ES2585108T3

ES2585108T3 - Conjunto de generación eléctrica de emergencia para una aeronave, aeronave y procedimiento asociado

Info

Publication number: ES2585108T3
Application number: ES13152221.1T
Authority: ES
Inventors: Renaud Loison; Olivier Savin
Original assignee: Dassault Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2016-10-03
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: CA2803854A1; FR2985979B1; EP2620370A1; CA2803854C; EP2620370B1; US20130187448A1; FR2985979A1; US9120576B2

Abstract

Conjunto (24) de generación eléctrica de emergencia para una aeronave (10) que comprende un generador eléctrico de emergencia (60), destinado a estar conectado a una red eléctrica (20) de la aeronave, siendo el conjunto (24) de generación eléctrica de emergencia pilotable entre una configuración inactiva de reposo en la cual el generador eléctrico de emergencia (60) es inactivo y una configuración activa de producción de energía en la cual el generador eléctrico de emergencia (60) suministra una energía eléctrica de emergencia a la red eléctrica (20), sin ser alimentado eléctricamente por la red eléctrica (20), siendo el conjunto (24) de generación eléctrica de emergencia apto para estar colocado en una configuración intermedia en espera, para que el generador eléctrico de emergencia (60) produzca una energía eléctrica en espera de potencia inferior a la potencia suministrada por el generador eléctrico de emergencia (60) en la configuración activa, constando el conjunto de generación eléctrica de emergencia (24) de una primera fuente (62) de alimentación del generador eléctrico de emergencia (60) que permite al generador eléctrico de emergencia (60) producir una energía eléctrica en espera, constando el generador eléctrico de emergencia (60) de una pila de combustible (70), caracterizado porque la primera fuente de alimentación (62) está destinada a estar alimentada eléctricamente por la red eléctrica (20) en la configuración intermedia en espera, y porque la primera fuente de alimentación (62) consta de un electrolizador (72) apto para generar al menos un combustible gaseoso destinado a alimentar la pila de combustible (70) previa recepción de una energía eléctrica procedente de la red eléctrica (20).

Description

DESCRIPCION

Conjunto de generacion electrica de emergencia para una aeronave, aeronave y procedimiento asociado

5 [0001] La presente invencion se refiere a un conjunto de generacion electrica de emergencia para una

aeronave segun el preambulo de la reivindicacion 1.

[0002] Tal conjunto esta destinado a constituir una fuente de potencia electrica de emergencia, cuando los diferentes sistemas de produccion de energla electrica en una aeronave estan defectuosos.

10

[0003] La potencia electrica esta destinada a alimentar los instrumentos esenciales de pilotaje y de control de la aeronave para permitir al piloto llevar la aeronave con seguridad sobre el suelo.

[0004] Para producir una potencia electrica de emergencia en una aeronave, se conoce la utilizacion de unas 15 turbinas desplegables a partir de la carlinga designadas por el termino ingles «Ram Air Turbine» o «RAT».

[0005] Tal sistema, constituido siempre por una helice que leva un alternador, es comunmente desplegable a partir de una bodega y es arrastrado por la velocidad de desplazamiento de la aeronave con respecto a la masa de aire (principio similar a un aerogenerador).

20

[0006] Por razones evidentes de resistencia de avion y de vibracion, este sistema no se ha probado nunca durante el vuelo y se debe considerar por tanto en analisis de fiabilidad como una funcion que se puede realizar pero en averla latente, es decir que la calidad de su funcionamiento es desconocida antes de su despliegue y su activacion, pero se supone satisfactoria por un mantenimiento periodico especlfico (costoso por tanto).

25

[0007] Ademas de la nocion de averla latente, el sistema posee en si mismo tres inconvenientes principales. El primero se refiere al tiempo de activacion de la generacion electrica de emergencia. En efecto, el sistema posee un tiempo de despliegue, despues un tiempo de puesta en rotacion de la helice despues un tiempo de disponibilidad de la energla electrica producida. Este tiempo es de varios segundos, lo que requiere haber instalado unas baterlas

30 para alimentar convenientemente la plataforma del avion en espera de que el sistema RAT sea operacional. La consideration de estas baterlas sobrecarga la aeronave y, por tanto, por consiguiente, aumenta el consumo general de carburante.

[0008] El segundo se refiere al enlace entre la velocidad avion y la potencia disponible del sistema RAT. El 35 sistema que funciona sobre el principio de un aerogenerador, cuanto mas importante sea la velocidad relativa entre

la helice y la masa de aire, mas importante sera la potencia electrica disponible (par). El problema se plantea en las fases de acercamiento y de aterrizaje donde la velocidad relativa es menos importante que en las fases de planeo hacia un aeropuerto, de ello resulta una perdida de potencia disponible en fase final que requiere la utilizacion de una fuente complementaria (usualmente unas baterlas).

