DE60013064T2 - Energieversorgungssystem für Flugzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Energie-Versorgungssystem für ein Flugzeug.
  • Ein modernes Flugzeug enthält zahlreiche Systeme, die Energie benötigen, wie z.B. Systeme zum Steuern und Navigieren, sowie Systeme, die Dienste für die Passagiere oder die Mannschaft bereitstellen, wie z.B. Kombüsen, Beleuchtung, Heizung, etc.. Die Energie für diese Systeme wird üblicherweise von den Motoren oder von Hilfs-Energieeinheiten (APUs) abgezogen. Einige der Energieverbraucher benötigen elektrische Energie, während andere pneumatische oder hydraulische Energie benötigen. Somit enthält ein Flugzeugkörper einen komplexen Kabelbaum für die elektrische Verdrahtung und ein komplexes Rohrwerk aus pneumatischen und hydraulischen Rohren, um eine Verbindung zwischen jedem Energie-Verbraucher und einer geeigneten Energiequelle zu bilden. Dieser Kabelbaum bzw. dieses Rohrwerk trägt zur Masse des Flugzeugkörpers in einem beachtlichen Ausmaß bei, was durch die Notwendigkeit der Duplizierung und Redundanz innerhalb des Systems zwecks Fehlerbeständigkeit etc. noch verschlimmert wird.
  • Die Erfindung stellt ein Energie-Versorgungssystem für ein Flugzeug bereit mit einer Vielzahl von Energie-Generatoren und einer Vielzahl von Energie-Verbrauchern, wobei das Energie-Versorgungssystem Verbindungsmittel aufweist, die betätigbar sind, um Energie von den Energie-Generatoren den Energie-Verbrauchern zuzuführen, wobei die Verbindungsmittel einen Übertragungskreis aufweisen, dem mindestens zwei Energie-Generatoren während des Betriebs Energie zuführen zur Übertragung in dem Flugzeug mittels des Übertragungskreises, wobei der Übertragungskreis im Betrieb Energie in einem Format überträgt, das sich von dem Format unterscheidet, in welchem zumindest ein Energie-Generator Energie erzeugt, und wobei Umwandlungsmittel vorhanden sind, die dem Energie-Generator mit unterschiedlichem Format zugeordnet sind und betätigbar sind, um für eine Umwandlung der Energie zu sorgen von dem Format, in dem Energie erzeugt wird, zu dem Format, in dem Energie übertragen wird, und wobei mindestens eine Verteilungsanordnung derart betätigbar ist, dass die im Betrieb von dem Übertragungskreis Energie zieht und die Energie zu einem oder mehreren Energie-Verbrauchern verteilt, wobei das Format, in dem Energie von jedem Energie-Verbraucher benötigt wird, sich von dem Format unterscheidet, in dem der Übertragungskreis im Betrieb Energie überträgt, und wobei Umwandlungsmittel vorhanden sind, die der oder jeder Verteilungsanordnung zugeordnet sind und betätigbar sind, um für eine Umwandlung der Energie zu sorgen von dem Format, in dem Energie übertragen wird, zu dem Format, in dem Energie von jedem Energie-Verbraucher benötigt wird, wobei das Format der Energie-Übertragung über den Übertragungskreis dabei unabhängig von dem Format ist, das von irgendeinem der Energie-Verbraucher benötigt wird.
  • Vorzugsweise ist der Übertragungskreis elektrisch, und vorzugsweise erfolgt die Übertragung bei einer höheren Spannung als der von irgendeinem Energie-Verbraucher benötigten Spannung. Die Spannung kann eine Gleichspannung im Bereich von etwa 500 Volt bis etwa 1.500 Volt oder darüber sein und kann z.B. etwa 750 Volt betragen. Alternativ kann die Übertragung mit Wechselspannung erfolgen, und zwar vorzugsweise bei einer hohen Frequenz vorzugsweise von mehr als 1 kHz und bei einer hohen Spannung.
