DE202013001622U1 - Hybridantrieb für ein unbemanntes Fluggerät - Google Patents

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Abstract

Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung einen Verbrennungsmotor (1) zum Erzeugen einer ersten Antriebsenergie und einen Elektromotor (2) zum Erzeugen einer zweiten Antriebsenergie aufweist und der Verbrennungsmotor und der Elektromotor derart eingerichtet sind, dass die Antriebseinheit wahlweise die erste Antriebsenergie oder die zweite Antriebsenergie für den Antrieb einer Luftschraube (4) bereitstellen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts
  • Unbemannte Fluggeräte werde heute in der Sicherheitstechnik, Vermessungstechnik oder im militärischen Bereich zur Informationsgewinnung, insbesondere zu Überwachungs- und Beobachtungsaufgaben, eingesetzt. Je nach Einsatzzweck variiert die Größe des unbemannten Flugobjektes von mehreren Metern bis zu einer Größe, die kleiner ist als 1 m. Derartige unbemannte Flugobjekte besitzen üblicherweise eine Fortbewegungseinheit, die einer Erzeugung einer Auftriebsbewegung und/oder einer gezielten Bewegung des unbemannten Flugobjektes im Raum dient. Gegenstand laufender Forschung ist, die unbemannten Flugobjekte akustisch möglichste leise auszubilden, gleichzeitig aber eine große Reichweite und lange Flugdauer zu erzielen.
  • Während gemäß dem Stand der Technik Fluggeräte derart konzipiert werden, dass die Antriebsvorrichtung entweder aus einem Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor besteht, hat die vorliegende Erfindung erkannt, dass es vorteilhaft ist, wenn dem Fluggerät für unterschiedliche Missionen beide Antriebsarten zur Verfügung stehen. Hierdurch kann einerseits der Einsatzbereich des Fluggerätes erweitert werden. Andererseits kann erfindungsgemäß vermieden werden, dass das Fluggerät akustisch frühzeitig geortet wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für ein Fluggerät bereitzustellen, welches die Vorteile beider Antriebsarten verbindet, gleichzeitig aber ein optimiertes Package und ein geringes Gewicht aufweist.
  • Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht vor einen Hybridantrieb so auszubilden, dass die Antriebsvorrichtung einen Verbrennungsmotor zum Erzeugen einer ersten Antriebsenergie und einen Elektromotor zum Erzeugen einer zweiten Antriebsenergie aufweist. Der Verbrennungsmotor und der Elektromotor sind derart eingerichtet, dass die Antriebseinheit wahlweise die erste Antriebsenergie oder die zweite Antriebsenergie bereitstellen kann. Die Antriebseinheit ist weiterhin so eingerichtet, dass in mindestens einem Betriebszustand die Kräfte oder Drehmomente der einzelnen Antriebe gleichzeitig verfügbar sind.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Elektromotor gleichzeitig als Generator betrieben werden.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor eine lastschaltbare Kupplung anzuordnen.
  • Mit der oben beschriebenen Antriebsvorrichtung kann ein Hybridantrieb für Fluggeräte bereitgestellt werden, welcher in verschiedenen Betriebsmodi abhängig von der Mission betrieben werden kann.
  • Im Betriebsmodus elektrischer Antrieb ist die Kupplung offen und nur der Elektromotor treibt die Luftschraube an. Dies senkt den abgestrahlten Geräuschpegel
  • Im Betriebmodus verbrennungsmotorischer Antrieb ist, die Kupplung geschlossen, die Motor/Generatoreinheit wird nicht belastet und der Verbrennungsmotor treibt die Luftschraube an.
  • Im Betriebsmodus Boosten ist die Kupplung geschlossen und sowohl der Elektromotor als auch der Verbrennungsmotor wirken auf die Luftschraube. Dies ist besonders beim Start und in großer Flughöhe vorteilhaft.
  • Im Betriebsmodus Lastanhebung ist die Kupplung geschlossen und der Verbrennungsmotor treibt die Luftschraube an. Der Verbrennungsmotor wird auf den Betriebspunkt der max. Leistung eingestellt. Die Motor/Generatoreinheit läuft im generatorischen Betrieb und lädt die Batterieeinheit nach.
  • Im Betriebsmodus Start ist die Kupplung geschlossen und der Elektromotor wirft den Verbrennungsmotor an.

Claims (5)

  1. Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung einen Verbrennungsmotor (1) zum Erzeugen einer ersten Antriebsenergie und einen Elektromotor (2) zum Erzeugen einer zweiten Antriebsenergie aufweist und der Verbrennungsmotor und der Elektromotor derart eingerichtet sind, dass die Antriebseinheit wahlweise die erste Antriebsenergie oder die zweite Antriebsenergie für den Antrieb einer Luftschraube (4) bereitstellen kann.
  2. Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Betriebszustand die Kräfte oder Drehmomente der einzelnen Antriebe gleichzeitig verfügbar sind.
  3. Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) gleichzeitig als Generator betrieben werden kann.
  4. Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor eine lastschaltbare Kupplung angeordnet (3) ist.
  5. Antriebsvorrichtung für ein unbemanntes Fluggerät sowie ein Verfahren zum Antrieb des Fluggeräts nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsverfahren elektrischer Antrieb, verbrennungsmotorischer Antrieb, Boosten, Lastanhebung und Start während des Flugbetriebs umgeschaltet werden können.
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