40

[0009] El tercero se refiere a la instalacion de tal sistema en una aeronave que genera ademas unas limitaciones de volumen estructural (trampilla + accionador), unas limitaciones sobre el dimensionamiento de la estructura especialmente debido al nivel vibratorio elevado que conlleva la utilizacion de un sistema eolico, de donde un aumento finalmente en la masa global de la aeronave.

45

[0010] Para paliar todos estos problemas, WO 2006/094743 describe un conjunto de generacion electrica de emergencia del tipo precitado. Tal conjunto consta de una pila de combustible, que es apta para generar potencia electrica por una reaction de oxido-reduccion entre el hidrogeno y el oxlgeno. Unos cartuchos de gas se embarcan por tanto en la aeronave para alimentar la pila. En caso de urgencia, los cartuchos estan conectados a la pila de

50 combustible que se activa para producir energla electrica.

[0011] Tal conjunto puede presentar un nivel de fiabilidad igual o superior a un sistema de emergencia de tipo RAT. No obstante, no es del todo satisfactorio.

55 [0012] La pila de combustible que se utiliza unicamente en caso de urgencia, puede presentar un tiempo de

puesta en servicio elevado, especialmente para alcanzar una temperatura satisfactoria de funcionamiento. En ciertos casos, la pila puede no funcionar del todo.

[0013] Para resolver este problema, es posible en teorla hacer funcionar la pila de manera continua. No

obstante, tal funcionamiento necesitarla embarcar una cantidad importante de gas de alimentacion de la pila en la aeronave. Unas infraestructuras especiales se colocarlan por tanto en el suelo para permitir la recarga periodica de los compartimentos que contienen los gases que alimentan la pila, independientemente del carburante cargado en la aeronave.

5

[0014] US 6 011 324, US 6 551 731, US 2002/006536 y US 2004/247961 describen unos conjuntos de

generacion electrica de emergencia para unas aplicaciones diversas, comprendiendo cada uno un generador electrico de emergencia que se puede colocar en una configuracion en espera.

10 [0015] Un objeto de la invencion es por tanto obtener un conjunto de generacion electrica de emergencia

sobre una aeronave que sea muy seguro, a la vez que presenta un mantenimiento mlnimo y unas condiciones de operacion simples.

[0016] A tal efecto, la invencion tiene como objeto un conjunto segun la reivindicacion 1.

15

[0017] El conjunto segun la invencion puede comprender una o varias de las caracterlsticas de las reivindicaciones de 2 a 6 o una de las caracterlsticas siguientes, tomada(s) aisladamente o segun todas las combinaciones tecnicamente posibles:

20 - la primera fuente consta de un deposito de fluido que se va a electrolizar, siendo apto el electrolizador para electrolizar el fluido que procede del deposito para producir un combustible reductor y un combustible oxidante destinados a alimentar la pila de combustible;

- el deposito de fluido que se va a electrolizar contiene agua, siendo apto el electrolizador para electrolizar el agua que procede del deposito para producir oxlgeno e hidrogeno destinados a alimentar la pila de combustible;

25 - la segunda fuente consta al menos de un deposito de combustible gaseoso de alimentacion de la pila de combustible.

[0018] La invencion tiene igualmente como objeto una aeronave segun una de las reivindicaciones 7 u 8.

30 [0019] La invencion tiene igualmente como objeto un procedimiento de generacion electrica en una aeronave

segun la reivindicacion 9 o 10.

[0020] La invencion se comprendera mejor con la lectura de la descripcion que aparece a continuacion, dada unicamente a tltulo de ejemplo y realizada en referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

35

- la figura 1 es un esquema sinoptico funcional de una primera aeronave segun la invencion, provisto de un conjunto de generacion electrica de emergencia que consta de una pila de combustible, estando la pila en una configuracion intermedia en espera;

- la figura 2 es una vista analoga a la figura 1, en una configuracion activa de production de energla por la pila;

40 - la figura 3 es una vista en perspectiva y en section parcial de un primer accionador pirotecnico presente en el conjunto de generacion de emergencia en la confirmation en espera ilustrada en la figura 1 y

- la figura 4 es una vista analoga a la figura 3, en la configuracion activa que se ilustra en la figura 2.

[0021] Una primera aeronave 10 segun la invencion se ilustra por la figura 1.

