ES2938524T3 - Accionamiento, en particular para el rotor principal de una aeronave de alas giratorias - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a una unidad de accionamiento (1), en particular para el rotor principal de una nave rotatoria, que comprende: un engranaje planetario (PI), comprendiendo dicho engranaje planetario (PI) varios planetarios (4), en el que cada planeta (4) tiene al menos un engranaje planetario (6; 6') con un dentado, y los satélites (4) están dispuestos concéntricamente al eje central (z) dentro del engranaje planetario (PI) de tal manera que un eje giratorio (15), en particular un eje de rotor de la nave rotatoria, puede ser accionado por medio de los planetas (4) o el engranaje solar (17). Una unidad de accionamiento compacta y simplificada (1) debe proporcionarse en una amplia variedad de áreas de aplicación, en particular para accionar el rotor principal de una embarcación giratoria. Esto se consigue porque un primer accionamiento (2), en particular un accionamiento eléctrico, está integrado en al menos un planetario (4), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Accionamiento, en particular para el rotor principal de una aeronave de alas giratorias
Campo técnico
La presente invención describe una unidad motriz, en particular para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias, de acuerdo con el preámbulo de la primera reivindicación.
Además, la presente invención describe un accionamiento híbrido con la unidad motriz de acuerdo con la invención, en particular para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias, así como una aeronave de alas giratorias que comprende el accionamiento híbrido o bien la unidad de motriz.
Estado de la técnica
Las unidades motrices son conocidas a partir del estado de la técnica en una amplia variedad de áreas de aplicación de la tecnología de accionamiento o la generación de energía. Tales unidades motrices incluyen a menudo los llamados engranajes planetarios o engranajes comparables relacionados.
Por definición, los engranajes planetarios son los llamados engranajes epicicloidal (debido a la forma en que los planetas rotan alrededor de una rueda satélite), que esencialmente comprenden una rueda satélite dispuesta en el centro, al menos uno, generalmente varias, ruedas planetarias, soportes planetarios asociados con las ruedas planetarias, así como una corona exterior con dentado interior o un anillo de corona dentada exterior con dentado interior. Las ventajas de utilizar engranajes planetarios radican en la amplia gama de opciones de desmultiplicación y en una transmisión de potencia uniforme y distribuida.
Los engranajes planetarios se utilizan en unidades motrices en diversos campos técnicos, como por ejemplo en turbinas eólicas, en la construcción de vehículos o bien automóviles, en sistemas de propulsión de barcos, en aviación, etc.
A partir del documento US 9797504 B2 por ejemplo, se conoce el uso de un engranaje planetario para una turbina eólica. Durante la rotación del eje del rotor de la turbina eólica provocada por el viento (o bien impulsada por el viento), el engranaje planetario logra una desmultiplicación o bien conversión de un bajo número de revoluciones y un alto par en el eje del rotor a un alto número de revoluciones y bajo par en el generador.
En aeronaves de alas giratorias, en particular en el campo de la construcción de helicópteros, la unidad motriz para accionar el rotor principal incluye a menudo una transmisión de rotor de helicóptero o bien una transmisión de rotor principal diseñada como un engranaje planetario o una transmisión relacionada. Este tipo de transmisiones de rotor de helicóptero ha prevalecido porque permite un modo de construcción fiable.
Tales engranajes planetarios utilizados en el campo de la tecnología de accionamiento tienen la desventaja de que su necesidad de espacio es enorme y también pueden conducir a una estructura indeseablemente compleja de una unidad motriz.
El documento US 2012/0329593 describe un sistema de transmisión híbrido sin embrague para vehículos o aeronaves con un engranaje planetario que proporciona un acoplamiento de energía alternante o simultáneo entre al menos dos fuentes de energía y al menos un eje de transmisión.
A partir del documento CN 10802499 A se conoce un sistema de acoplamiento de potencia planetario de helicóptero de potencia híbrido con un sistema de rotor principal y un sistema de rotor de cola, incluyendo el sistema de rotor principal una serie de planetarios delanteros y una serie de planetarios traseros. Esto puede reducir el consumo de combustible y las emisiones.
El documento CN 108215765 A describe un eje de transmisión de embrague electromagnético de una máquina diferencial en cascada para un vehículo de motor híbrido con un mecanismo de engranaje planetario de primera etapa y una serie de engranajes planetarios de rueda planetaria de segunda y tercera etapa en el eje de transmisión.
El documento CN 108773263 A describe un sistema de propulsión híbrido de vehículo que incluye un motor y una transmisión planetaria. Pueden trabajar en diferentes modos de rendimiento para mejorar la estabilidad y fiabilidad del rendimiento.
Presentación de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar una unidad motriz compacta y simplificada en diferentes campos de aplicación, en particular para accionar un rotor principal de una aeronave de alas giratorias.
Este objeto lo logra una unidad motriz con las características de la reivindicación 1, un motor híbrido con las características de la reivindicación 5 o bien una aeronave de alas giratorias con las características de la reivindicación 6.
De acuerdo con la invención, un primer accionamiento, en particular un accionamiento eléctrico, está integrado en al
menos un planetario, como resultado de lo cual se forma un accionamiento interior dentro del engranaje planetario.