  • Vorzugsweise ist mindestens ein Energieverbraucher hydraulisch, wobei die Umwandlungsmittel Mittel enthalten zum Umwandeln von Energie von dem durch den Übertragungskreis über tragenen Format in hydraulische Energie zur Verwendung durch den hydraulischen Energie-Verbraucher. Es kann mindestens ein Energie-Verbraucher vorhanden sein, der pneumatisch ist, wobei die Umwandlungsmittel ein Mittel enthalten zum Umwandeln von Energie von dem durch den Übertragungskreis übertragenen Format in pneumatische Energie zur Verwendung durch den pneumatischen Energie-Verbraucher.
  • Es kann mindestens ein Energie-Generator vorhanden sein, der hydraulisch oder elektrisch oder pneumatisch ist. Mindestens ein Energie-Generator ist vorzugsweise ein Gasturbinen-Motor.
  • Die Verbindungsmittel können außerdem eine Vielzahl von Übertragungskreisen aufweisen, die derart geschaltet sind, dass sie eine Redundanz an Verbindungen zwischen den Energie-Generatoren und den Energie-Verbrauchern erzeugen.
  • Vorzugsweise ist jeder Energie-Generator und jeder Energie-Verbraucher mit mindestens zwei Übertragungskreisen verbunden. Vorzugsweise sind Schaltermittel vorgesehen, mittels derer Energie-Generatoren und Energie-Verbraucher mit mehr als einem Übertragungskreis selektiv verbunden werden können. Die Schaltermittel können dabei ermöglichen, dass zumindest ein Abschnitt des Übertragungskreises im Falle eines Fehlers isoliert wird. Vorzugsweise sind die Schaltermittel betätigbar, um einen Lastabwurf zu bewirken.
  • Es können Speichermittel vorgesehen sein zum Speichern und Abgeben von Energie, die von dem Übertragungskreis empfangen wird.
  • Die Erfindung stellt auch ein Flugzeug bereit, das ein oben beschriebenes Energie-Versorgungssystem besitzt.
  • Es werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft und anhand der begleitenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, wobei:
  • 1 eine Schemazeichnung ist, welche die verschiedenen Bestandteile eines erfindungsgemäßen Energie-Versorgungssystems zeigt; und
  • 2 eine Schemazeichnung eines erfindungsgemäßen Systems ist, das in einem Flugzeugkörper installiert ist.
  • 1 zeigt ein Energie-Versorgungssystem 10 für ein Flugzeug. Das Flugzeug hat eine Vielzahl von Energie-Generatoren 12, die normalerweise Motoren oder APUs sind. Energie-Verbraucher 14 befinden sich an verschiedenen Stellen über das Flugzeug verteilt und können z.B. Flugzeug-Steuerungssysteme, Flugzeug-Navigationssysteme oder Dienste für Passagiere oder die Mannschaft sein wie z.B. Kombüsen, Beleuchtung, Heizung, etc..
  • Eine allgemein mit 16 bezeichnete Verbindungsanordnung ist vorgesehen, um Energie von den Generatoren 12 den Verbrauchern 14 zuzuführen. Die Verbindungsanordnung 16 enthält einen Übertragungskreis 18, mit dem mindestens zwei Generatoren 12 verbunden sind, um Energie bereitzustellen zur Übertragung über das Schiff mittels des Übertragungskreises 18. Die Generatoren 12 sind in ihrer Verbindung mit dem Übertragungskreis 18 mittels Umwandlungsschaltungen 20 gezeigt, die weiter unten ausführlicher beschrieben werden und optional sein können.
  • Mehrere Verteilungsanordnungen, die allgemein mit 22 bezeichnet sind, sind ebenfalls mit dem Übertragungskreis 18 verbunden, und zwar wiederum durch Umwandlungsschaltungen 24. Die Verteilungsanordnungen 22 ziehen Energie von dem Übertra gungskreis 18 ab und verteilen diese Energie zu einen oder mehreren Energie-Verbrauchern 14.