45

[0022] De manera conocida, la aeronave 10 consta de un fuselaje 12 que delimita un recinto 14 de reception de pasajeros, de equipamientos funcionales de la aeronave y, eventualmente, de equipaje y/o de mercanclas.

[0023] La aeronave 10 consta ademas al menos de un motor 16A, 16B, un conjunto principal 18 de 50 generacion de energla electrica acoplado al menos a un motor 16A, 16B y una red electrica 10 conectada al

conjunto principal 18.

[0024] De manera ventajosa, la plataforma 10 consta ademas de un conjunto auxiliar 22 de generacion electrica. Consta igualmente de un conjunto 24 de generacion electrica de emergencia segun la invencion.

55

[0025] El recinto 14 consta de una cabina 30 destinada a transportar una tripulacion que pilota la aeronave 10, una cabina 32 destinada a transportar unos pasajeros y/o mercanclas y una bodega 34.

[0026] La cabina del piloto 30, la cabina 32 y la bodega 34 estan conectados electricamente a la red electrica

20 para la alimentacion electrica de los equipos electricos que contienen.

[0027] Cada motor 16A, 16B esta destinado a la propulsion de la aeronave 10, especialmente para permitir su despegue y su mantenimiento en vuelo a distancia del suelo.

5

[0028] En el ejemplo representado en la figura 1, la aeronave 10 consta al menos de dos motores 16A, 16B, pudiendo estar comprendido el numero de motores 16A, 16B mas generalmente entre 1 y 4.

[0029] En este ejemplo, cada motor 16A, 16B es un turbo-reactor que comprende una turbina llevada en 10 rotacion por la combustion de un combustible llquido (tal como el queroseno) para generar una fuerza de empuje.

[0030] A tal efecto, cada motor 16A, 16B esta conectado al menos a un deposito 36 de combustible llquido.

[0031] La red electrica 20 esta destinada a alimentar electricamente los conjuntos funcionales de la aeronave 15 10. La red electrica 20 alimenta especialmente un calculador de control de vuelo, unas bombas, unos instrumentos

de navegacion y unos servicios presentes en la cabina del piloto 30, en la cabina 32 y/o en la bodega 34.

[0032] En el ejemplo representado en la figura 1, el conjunto principal 18 de generacion electrica consta de un generador 38A, 38b que consta al menos de un rotor (no representado) llevado en rotacion por la turbina de un

20 motor 16A, 16B o por una corriente de gas generada por el motor 16A, 16B. El generador 38A, 38B consta de un estator.

[0033] El generador 38A, 38B es apto as! para producir una energla electrica durante la rotacion de la turbina del motor 16A, 16B, en el suelo o en vuelo.

25

[0034] Cada generador 38A, 38B esta conectado electricamente a la red electrica 20 para suministrar la energla electrica que produce a la red 20.

[0035] El conjunto auxiliar 22 esta formado por ejemplo por un sistema autonomo 50 de generacion electrica, 30 apto para generar una energla electrica complementaria independientemente de cada generador electrico 38A, 38B

acoplado a cada motor 16A, 16B. El sistema autonomo 50 es apto para generar una energla electrica especialmente cuando cada motor 16A, 16B esta parado.

[0036] El sistema 50 consta de un generador auxiliar 52, alimentado por combustible llquido suministrado por 35 ejemplo por el deposito 36 o por un deposito autonomo (no representado).

[0037] El generador auxiliar 52 consta generalmente de un arbol rotativo (no representado) y una turbina de potencia apta para llevar en rotacion el arbol rotativo bajo el efecto de un gas comprimido en una camara de combustion alimentada por el combustible.

40

[0038] Tal sistema 50 se describe por ejemplo en las solicitudes de patente en Francia n.° 11 01512 y n.° 11 01511 de la solicitante.

[0039] El conjunto auxiliar 22 es apto as! para suministrar energla electrica a la red 20 independientemente 45 de la energla electrica suministrada por el conjunto principal 18 y, especialmente, en la ausencia de energla electrica

suministrada por el conjunto principal 18, por ejemplo cuando los motores 16A, 16B estan parados o en complemento de estos.

[0040] De manera ventajosa, el conjunto auxiliar 22 es igualmente apto para realizar el acondicionamiento de 50 la atmosfera presente en el recinto 14, tal como se ha descrito en las solicitudes precitadas de la solicitante.

[0041] Segun la invention, el conjunto 24 de generacion electrica de emergencia consta de un generador de emergencia 60 destinado a producir una energla electrica de emergencia para alimentar la red electrica 20 en caso de averla del generador principal 18 y/o del conjunto auxiliar 22.

