies eine vergleichsweise geringe thermische Leitfähigkeit aufweisen. Insofern sind Ni- oder Co- Basislegierungen keine optimalen Materialien zum Aufbau von Wärmetauschern, und lassen sich als Werkstoffe auch nicht eben gut handhaben und verarbeiten. Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung kann daher ein Wärmetauscher als das wenigstens eine Übertragungsglied und ggf. weitere Bestandteile des Wärmeübertragers aus einem hochtemperaturbeständigen Material ausgebildet sein, das insbesondere aus einem keramischen Werkstoff gebildet ist.In order to carry out the mentioned measures for increasing the thermodynamic efficiency in the various engine configurations, it is expedient to arrange the relevant transmission elements in the form of heat exchangers in the vicinity of the engine. The respective heat exchangers require materials which are resistant to high temperatures; these could conventionally be Ni or Co base alloys, however, which are comparatively heavy at specific gravities of about 9 g / cm 3 and, moreover, have a comparatively low thermal conductivity. In this respect Ni or Co base alloys are not optimal materials for the construction of heat exchangers, and as materials are not just good handle and process. In an advantageous embodiment of the drive arrangement according to the invention, therefore, a heat exchanger may be formed as the at least one transmission member and possibly other components of the heat exchanger of a high temperature resistant material, which is formed in particular of a ceramic material.
Vorteilhafte Weiterbildungen können darin bestehen, dass das hochtemperaturbeständige Material Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltige Verbindungen, insbesondere ein oder mehrere Carbide, aufweist, bevorzugt Siliziumcarbid (SiC) oder Silizium-infiltriertes Siliziumcarbid (SiSiC).Advantageous developments may consist in that the high-temperature-resistant material comprises carbon or carbon-containing compounds, in particular one or more carbides, preferably silicon carbide (SiC) or silicon-infiltrated silicon carbide (SiSiC).
Geht man von herkömmlichen Luftfahrzeugstrukturen aus, so sind Wärmetauschertriebwerke mit ihren Wärmetauschern als Übertragungsglied aufgrund des erforderlichen Bauraums nicht leicht zu etablieren, da dieser Bauraum, am bzw. genauer in der Regel unterhalb eines Flügels schwierig zu realisieren ist. Es ist daher zweckmäßig, bei einer anderen Ausführungsform der Antriebsanordnung, den turbinengestützten Generatorsatz und/oder das Übertragungsglied des Wärmeübertragermittels im Rumpf oder in einem rumpfnahen Bereich, insbesondere im Bereich von Flügelwurzeln, der Luftfahrzeugstruktur anzuordnen. Hierbei böte sich etwa der Frachtraum des Luftfahrzeugs zur Integration eines oder mehrere Wärmetauscher als Übertragungsglieder an, während beispielsweise Triebwerke inklusive elektrischer Generatoren entweder in der Flügelwurzel oder auch komplett im Rumpf unterbringbar wären. Die erwähnte rumpfnahe Integration hat den Vorteil, dass sie sowohl eine weitgehend ungestörte Triebwerks-Anströmung, als auch eine weitgehend schwerpunktsneutrale Geometrie bietet. Darüber hinaus bietet der bzw. die Flügel an dem entsprechend ausgestatteten Luftfahrzeug ausreichend Platz für Klappen bzw. Hochauftriebssysteme.If one starts from conventional aircraft structures, then heat exchanger thrusters with their heat exchangers as transmission elements are not easy to establish due to the required installation space, since this installation space, or more precisely generally below a wing, is difficult to implement. It is therefore expedient, in another embodiment of the drive arrangement, to arrange the turbine-supported generator set and / or the transmission element of the heat exchanger means in the fuselage or in a region close to the fuselage, in particular in the region of wing roots, of the aircraft structure. In this case, the cargo space of the aircraft would be suitable for integrating one or more heat exchangers as transmission elements, while, for example, engines including electrical generators would be accommodated either in the wing root or completely in the fuselage. The mentioned fuselage integration has the advantage that it offers both a largely undisturbed engine flow, as well as a largely balance-neutral geometry. In addition, the wing or sails on the appropriately equipped aircraft sufficient space for flaps or high-lift systems.