  • Der Übertragungskreis 18 bildet das Hauptmerkmal des Systems 10. Der Übertragungskreis 18 kann sich durch den Flugzeugkörper hindurch erstrecken, und zwar zu jedem Bereich oder in die Nähe jedes Bereichs, in welchem sich Verbraucher 14 befinden, oder der Übertragungskreis 18 kann alternativ nur über einen Teil des Flugzeugrahmens Energie übertragen. Der Übertragungskreis 18 wird jedoch verwendet, um Energie innerhalb des Flugzeugkörpers in einem Format zu übertragen, das die Effizienz der Übertragung steigert, und unabhängig von dem Format, in dem die Energie von dem Verbraucher benötigt wird. In einer besonders bevorzugten Anordnung überträgt der Übertragungskreis 18 Energie in einem elektrischen Format, wobei er als Bus arbeitet und elektrische Energie vorzugsweise in Form eines Hochspannungs-Gleichspannungsformats überträgt. Eine Gleichspannung im Bereich von etwa 500 Volt bis 1.500 Volt, wie z.B. etwa 750 Volt, wird als vorteilhaft betrachtet, um eine effiziente Energieübertragung entlang des Kreises 18 zu ermöglichen. Andere Gleichspannungen, insbesondere Hochspannungen, könnten verwendet werden. Alternativ könnte der Übertragungskreis 18 mit Wechselspannung, vorzugsweise einer Hochspannung und einer hohen Frequenz (wie z.B. 1 kHz oder darüber) übertragen werden, doch können auch andere Frequenzen und Spannungen ausgewählt werden, wenn die Übertragungsmerkmale des Kreises 18 ausgelegt werden.
  • Die durch den Kreis 18 übertragene Energie wird ihm durch die Generatoren 12 zugeführt. Die Energie-Generatoren 12 können elektrische Energie bereitstellen. Wenn sie Gleichspannungs-Energie erzeugen, kann es nötig sein, dass diese zu der Übertragungsspannung auf dem Kreis 18 hochgestuft oder heruntergestuft wird, indem man geeignete Schaltungen innerhalb der Umwandlungsschaltungen 20 einbaut. Alternativ können die Ge neratoren 12 Energie im Wechselspannungsformat erzeugen, wobei die entsprechende Umwandlungsschaltung 20 benötigt werden könnte, um die ausgegebene Wechselspannung des Energie-Generators 12 gleichzurichten, um das Energieformat in das Hochspannungs-Gleichstromformat des Kreises 18 umzuwandeln. Wenn darüber hinaus das Energieformat an dem Kreis 18 eine hochfrequente elektrische Wechselspannungsenergie mit hoher Spannung sein soll, würden die Umwandlungsschaltungen 20 wiederum eine geeignete elektrische Umwandlungsschaltung enthalten, um zwischen dem durch den Generator 12 erzeugten elektrischen Format und dem durch den Kreis 18 benötigten Format umzuwandeln. Bei diesen Umwandlungsschaltungen 20 handelt es sich um herkömmliche Schaltungen, die dem fachkundigen Leser bekannt sind.
  • Außerdem müssen die Energie-Generatoren 12 nicht in elektrischer Form vorliegen. Sie können z.B. Generatoren für hydraulische oder pneumatische Energie sein, wie z.B. hydraulische oder pneumatische Pumpen. Dennoch werden diese Fluid-Energiegeneratoren mit dem Übertragungskreis 18 mittels geeigneter Umwandlungsschaltungen 20 verbunden, die Anordnungen zum Umwandeln der Energie vom hydraulischen oder pneumatischen Format in das von dem Übertragungskreis 18 benötigte elektrische Format besitzen.
  • Bei der obigen Beschreibung ergibt sich somit, dass Generatoren 12 für elektrische, hydraulische oder pneumatische Energie zahlreicher unterschiedlicher Formate (wie z.B. Spannungen, Frequenzen, Drücke, etc.) allesamt mit einem gemeinsamen Übertragungskreis 18 mittels geeigneter Umwandlungsschaltungen 20 verbunden werden können, damit die durch die Generatoren 12 erzeugte Energie in einem gemeinsamen und effizienten Format mittels des Übertragungskreises 18 durch den Flugzeugkörper hindurch übertragen wird.