55

[0042] El conjunto 24 de emergencia consta al menos de una primera fuente 62 de alimentacion del generador de emergencia 60, destinada a estar conectada a la red electrica 20 para ser alimentada electricamente por la red 20 y al menos una segunda fuente 64 de alimentacion del generador de emergencia apropiada para alimentar el generador de emergencia 60 independientemente de la red electrica 20.

[0043] Como se vera mas abajo, el conjunto de emergencia 24 es pilotable entre una configuracion inactiva, una configuracion intermedia en espera y una configuracion activa de produccion de energia electrica de emergencia.

5

[0044] En la configuracion inactiva, el generador de emergencia 60 es inactivo y no produce ninguna energia electrica.

[0045] En la configuracion intermedia en espera, la primera fuente de alimentacion 62 esta alimentada por la 10 red electrica 20 para activar el generador de emergencia 60 a fin de producir una energia electrica en espera.

[0046] En la configuracion activa de produccion de energia, el generador de emergencia 60 esta alimentado por la segunda fuente 64, independientemente de la red electrica 20, a fin de producir una energia electrica de emergencia que alimenta la red electrica 20.

15

[0047] En el ejemplo representado en la figura 1, el generador de emergencia 60 esta formado por una pila de combustible 70.

[0048] De manera conocida, la pila de combustible 70 recibe un combustible reductor gaseoso y un

20 combustible oxidante gaseoso que estan respectivamente oxidados en un primer electrodo y en un segundo electrodo de la pila 70. La oxido-reduccion del combustible reductor y del combustible oxidante produce unos electrones que circulan del primer electrodo hacia el segundo electrodo. En general, los electrodos estan montados a ambos lados de una membrana de intercambio de protones o sobre una membrana de oxido solido.

25 [0049] El combustible reductor es por ejemplo hidrogeno y el combustible oxidante es por ejemplo oxigeno.

[0050] La reaccion entre los combustibles produce un fluido, especialmente un Kquido tal como agua.

[0051] La pila de combustible 70 esta conectada electricamente a la red electrica 20.

30

[0052] La primera fuente 62 consta de un electrolizador 72 destinado a producir el combustible reductor y el combustible oxidante a partir de un fluido que se va a electrolizar, un primer conducto 74 de alimentacion del combustible reductor hacia la pila 70 y un segundo conducto 76 de alimentacion del combustible oxidante hacia la pila 70. La primera fuente 62 consta ademas de un deposito 78 de fluido que se va a electrolizar, tal como un

35 deposito de agua y de manera ventajosa, un conducto 80 de recogida de fluido recuperado en la pila 70 para enviarlo hacia el deposito 78.

[0053] El electrolizador 72 esta conectado electricamente a la red electrica 20. En la configuracion intermedia en espera, cuando el electrolizador esta alimentado electricamente por la red 20, es apto para electrolizar el fluido

40 contenido en el deposito 78 para formar el combustible reductor y el combustible oxidante y para enviarlos de manera continua hacia la pila 70 a traves respectivamente del primer conducto 74 y el segundo conducto 76.

[0054] La segunda fuente 64 consta de un primer deposito autonomo 90 de combustible reductor y un segundo deposito autonomo 92 de combustible oxidante. Consta ademas de un tercer conducto 94 de alimentacion

45 de la pila 70 de combustible reductor y un cuarto conducto 96 de alimentacion de la pila 70 de combustible oxidante.

[0055] La segunda fuente 64 consta ademas en cada conducto 94, 96 de un accionador 98A, 98B normalmente cerrado en la configuracion inactiva y en la configuracion en espera. El accionador 98A, 98B es apto para liberar el conducto 94, 96 en la configuracion activa.

50

[0056] De manera ventajosa, cada deposito 90, 92 esta formado por un cartucho de gas bajo presion, siendo el cartucho amovible para formar un deposito complementario.

[0057] De manera ventajosa, los cartuchos estan acondicionados en forma de un rack reemplazable.

55

[0058] Cada deposito 90, 92 contiene una masa de gas por ejemplo inferior a 10 kg. El gas se mantiene por ejemplo a una presion superior a 70 bares.

[0059] El tercer conducto 94 conecta el primer deposito 90 a la pila 70. El cuarto conducto 96 conecta el

segundo deposito 92 a la pila 70.

[0060] Cada accionador 98A, 98B esta normalmente inactivo. Obtura as! el conducto 94, 96 en el cual se monta e impide el paso del gas contenido en el deposito 90, 92 hacia la pila 70 en la configuracion inactiva y en la

5 configuracion en espera.

