DE102017111822A1 - Tragschrauber - Google Patents

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Wilfried Ruchay
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    • B64C27/02—Gyroplanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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Abstract

Die Erfindung betrifft Tragschrauber, insbesondere Gyrokopter der Klasse der Ultraleicht-Flugzeuge, mit einem Verbrennungsantrieb, einem Elektroantrieb und einer elektrischen Speicherquelle, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschrauber derart ausgestaltet ist, dass ein Hybridantrieb realisiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Tragschrauber, insbesondere Gyrokopter der Klasse der Ultraleichtflugzeuge, mit einem Verbrennungsantrieb und einem Elektroantrieb und einer elektrischen Speicherquelle.
  • Ein Tragschrauber, auch Autogyro, Gyrokopter oder Gyrocopter genannt, ist ein Drehflügler, der in seiner Funktionsweise einem Hubschrauber ähnelt. Jedoch wird hier der Rotor nicht durch ein Triebwerk, sondern passiv durch den Fahrtwind in Drehung versetzt. In diesem Zusammenhang spricht man von sogenannter Autorotation. Der Auftrag ergibt sich dabei durch den Widerstand des sich drehenden Rotorblatts bei nach hinten geneigter Rotorachse. Der Vortrieb erfolgt, wie beispielsweise bei einem Starrflügelflugzeug, meist durch ein Propellertriebwerk.
  • Es sind rein elektrische Tragschrauber bekannt. Um jedoch ausreichende Energie zur Verfügung zu stellen, sind Batterien, beziehungsweise Akkumulatoren, solcher rein elektrischen Tragschrauber äußerst schwer. Da beim Fliegen jedes Gewicht die Effizienz des Tragschraubers einschränkt, sind derartige rein elektrische Tragschrauber beim derzeitigen Stand der Technik bei Batterien nicht sinnvoll einsetzbar.
  • Auch bei motorgetriebenen Tragschraubern ist das Gewicht ein entscheidender Faktor. Zudem muss der Motor teilweise unterschiedliche Leistungen in seinem Betrieb zur Verfügung stellen, sodass entsprechende Getriebe oder sonst mechanisch aufwendige Bauteile vorzusehen sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch einen Tragschrauber gemäß dem Hauptanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand der Unteransprüche.
  • Der Kern der Erfindung beruht insbesondere darauf, dass vorliegender Tragschrauber als Parallelhybrid ausgestaltet sein kann, dabei ist ein beliebiger Verbrennungsmotor, ein Elektromotor über ein Getriebe und ein Differential zusammengeschaltet. Zwischen dem Getriebe und dem Verbrennungsmotor kann sich eine automatisierte Trennkupplung befinden. Die entsprechende elektrische Energiequelle, vorliegend insbesondere eine Hochleistungsbatterie, stellt die nötige Energie für eine Leistungselektronik zur Verfügung, welche damit den Elektromotor betreibt. Mithilfe einer automatisierten Trennkupplung kann zwischen einem Betriebsmodus rein elektrisches Fahren und/oder Rekuperation der Tragschrauber angetrieben werden. Besonders vorteilhaft beim Parallelhybrid ist, dass dieser nahezu ohne Wirkungsgradverluste betrieben werden kann. Vorliegend wird insbesondere das „Bürsten“ verwendet. Dabei wird der Verbrennungsmotor mit optimaler Leistung (meist volle Leistung) betrieben. Zusätzlich stellt der elektrische Antrieb Drehmoment zu Verfügung, um entsprechend der geforderten Fahr- und/oder Flugeigenschaften reagieren zu können.
  • Somit kann optimalerweise ein energieeffizienter Tragschrauber zur Verfügung gestellt werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Ein Tragschrauber weist einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, welcher im vier- Quadrantenbetrieb arbeitet, einen Akkumulator und einen Wechselrichter auf. Die Bauteile sind vorliegend miteinander so verschaltet, dass sowohl ein rein elektrischer, als auch ein rein durch die Verbrennungsmaschine erfolgter Vortrieb, beispielsweise mittels eines Propellers, dem Tragschrauber aufgeprägt wird. Insbesondere in besonderen Flugphasen wie beispielsweise Start und Landung oder auch bei Kurvenflügen, kann sowohl der Verbrennungsmotor, als auch der Elektromotor den Antriebspropeller betreiben.
  • In einer Alternative stellt der Verbrennungsmotor eine Grundlast zur Verfügung, die für den normalen Flugbetrieb ausreichend ist. Sobald es flugtechnisch notwendig ist, wird entsprechend der Elektroantrieb zugeschaltet.

Claims (5)

  1. Tragschrauber, insbesondere Gyrokopter der Klasse der Ultraleicht-Flugzeuge, mit einem Verbrennungsantrieb, einem Elektroantrieb und einer elektrischen Speicherquelle, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschrauber derart ausgestaltet ist, dass ein Hybridantrieb realisiert ist.
  2. Tragschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschrauber einen Wechselrichter aufweist.
  3. Tragschrauber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroantrieb ein Elektromotor ist.
  4. Tragschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor derart eingerichtet ist, dass dieser im vier-Quadrantenbetrieb betrieben wird.
  5. Tragschrauber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschrauber derart eingerichtet ist, dass flugphasenabhängig oder fahrphasenabhängig der Elektroantrieb, der Verbrennungsantrieb oder Elektroantrieb inklusive Verbrennungsantrieb als Antrieb wirken.
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