  • Selbstverständlich bevorzugt man insbesondere aus Gründen der Effizienz, dass der Übertragungskreis 18 elektrisch ist, doch könnte der Kreis 18 im Prinzip hydraulisch oder pneumatisch sein. Elektrische, hydraulische und pneumatische Generatoren 12 könnten jedoch trotzdem mit dem Kreis 18 mittels geeigneter Umwandlungsschaltungen 20 verbunden werden.
  • Daher wird die Verwendung von Umwandlungsschaltungen zwischen den Energie-Generatoren und dem Kreis 18 aus verschiedenen Gründen bevorzugt. Die Generatoren können eine große Vielfalt an Formen haben, und zwar einschließlich elektrisch, pneumatisch und hydraulisch, wodurch die Effizienz der Energieerzeugung unter besonderen Betriebsbedingungen optimiert wird durch geeignete Wahl des Formats, in dem die Energie erzeugt wird. Allerdings ist die Effizienz der Erzeugung im wesentlichen unabhängig von der Übertragungseffizienz, die wiederum von dem durch den Kreis 18 verwendeten Energieformat abhängt, so dass diese Effizienzen im wesentlichen unabhängig optimiert werden können, solange geeignete Umwandlungsschaltungen zur Verfügung stehen, was in der Praxis kein Problem darstellen dürfte.
  • Umwandlungsschaltungen würden nicht benötigt, wenn ein Generator Energie in dem von dem Kreis 18 benötigten Format erzeugt, doch wird in der Praxis erwartet, dass eine Umwandlung üblicherweise benötigt wird, um die Gesamteffizienz des Systems zu optimieren.
  • 2 zeigt die physische Anordnung von Energie-Generatoren 12 und einen Übertragungskreis 18 der soeben beschriebenen Art. In diesem Beispiel handelt sich bei vier der Energie-Gene-ratoren 12 um Gasturbinen-Motoren, die an den Tragflächen 26 des Flugzeugkörpers 28 montiert sind. Umwandlungsschaltungen 20 sind in 2 aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigt. Weitere zwei Energie-Generatoren 12 sind APUs, die im Heck 30 des Flugzeugkörpers 28 montiert sind. Der dargestellte Übertragungskreis 18 erstreckt sich entlang beider Tragflächen 26 entlang der gesamten Länge des Rumpfes 32 und zu den am Heck montierten APUs 12, um die durch die Generatoren 12 erzeugte Energie über den ganzen Flugzeugkörper 28 zu übertragen.
  • Andere Energie-Generatoren könnten z.B. Brennstoffzellen, Batterien oder Not-Generatoren sein, wie z.B. Staudruckturbinen.
  • Es muss daran gedacht werden, dass 2 eher eine Schemazeichnung ist. In einem wirklichen Flugzeugkörper 28 können zusätzliche Zweige des Kreises 18 benötigt werden, um eine Energieübertragung an alle Orte zu ermöglichen, an denen Energie benötigt wird. Es sollte auch daran gedacht werden, dass aus Gründen der Klarheit die Umwandlungsschaltungen 20 aus 2 weggelassen wurden und die Generatoren 12 in unmittelbarer Verbindung mit dem Kreis 18 gezeigt sind.
  • Die oben bereitgestellten Anordnungen ermöglichen daher, dass mehrere Energie-Generatoren in geeigneter Weise Energie erzeugen, die einem gemeinsamen Übertragungskreis 18 zur Übertragung innerhalb des Flugzeugkörpers 28 zugeführt werden. Die Verwendung eines gemeinsamen Kreises 18 ermöglicht, dass sich die Generatoren 12 die benötigte Energie teilen, so dass jede Änderung des Bedarfs unter den Generatoren 12 verteilt werden kann oder von einem oder mehreren von ihnen getragen werden kann und insbesondere durch eine Auswahl von ihnen getragen kann, um die Effizienz der Energieerzeugung zu maximieren. Indem man auf diese Weise ermöglicht, die Effizienz der Energie-Erzeugung zu verbessern, darf erwartet werden, dass die Erfindung eine Verringerung der Masse der innerhalb des Flugzeugkörpers 28 benötigten Energieerzeugungs-Geräte ermöglicht. Die Effizienz der Energieerzeugung wird außerdem durch die Auslegung des Übertragungskreises 18 erhöht, um die Energie effizient durch den Flugzeugkörper 28 zu übertragen.