[0061] Cada accionador 98A, 98B se puede activar, por ejemplo, por una orden energetica que puede ser mecanica, fotonica, pirotecnica, termica y/o electrica para abrir el conducto 94, 96 y permitir la circulation de combustible desde el deposito 90, 92 hacia la pila 70.

10

[0062] En un modo de realization particular, cada accionador 98A, 98B esta formado por una valvula pirotecnica 100. Un ejemplo de valvula pirotecnica 100 se ilustra por la figura 3 y 4.

[0063] La valvula 100 se puede activar desde un estado de reposo en el cual impide el paso de fluido, hacia 15 un estado activado en el cual autoriza el paso de fluido.

[0064] Como se ilustra por la figura 3, la valvula 100 consta de una camisa 102 que recibe un primer tramo anterior 104A de tubo conectado al conducto 94, 96 y un segundo tramo posterior 104B de tubo conectado al conducto 94, 96, estando los tramos 104A, 104B separados.

20

[0065] La valvula 100 consta ademas de un piston 106 montado movil en la camisa 102 entre el primer tramo 104A y el segundo tramo 104B y al menos un conjunto 108 de desplazamiento del piston 106, tras reception de una orden energetica de activation de la valvula 100.

25 [0066] La camisa 102 delimita una cavidad interna 110 de circulacion del piston 106. En este ejemplo la

cavidad 110 presenta un eje central A-A'. Delimita dos aperturas transversales 112A, 112B de insertion de los tramos respectivos 104A, 104B en la cavidad 110.

[0067] Como se ha precisado mas arriba, los tramos 104A, 104B son normalmente distintos. Se extienden en 30 saliente en la cavidad 110, enfrente uno del otro.

[0068] El piston 106 esta insertado entre los tramos 104A, 104B. Cada tramo 104A, 104B presenta un extremo libre 114A, 114B que esta obturado cuando la valvula 100 esta en su estado de reposo.

35 [0069] Esta obturation se realiza por ejemplo por un mecanizado parcial del tramo 104A, 104B. Un tapon

esta presente as! en cada extremo 114A. 114B. Los tramos 104A, 104B no son aptos para comunicarse uno con otro en el estado de reposo.

[0070] El piston 106 consta de una cabeza 114, una parte intermedia 116 hueca destinada a conectar los 40 tramos 104A, 104b entre ellos y una parte inferior 118 de corte de los extremos 114A, 114B de los tramos 104A,

104B. El piston 106 consta ademas de una parte de extremo 120 para el guiado del piston en la cavidad 110.

[0071] Como se ilustra por las figuras 3 y 4, el piston 106 se puede desplazar en traslacion en la cavidad 110 entre una position de reposo, representada en la figura 3 y una position activa de puesta en comunicacion del

45 primer tramo 104A con el segundo tramo 104B representada en la figura 4.

[0072] En la posicion de reposo, la parte hueca 116 esta situada axialmente a distancia de los tramos 104A, 104B. Los tramos 104A, 104B son recibidos en los alojamientos proporcionados en la parte de corte 118. Estan obturados en sus extremos libres 114A, 114B.

50

[0073] La cabeza 114 esta situada relativamente mas cerca del conjunto de desplazamiento 108.

[0074] En la posicion activa, el piston 106 se ha desplazado a distancia del conjunto de desplazamiento 108. La parte de corte 118 ha cortado los extremos libres 114A, 114B para colocar la parte hueca 116 entre los tramos

55 104A, 104B. Los tramos 104A, 104B estan entonces en comunicacion fluldica uno con otro a traves de la parte hueca 16.

[0075] El conjunto de desplazamiento 108 esta formado por ejemplo por un generador de un gas bajo presion tal como un estopln, un generador de gas o un detonador pirotecnico.

[0076] El conjunto de desplazamiento 108 esta activado por una orden energetica. En recepcion de la orden energetica, el conjunto de desplazamiento 108 es apto para producir un gas bajo presion en la cavidad 110 mas arriba de la cabeza 114 y desplazar as! el piston 106.

5

[0077] El funcionamiento de la aeronave 10 y del conjunto de generation de emergencia 24 se van a describir ahora.

[0078] Inicialmente, en el suelo, cuando la aeronave 10 esta en el estacionamiento, el conjunto principal 18 10 de generacion electrica, el conjunto auxiliar 22 y el conjunto de emergencia 24 estan inactivos.