Die vorstehend gestellte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer in eine Struktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs integrierten Antriebsanordnung. Diese hat entsprechend zumindest einen elektrischen Antrieb, mit einer Verteileinrichtung, über welche wenigstens ein Propulsor mit elektrischer Energie gespeist wird, und wenigstens eine als serieller Hybrid ausgebildete Wandel- und Speichereinrichtung, durch die mittels Energiewandlern elektrische Energie an die Verteileinrichtung abgegeben wird. Erfindungsgemäß wird zumindest ein Triebwerk eines als Generatorsatz ausgebildeten Energiewandlers mit wenigstens einem Wärmeübertragermittel betrieben, mittels dessen zur Erhöhung des thermodynamischen Wirkungsgrads ein Wärmetauschprozess durchgeführt wird, beispielsweise ein Heißgas-Rekuperationsprozess und/oder ein Kompressor-Zwischenkühlprozess.The object stated above is also achieved by a method for operating a drive arrangement integrated in a structure of an aircraft or spacecraft. This has at least one electric drive, with a distribution device, via which at least one propulsor is supplied with electrical energy, and at least one formed as a serial hybrid conversion and storage device, is discharged through the energy converters by means of electrical energy to the distribution device. According to the invention, at least one engine of an energy converter designed as a generator set is operated with at least one heat transfer medium, by means of which a heat exchange process is carried out to increase the thermodynamic efficiency, for example a hot gas recuperation process and / or a compressor intercooling process.
Weiter wird die Aufgabe überdies auch durch ein Luft- oder Raumfahrzeug mit wenigstens einer Antriebsanordnung gelöst, durch welche das Luft- oder Raumfahrzeug zumindest teilweise elektrisch angetrieben ist.Furthermore, the object is also achieved by an aircraft or spacecraft with at least one drive arrangement, by which the aircraft or spacecraft is at least partially electrically driven.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs kann dieses mit einer Mehrzahl von Antrieben einer Antriebsanordnung oder einer Mehrzahl von Antriebsanordnungen versehen sein, die an der Struktur des Luft- oder Raumfahrzeugs verteilt anordenbar oder angeordnet sind, was eine ausgeglichene Gewichtsverteilung der Aggregate an der Luftfahrzeugstruktur gestattet.In one development of the aircraft or spacecraft according to the invention, this can be provided with a plurality of drives of a drive arrangement or of a plurality of drive arrangements which can be arranged or arranged distributed on the structure of the aircraft or spacecraft, which results in a balanced weight distribution of the units on the aircraft structure allowed.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. In teilweise schematisierter Darstellung zeigen hierbei die
-
1 eine perspektivische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Antriebsanordnung mit einem Generatorsatz, der eine Wellenleistungsturbine aufweist, die einen Generator speist; -
2 eine perspektivische Seitenansicht einer in einem rumpfnahen Bereich einer Flügelwurzel eines Luftfahrzeugs integrierten Antriebsanordnung aus der1 ; -
3 eine perspektivische Seitenansicht einer im Rumpf eines Luftfahrzeugs integrierten Antriebsanordnung aus der1 ; und -
4 eine schematische Darstellung der verfahrenstechnischen Ausführung eines Rekuperators für Turbinenabgas eines Triebwerks eines Generatorsatzes einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung.
-
1 a side perspective view of a first embodiment of the drive assembly with a generator set having a shaft power turbine feeding a generator; -
2 a side perspective view of an integrated in a fuselage region of a wing root of an aircraft drive assembly of the1 ; -
3 a side perspective view of an integrated in the fuselage of an aircraft drive assembly of the1 ; and -
4 a schematic representation of the procedural embodiment of a recuperator for turbine exhaust of an engine of a generator set of a drive assembly according to the invention.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts Anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.
In dem
Die Antriebsanordnung
Die
Die
In der
In der
Die in der
Die in den
Mögliche zusätzliche Effekte einer derartigen Integration von Antriebsanordnungen
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Antriebsanordnungdrive arrangement
- 2020
- Antriebdrive
- 3030
- Wandel- und SpeichereinrichtungConvertible and storage device
- 4040
- Luftstromairflow
- 5050
- Generatorsatzgenerator set
- 5252
- FluggastrubinePassenger Rubies
- 52a52a
- HochdruckturbineHigh-pressure turbine
- 52b52b
- NiederdruckturbineLow-pressure turbine
- 5454
- Generatorgenerator
- 5656
- Wellewave
- 7070
- WärmeübertragermittelWärmeübertragermittel
- 7575
- Übertragungsgliedtransmission member
- 7676
- Wärmetauscherheat exchangers
- 8080
- Rekuperatorrecuperator
- 8282
- Einlassinlet
- 8484
- NiederdruckverdichterLow-pressure compressor
- 8686
- HochdruckverdichterHigh-pressure compressors
- 8888
- Verdichtereinrichtungcompressor means
- 9090
- Brennkammercombustion chamber
- 9292
- Entnahmestellesampling point
- 100100
- LuftfahrzeugstrukturAircraft structure
- 110110
- rumpfnaher Bereichfuselage area
- 120120
- Rumpfabschnittfuselage section
Claims (15)
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ID=62201845
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- 2016-12-13 DE DE102016224779.4A patent/DE102016224779B4/en active Active
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