  • Nachdem die Art und Weise der Energieerzeugung und Energieübertragung vollständig beschrieben wurde, soll nun die Art und Weise der Verwendung dieser Energie, insbesondere unter Bezugnahme auf den oberen Teil von 1, beschrieben werden. In 1 sind Energie-Verbraucher 14 in schematischer Form gruppiert gezeigt. Bei einer echten Implementierung der Erfindung würden die Energie-Verbraucher 14 je nach ihrem Ort und je nach dem Format, in dem sie Energie benötigen, gruppiert werden. Somit würde der Cockpit-Bereich bzw. der Besatzungsbereich des Flugzeugkörpers 28 ein oder mehrere Gruppen elektrischer Energie-Verbraucher enthalten. Die Tragflächen 26 können eine oder mehrere Gruppen elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Energie-Verbraucher enthalten (Steuerungssysteme, Klappen, Fahrwerk, etc.). Die Hauptkabine enthält Gruppen elektrischer Energie-Verbraucher (wie z.B. Beleuchtung) sowie hydraulischer Energie-Verbraucher (wie z.B. Pumpen in Kombüsen und Toiletten, etc.). Dem fachkundigen Leser sind zahlreiche weitere Energie-Verbraucher innerhalb eines Flugzeugkörpers 28 bekannt. Angesichts der obigen Beschreibung ist es ersichtlich, wie diese je nach Ort und benötigtem Energieformat gruppiert werden können.
  • Eine Umwandlungsschaltung 24 ist jeder Gruppe aus Energie-Verbrauchern 14 zugeordnet. Die Umwandlungsschaltung 24 kann Energie von dem Übertragungskreis 18 abziehen, das heißt Energie in dem Format entnehmen, in welchem der Übertragungskreis 18 Energie durch den Flugzeugkörper 28 hindurch überträgt. Eine Umwandlungsschaltung bzw. ein Umwandlungskreis 24 ist jeder Gruppe aus Energie-Verbrauchern 14 zugeordnet. Der Umwandlungskreis bzw. die Umwandlungsschaltung 24 ist in der Lage, Energie von dem Übertragungskreis 18 abzuziehen, das heißt Energie in dem Format zu entnehmen, in welchem der Übertragungskreis 18 die Energie durch den Flugzeugkörper 28 hindurch überträgt. Diese Energie wird innerhalb des Umwandlungkreises 24 in ein Format umgewandelt, das für die entsprechende Gruppe aus Energie-Verbrauchern 14 geeignet ist. Da die entsprechende Gruppe aus elektrischen Energie-Verbrauchern 14 besteht, wird daher die Energie in einen geeigneten Spannungspegel und zu Gleichspannung oder zu einer geeigneten Wechselspannungs-Frequenz umgewandelt, bevor sie mittels einer Verbindung 34 zwischen jedem Verbraucher 14 und dem entsprechenden Umwandlungskreis 24 an die Verbraucher 14 verteilt wird.