[0079] A continuation, antes del arranque de un motor 18A, 18B, el conjunto auxiliar 22 se utiliza para producir energla electrica proporcionada a la red 20. A tal efecto, se proporciona combustible llquido al generador auxiliar 52 desde el deposito 36. La combustion del combustible en una camara de combustion (no representada)

15 conlleva un arbol rotativo que produce energla electrica.

[0080] Cuando se arranca al menos un motor 16A, 16B, el motor 16A, 16B lleva a rotation al rotor del generador 38A, 38B al cual esta acoplado. Este permite al conjunto principal 18 producir energla electrica. Esta energla electrica se transmite a la red 20 para alimentar los diferentes conjuntos funcionales del aparato de la

20 aeronave 10 presente en la cabina del piloto 30, en la cabina 32 y/o en la bodega 34.

[0081] Por otro lado, antes del despegue de la aeronave 10 o una vez que la aeronave 10 esta en vuelo, la red electrica 20 alimenta el conjunto de emergencia 24 para hacer pasar el generador de emergencia 60 de su configuration inactiva a su configuration intermedia en espera. A tal efecto, una energla electrica en espera se

25 proporciona a la primera fuente 62 para permitir la alimentation del generador de emergencia 60.

[0082] En el caso en que el generador 60 sea una pila de combustible 70, la red electrica 20 proporciona una energla electrica al electrolizador 72. El electrolizador 72 recibe fluido presente en el deposito 78 y produce, por electrolisis de este fluido, combustible gaseoso reductor y combustible gaseoso oxidante. Estos combustibles son

30 respectivamente transportados por los conductos 74, 76 hacia la pila de combustible 70.

[0083] Una reaction de oxido-reduccion se produce entonces en la pila 70 entre los combustibles oxidantes y reductores para generar una corriente de electrones que se transmite hacia la red electrica 20 del aparato. El llquido obtenido se transporta hacia el deposito 78 a traves del conducto 80.

35

[0084] En la configuracion en espera, la segunda fuente 64 es inactiva y los accionadotes 98A, 98B ocupan su estado de reposo impidiendo que el gas presente en los depositos 90, 92 alimente la pila 70.

[0085] De manera ventajosa, el generador de emergencia 60 produce energla electrica en espera de manera 40 continua durante el vuelo, lo que garantiza que el generador 60 funcione y se mantenga a temperatura, por ejemplo

a una temperatura superior a 60 °C, lo que garantiza su mantenimiento en condition operacional. El funcionamiento de manera continua del sistema de generacion de emergencia 60 permite igualmente superar el problema de las averlas latentes que puedan afectar potencialmente a los sistemas que no funcionan de manera continua.

45 [0086] La potencia electrica proporcionada por el generador secundario 60 se mantiene no obstante al

mlnimo, siendo por ejemplo inferior a 500 W para limitar la cantidad de energla electrica que debe proporcionar la red electrica 20 para alimentar la primera fuente 62.

[0087] Ademas, siendo la potencia electrica en espera generada por la pila 70 restablecida a la red electrica 50 20, el rendimiento global mejora.

[0088] En caso de averla electrica que afecte al generador principal 18 y el generador auxiliar 22, los accionadotes pirotecnicos 98A, 98B pasan de su estado inactivo a su estado activado.

55 [0089] Una orden energetica se transmite al conjunto de desplazamiento 108 del piston 106. Esta orden

energetica activa el conjunto de desplazamiento 108 que produce un gas de desplazamiento del piston 106 en la cavidad 110. El piston 106 se desplaza entonces en la cavidad 110 y pone en comunicacion fluldica los tramos 104A, 104B, de manera ventajosa cortando los extremos 114A, 114B de estos tramos.

[0090] En la configuracion activa, la primera fuente 62 esta desconectada de la red electrica 20. El electrolizador 72 se vuelve entonces inactivo.

[0091] El combustible oxidante y el combustible reductor presentes respectivamente en los depositos 92, 90 5 circulan a traves de los conductos 94, 96 hacia la pila 70 para alimentar la pila 70.

[0092] El generador de emergencia 60 produce entonces una energla electrica de potencia superior a la de la energla electrica en espera producida en la configuracion en espera, para alimentar la red electrica 20 y mantener las funcionalidades esenciales de instrumentacion y de control de la aeronave. Esta potencia es por ejemplo superior

10 a 1 kW.

[0093] Siendo mantenida la pila de combustible 70 a temperatura permanente, en la configuracion intermedia en espera, puede cambiar directamente en la configuracion activa, con un tiempo de puesta en servicio muy reducido, por ejemplo inferior a 10 ms, debido al tiempo de activacion de las valvulas pirotecnicas y al tiempo de

15 circulacion de los fluidos hasta la pila de combustible 70.