  • In dem Fall, dass die Verbraucher 14 der Gruppe hydraulisch oder pneumatisch sind, enthält die entsprechende Umwandlungsschaltung 24 eine geeignete hydraulische oder pneumatische Pumpe oder dergleichen, um eine Energie von dem Format des Übertragungskreises 18 in ein geeignetes hydraulisches oder pneumatisches Format umzuwandeln (wobei Druck und dergleichen berücksichtigt werden), um sie mittels die Verbindung 34 bildender geeigneter Rohrleitungen bzw. Schlauchleitungen an die Verbraucher 14 zu verteilen.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Erfindung ermöglicht, dass unterschiedliche Arten von Verbrauchern (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch) von einem gemeinsamen Kreis 18 aus mit Energie versorgt werden. Die Energieübertragung durch den Flugzeugkörper hindurch erfolgt in zahlreichen Fällen wahrscheinlich aus Gründen der Effizienz in elektrischer Form, doch ermöglichen die Umwandlungsschaltungen eine geeignete Auswahl des Formats des Energieverbrauchs, so dass Oberflächen-Stellglieder hydraulisch gesteuert werden können, wie es üblich ist. Pneumatische Energie kann für den Start der Motoren verwendet werden, was ebenfalls üblich ist. Und es braucht keine elektrische Energie im Zusammenhang mit Brenn stoffpumpen und Brennstofftanks im Interesse der Sicherheit verwendet zu werden.
  • Wendet man sich wieder der 2 zu, so kann eine physische Implementierung der Anordnungen beschrieben werden, wobei wiederum aus Gründen der Klarheit stark vereinfacht wird. 2 zeigt einen Umwandlungskreis 24 in dem Cockpit-Bereich des Rumpfes, einen weiteren in jeder Tragfläche, einen mittig innerhalb der Hauptkabine und einen weiteren Umwandlungskreis 24 im Heck. Diese Umwandlungskreise 24 sind in der Umgebung einer geeigneten Gruppe aus Verbrauchern 14 (in 2 nicht gezeigt) angeordnet. Verbindungen 34 erstrecken sich fächerartig von jedem Umwandlungskreis 24, um die durch den Umwandlungskreis 24 von dem Übertragungskreis 18 abgezogene Energie an die Verbraucher 14 zu verteilen. Eine geeignete Gruppierung der Verbraucher und Anordnung der Umwandlungskreise minimiert die Verluste, die im Zusammenhang mit der Energieverteilung von den Umwandlungskreisen an die Verbraucher auftreten.
  • Wendet man sich wieder 1 zu, so wird die Aufmerksamkeit des Lesers auf einen zweiten Übertragungskreis 18A gelenkt, der als Parallelschaltung zu dem Übertragungskreis 18 dargestellt ist und zu jedem der Energie-Generatoren 12 mittels der geeigneten Umwandlungskreise 20 führt. Der Übertragungskreis 18A ist so gezeigt, dass er schematisch veranschaulicht, wie eine Redundanz innerhalb der Übertragungsanordnungen im Interesse der Sicherheit und Zuverlässigkeit eingebaut werden kann. Der Übertragungskreis 18A ist auch mit jedem der Umwandlungskreise 24 verbunden. In diesem Beispiel werden die Sicherheit und Zuverlässigkeit durch einfaches Duplizieren des Übertragungskreises 18 mittels des Kreises 18A erhöht, doch können in umfangreicheren Anordnungen mehrfache Redundanzen bereitgestellt werden. So könnten z.B. vier parallele Kreise bereitgestellt werden, um ein Quadruplex-Redundanz system zu erzeugen. Bei einer bevorzugten Anordnung würde eine Mehrfach-Redundanzanordnung (wie z.B. Quadruplex-System) verwendet werden, um die Energie innerhalb des Flugzeugkörpers zu verteilen, wobei jedoch das für jeden Gegenstand oder jede Anlage verwendete Ausmaß der Redundanz für diese Anlage individuell ausgewählt werden könnte. Somit wären kritische Systeme, wie z.B. Querruder-Stellglieder, in der Lage, Energie von irgendeinem der parallelen Kreise abzuziehen, um für sie eine maximale Redundanz zu erzeugen. Weniger kritische Systeme, wie z.B. Kombüsen und Systeme zur Kabinen-Unterhaltung könnten mit lediglich zwei der parallelen Kreise verbunden sein, da weniger Redundanz benötigt wird. Bei einer anderen Ausführung könnten die Kreise 18, 18A in Abschnitte oder Zweige unterteilt sein, die jeweils mit dem erforderlichen Grad der Redundanz ausgestattet sind, wobei geeignete Umschaltanordnungen innerhalb der Umwandlungskreise 20, 24 eingebaut sind, um die Generatoren 12, die Verbraucher 14, die Übertragungskreise 18 (oder Teile von ihnen) sowie die Umwandlungskreise 20, 24 je nach den erforderlichen Betriebsbedindungen und insbesondere entsprechend dem Bedarf bei auftretenden Fehlern in den Kreis oder aus ihm heraus zu schalten. Zahlreiche spezielle Anordnungen für die Implementierung der Übertragungsanordnungen mit geeigneter Redundanz sind innerhalb des breiten Schutzumfangs der oben beschriebenen Erfindung denkbar.
  • Die oben beschriebenen Anordnungen dürften auf mehrere Arten vorteilhaft sein, wie im folgenden dargestellt wird. Zunächst kann die gesamte Energie, die innerhalb des Flugzeugkörpers 28 verwendet wird, durch den Flugzeugkörper über den gemeinsamen Kreis 18 übertragen werden, und zwar unabhängig davon, ob der mögliche Energieverbraucher 14 elektrische, pneumatische oder hydraulische Energie benötigt, wobei diese Übertragung in einem Format vorliegen kann, das die Effizienz der Übertragung erhöht. Dies führt zu einem einfacheren Kabelbaum bzw. einem einfacheren Rohrleitungswerk der Energieverbindungen innerhalb des Flugzeugkörpers 18, wodurch man sich eine Gewichtseinsparung erwarten darf, wobei eine weitere Gewichtseinsparung bei den Energie-Generatoren 12 angesichts ihrer effizienteren Verwendung erwartet werden kann. Eine Steigerung der Zuverlässigkeit des gesamten Energiesystems kann erwartet werden, wobei Sicherheit und Redundanz ohne weiteres bis zu einem gewünschten Ausmaß eingebaut werden können. Die Verwendung von Redundanz in den Übertragungsanordnungen in Form paralleler Systeme würde eine Energiezufuhr an einen speziellen Verbraucher über mehr als einen Weg ermöglichen, so das im Falle eines Fehlers, der in einem der Wege auftritt, die Energie dennoch über einen alternativen Weg zugeführt werden kann. Die Effizienz, mit der die Energie-Generatoren 12 verwendet werden, kann erhöht werden, indem man gewährleistet, dass diejenigen Einheiten, die am effizientesten sind, während der gesamten Zeit verwendet werden, wobei Bedarfsspitzen durch die anderen Generatoren gedeckt werden.
  • Das oben beschriebene Energiesystem kann ein Steuerungssystem der in der europäischen Patentanmeldung EP-A-1102439 beschriebenen Bauart enthalten.
  • Die Zuverlässigkeit und Effizienz der Energieerzeugung können weiter gesteigert werden, indem man eine Energiespeicher-Anordnung 36 mit dem Übertragungskreis 18 verbindet, um Energie zu speichern, wenn überschüssige Energie erzeugt wird, und diese Energie abzugeben, wenn ein momentaner Bedarf den momentanen Erzeugungspegel überschreitet.
  • Man erwartet, dass sich die Erfindung als vorteilhaft erweist im Hinblick auf die Wichtigkeit der Berücksichtigung von Gewicht, Komplexität und Zuverlässigkeit bei der Auslegung eines Flugzeuges.