[0094] No obstante, no hay interrupcion del funcionamiento de la pila de combustible, debido al hecho de que durantes estos 10 ms, existe una llegada de gas residual procedente del electrolizador, incluso si se ha vuelto inactivo.

20

[0095] Por tanto no es necesario prever unas baterlas de gran capacidad para garantizar una continuidad de suministro de energla electrica a la red 20. La baterla avion es suficiente y se utiliza unicamente para completar eventualmente la alimentacion proporcionada por la pila de combustible en el caso en que esta no este en condiciones de proporcionar instantaneamente la totalidad de la energla solicitada, unicamente en caso de fuertes

25 llamadas de carga.

[0096] Ademas, la primera fuente 62 que produce todo el combustible necesario para la alimentacion de la pila 70 en su configuracion en espera, no es necesario prever unos depositos 90, 92 de gran volumen para los reactivos que sirven para alimentar el generador de emergencia 60. Estos reactivos estan disponibles

30 permanentemente siendo producidos in situ en la aeronave 10.

[0097] Esto reduce la masa de la aeronave 10 y evita que se efectue un llenado de combustible antes de cada vuelo. En el ejemplo de una pila de oxlgeno e hidrogeno, el unico fluido necesario para el funcionamiento continuo del sistema, en la configuracion intermedia es el agua.

35

[0098] Ademas, la segunda fuente 64 se puede utilizar unicamente en caso de urgencia y permite producir

una energla suficiente en caso de urgencia a fin de llevar la aeronave 10 hacia el suelo. Asl, la pila de combustible

70 puede estar dimensionada para este modo de emergencia extrema, lo que evita aumentar su masa especialmente en unas aeronaves 10 de menos tamano.

40

[0099] La utilization de valvulas pirotecnicas 100 refuerza la fiabilidad del conjunto de emergencia 24. El balance energetico global del conjunto de emergencia 24 permanece casi inalterado, puesto que el electrolizador 72 se mantiene inactivo en el suelo y puesto que produce una parte (por ejemplo al menos el 30%) de la energla electrica que es necesaria para su funcionamiento.

45

[0100] La utilizacion de depositos 90, 92 en forma de cartuchos y/o de Racks simplifica ampliamente las operaciones de mantenimiento.

[0101] Los valores numericos indicados en la presente description se dan a tltulo de ejemplo aplicado al

50 ambito de los aviones de uso empresarial (para unas masas maximas en el despegue inferiores a 100.000 libras).

Estos valores se pueden adaptar en funcion del tipo, del peso y del tamano de la aeronave que carga el conjunto de generation electrica de emergencia segun la invention.

[0102] El conjunto de emergencia 24 segun la invencion proporciona por tanto un sistema mucho mas seguro 55 que las turbinas mecanica de emergencia, a la vez que presenta un mantenimiento mlnimo y las condiciones de

operaciones muy simples.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Conjunto (24) de generacion electrica de emergencia para una aeronave (10) que comprende un generador electrico de emergencia (60), destinado a estar conectado a una red electrica (20) de la aeronave,

5 siendo el conjunto (24) de generacion electrica de emergencia pilotable entre una configuracion inactiva de reposo en la cual el generador electrico de emergencia (60) es inactivo y una configuracion activa de produccion de energla en la cual el generador electrico de emergencia (60) suministra una energla electrica de emergencia a la red electrica (20), sin ser alimentado electricamente por la red electrica (20),

siendo el conjunto (24) de generacion electrica de emergencia apto para estar colocado en una configuracion 10 intermedia en espera, para que el generador electrico de emergencia (60) produzca una energla electrica en espera de potencia inferior a la potencia suministrada por el generador electrico de emergencia (60) en la configuracion activa,

constando el conjunto de generacion electrica de emergencia (24) de una primera fuente (62) de alimentacion del generador electrico de emergencia (60) que permite al generador electrico de emergencia (60) producir una energla 15 electrica en espera,

constando el generador electrico de emergencia (60) de una pila de combustible (70), caracterizado porque la primera fuente de alimentacion (62) esta destinada a estar alimentada electricamente por la red electrica (20) en la configuracion intermedia en espera,

y porque la primera fuente de alimentacion (62) consta de un electrolizador (72) apto para generar al menos un 20 combustible gaseoso destinado a alimentar la pila de combustible (70) previa recepcion de una energla electrica procedente de la red electrica (20).
2. Conjunto (24) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque consta de una segunda fuente (64) de alimentacion del generador electrico de emergencia (60), siendo la segunda fuente de alimentacion (64) apta para

25 alimentar el generador electrico de emergencia (60) sin recibir energla electrica de la red electrica (20) de la aeronave.
3. Conjunto (24) segun la reivindicacion 2, caracterizado porque la segunda fuente (64) consta al menos de un deposito (90, 92) de combustible gaseoso de alimentacion de la pila de combustible (70).