Claims (20)

  1. Energie-Versorgungssystem (10) für ein Flugzeug (28) mit einer Vielzahl von Energie-Generatoren (12) und einer Vielzahl von Energie-Verbrauchern (14), wobei das Energie-Versorgungssystem Verbindungsmittel (16) aufweist, die betätigbar sind, um Energie von den Energie-Generatoren den Energie-Verbrauchern zuzuführen, wobei die Verbindungsmittel einen Übertragungskreis (18) aufweisen, dem mindestens zwei Energie-Generatoren während des Betriebs Energie zuführen zur Übertragung in dem Flugzeug mittels des Übertragungskreises, wobei der Übertragungskreis im Betrieb Energie in einem Format überträgt, das sich von dem Format unterscheidet, in welchem zumindest ein Energie-Generator Energie erzeugt, und wobei Umwandlungsmittel (20) vorhanden sind, die dem Energie-Generator mit unterschiedlichem Format zugeordnet sind und betätigbar sind, um für eine Umwandlung der Energie zu sorgen von dem Format, in dem Energie erzeugt wird, zu dem Format, in dem Energie übertragen wird, und wobei mindestens eine Verteilungsanordnung derart betätigbar ist, dass sie im Betrieb von dem Übertragungskreis Energie zieht und die Energie zu einem oder mehreren Energie-Verbrauchern verteilt, dadurch gekennzeichnet, dass das Format, in dem Energie von jedem Energie-Verbraucher benötigt wird, sich von dem Format unterscheidet, in dem der Übertragungskreis im Betrieb Energie überträgt, wobei Umwandlungsmittel (24) vorhanden sind, die der oder jeder Verteilungsanordnung zugeordnet sind und betätigbar sind, um für eine Umwandlung der Energie zu sorgen von dem Format, in dem Energie übertragen wird, zu dem Format, in dem Energie von jedem Energie-Verbraucher benötigt wird, wobei das Format der Energie-Übertragung über den Übertragungskreis dabei unabhängig von dem Format ist, das von irgendeinem der Energie-Verbraucher benötigt wird.
  2. System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungskreis (18) elektrisch ist.
  3. System (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung bei einer höheren als der von irgend einem Energie-Verbraucher (14) benötigten Spannung erfolgt.
  4. System (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsspannung eine Gleichspannung im Bereich von etwa 500 Volt bis etwa 1.500 Volt oder höher ist.
  5. System (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung etwa 750 Volt beträgt.
  6. System (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung mit Wechselspannung erfolgt.
  7. System (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung bei einer hohen Frequenz erfolgt.
  8. System (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung bei einer Frequenz von mehr als 1 Kilohertz erfolgt.
  9. System (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung bei einer hohen Spannung erfolgt.
  10. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Energie-Verbraucher (14) hydraulisch ist, wobei die Umwandlungsmittel (24) Mittel enthalten zum Umwandeln von Energie von dem durch den Übertragungskreis (18) übertragenen Format in hydraulische Energie zur Verwendung durch den hydraulischen Energie-Verbraucher.
  11. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Energie-Verbraucher (14) pneumatisch ist, wobei die Umwandlungsmittel (24) ein Mittel enthalten zum Umwandeln von Energie von dem durch den Übertragungskreis (18) übertragenen Format in pneumatische Energie zur Verwendung durch den pneumatischen Energie-Verbraucher.
  12. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Energie-Generator (12) hydraulisch oder elektrisch oder pneumatisch ist.
  13. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Energie-Generator (12) ein Gasturbinen-Motor ist.
  14. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (16) außerdem eine Vielzahl von Übertragungskreisen (18, 18A) aufweisen, die derart geschaltet sind, dass sie eine Redundanz an Verbindungen zwischen den Energie-Generatoren (12) und den Energie-Verbrauchern (14) erzeugen.
  15. System (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Energie-Generator (12) und jeder Energie-Verbraucher (14) mit mindestens zwei Übertragungskreisen (18, 18A) verbunden ist.
  16. System (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltermittel vorgesehen sind (20, 24), mittels derer Energie-Generatoren (12) und Energie-Verbraucher (14) mit mehr als einem Übertragungskreis (18, 18A) selektiv verbunden werden können.
  17. System (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltermittel (20, 24) ermöglichen, zumindest einen Abschnitt des Übertragungskreises (18, 18A) im Falle eines Fehlers zu isolieren.
  18. System (10) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltermittel (20, 24) betätigbar sind, um einen Lastabwurf zu bewirken.
  19. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Speichermittel (36) vorgesehen sind zum Speichern und Abgeben von Energie, die von dem Übertragungskreis (18) empfangen wird.
  20. Flugzeug (28), dadurch gekennzeichnet, dass es ein Energie-Versorgungssystem (10) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche besitzt.
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