30
4. Conjunto (24) segun cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque la segunda fuente (64) esta conectada al generador de energla electrica de emergencia (60) por medio de un accionador pirotecnico (98A, 98B), siendo el accionador pirotecnico (98A, 98B) ventajosamente activable por una orden energetica mecanica, fotonica, pirotecnica, termica o electrica.

35
5. Conjunto (24) segun la reivindicacion 4, caracterizado porque el accionador pirotecnico consta de una valvula pirotecnica (100).
6. Conjunto (24) segun la reivindicacion 5, caracterizado porque la valvula pirotecnica (100) consta de 40 un primer tramo de tubo (104A) obturado que presenta un primer extremo (114A) y un segundo tramo de tubo

(104B) obturado en un extremo (114B) situado enfrente del primer extremo (114A), constando la valvula pirotecnica (100) de un piston (106) desplazable entre una posicion de reposo inactiva en la cual los extremos (114A, 114B) estan obturados y una posicion activa de puesta en comunicacion del primer tramo de tubo (104A) con el segundo tramo de tubo (104B).

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7. Aeronave (10), caracterizada porque consta de:

- una red electrica (20);

- al menos un conjunto principal (18) de generacion electrica acoplado a un motor (16A, 16B) de propulsion de la 50 aeronave (10) para proporcionar una energla electrica a la red electrica (20) cuando el motor de propulsion (16A,

16B) esta activo;

- un conjunto (24) de generacion electrica de emergencia segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, estando el generador electrico de emergencia (60) conectado a la red electrica (20) de la aeronave.

55 8. Aeronave (10) segun la reivindicacion 7, caracterizada porque consta de un conjunto auxiliar (22) de

generacion electrica que consta de un generador auxiliar (50) apto para funcionar independientemente del o de cada motor (16A, 16B) de propulsion de la aeronave y del conjunto de generacion electrica de emergencia (24), estando alimentado el generador auxiliar (50) por un deposito (36) de combustible llquido presente en la aeronave.
9. Procedimiento de generation electrica en una aeronave (10) que consta de las etapas siguientes:

- suministro de un conjunto (24) de generation electrica de emergencia segun cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 6, estando conectado el generador de energla electrica de emergencia (60) a la red electrica (20) de la aeronave

5 (10);

- durante una fase de vuelo normal de la aeronave (10), operation del conjunto de generation electrica (24) en su configuration intermedia en espera, estando el conjunto de generation electrica (24) alimentado electricamente por la red electrica (20) de la aeronave, produciendo el generador electrico de emergencia (60) una energla electrica en espera suministrada a la red electrica (20);

10 - durante una fase de urgencia, pilotaje del conjunto de generation electrica de emergencia (24) desde su configuration en espera hacia su configuration activa de production de energla en la cual suministra una energla electrica de emergencia a la red electrica (20), sin recibir energla electrica de la red electrica (20), siendo la energla electrica de emergencia de potencia superior a la de la energla electrica en espera producida en la configuration intermedia en espera.

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constando el conjunto de generation electrica de emergencia (24) de una primera fuente (62) de alimentation del generador electrico de emergencia (60) apta para alimentar el generador electrico de emergencia (60) a fin de producir una energla electrica en espera,

20 en el cual en la configuration intermedia en espera, la primera fuente de alimentation (62) esta alimentada electricamente por la red electrica (20), en la cual el generador electrico de emergencia (60) consta de una pila de combustible (70), produciendo la pila de combustible (70) una energla electrica en espera en la configuration intermedia,

25 y en el cual la primera fuente (62) consta de un electrolizador (72) apto para generar al menos un combustible gaseoso destinado a alimentar la pila de combustible (70) previa reception de una energla electrica procedente de la red electrica (20).
10. Procedimiento segun la revindication 9, caracterizado porque el conjunto de generation electrica de 30 emergencia (24) consta de una segunda fuente (64) de alimentation electrica de emergencia (60) del generador y

porque durante la fase de urgencia, la segunda fuente de alimentation (62) alimenta el generador electrico de emergencia (60) sin recibir energla electrica de la red electrica (20).