En el sentido de la presente invención, el al menos un propio planetario está diseñado como accionamiento o bien forma esencialmente el primer accionamiento. Como diferencia esencial en comparación con el uso previamente conocido de engranajes planetarios (por ejemplo, del documento US 9797504 B2) se puede afirmar que, de acuerdo con la presente invención, el engranaje planetario (debido al menos un planetario diseñado como accionamiento) puede funcionar como una unidad motriz o se forma un accionamiento interior dentro del engranaje planetario.
En el sentido de la presente invención, solo un único planetario puede funcionar o bien configurarse como accionamiento, funcionando todos los planetarios preferiblemente como accionamiento para una distribución óptima de la potencia. Por lo tanto, la unidad motriz de acuerdo con la invención comprende de manera especialmente preferida una unidad de control que está configurada de manera que los accionamientos integrados en los planetarios se sincronizan entre sí. Además, estos accionamientos integrados en el planetario pueden diseñarse cada uno de manera que puedan desacoplarse entre sí mecánica, eléctrica o hidráulicamente mediante un embrague adecuado para evitar un posible bloqueo de la transmisión debido al mal funcionamiento de uno o más accionamientos. En el sentido de la presente invención, el control está diseñado como un control estándar para motores eléctricos síncronos con lógica de control y unidad electrónica de potencia LEE (también denominado "inversor"). La lógica de control (controlador del motor) produce las señales apropiadas que accionan el inversor, que luego excita las bobinas de motor apropiadas del motor síncrono para obtener una rotación continua con revoluciones por minuto y par definidos. La sincronización de los motores eléctricos síncronos se hace posible mediante la determinación de la posición y la velocidad de rotación del rotor y para cada motor síncrono eléctrico individualmente mediante el cálculo de las señales de control. En este sentido, la Fig. 6 muestra una visión general adecuada.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la presente invención, la unidad motriz también puede comprender un solo soporte de rueda planetaria, es decir, diseñado como un solo componente coherente, comprendiendo el soporte de rueda planetaria al menos una, preferiblemente una pluralidad, de aberturas de recepción para los planetarios.
Formas de realización ventajosas adicionales se especifican en las reivindicaciones dependientes.
Los engranajes planetarios están preferiblemente montados de forma estacionaria y pueden rotar alrededor de sus respectivos ejes de rueda planetaria, estando las ruedas planetarias estacionarias rodeadas por un anillo de rueda dentada con dentado interior que puede rotar alrededor del eje central de la unidad motriz y siendo el anillo de corona dentada rotatorio, de tal manera que el eje, en particular el eje del rotor, se puede poner en rotación por medio de un arrastrador de anillo de corona dentada fijado al anillo de rueda dentada y al eje, en particular el eje del rotor. A causa de esto se crea una forma relacionada y comparable de un engranaje planetario. Las ruedas planetarias estacionarias de este tipo tienen la ventaja de que el suministro de energía del accionamiento integrado en el planetario se facilita por medio de líneas de suministro eléctricas.
En principio, sin embargo, un engranaje planetario diseñado como engranaje epicicloidal también es concebible en el marco de la presente invención, en el que las ruedas planetarias no son estacionarias, es decir, rotan alrededor de la rueda satélite o bien giran alrededor de la rueda satélite. Por ejemplo, de acuerdo con una forma de realización preferida de este tipo, el suministro de energía a los accionamientos integrados en las ruedas planetarias podría implementarse a través de anillos colectores.
En principio, es concebible cualquier configuración del primer accionamiento integrado en el al menos un planetario, pudiendo ser el primer accionamiento, por ejemplo, un accionamiento configurado como motor termodinámico. El primer accionamiento está configurado de manera especialmente preferida como motor controlable eléctricamente en cuanto a revoluciones de minuto y par, en particular como motor síncrono eléctrico con una pieza de rotor interior. En el sentido de la presente invención, alternativamente un motor controlable eléctricamente en términos de revoluciones por minuto y par también puede entenderse como, por ejemplo, un motor asíncrono, un motor de reluctancia, un motor de flujo transversal o similar.
Alternativamente, también es concebible dentro del marco de la presente invención una variante de rotor exterior de un motor síncrono eléctrico, estando conectado el rotor exterior del motor síncrono eléctrico de forma no giratoria con la rueda planetaria. Por ejemplo, el rotor exterior podría estar conectado de forma no giratoria con una corona dentada de tal manera que la rueda planetaria y el rotor exterior del motor síncrono eléctrico estén en el mismo plano y formen una unidad. En este sentido, las Fig. 5a a 5d muestran una visión general adecuada.
El primer accionamiento es preferiblemente un accionamiento eléctrico o bien un motor eléctrico, comprendiendo el al menos un planetario una parte de estator estacionaria, una parte de rotor giratoria, en particular una parte de rotor interior, y que comprende al menos una rueda planetaria con un dentado exterior fijada indirecta o directamente a la parte de rotor, y el planetario por medio de soportes de planetario se mantiene operativamente conectado dentro del engranaje planetario con la rueda principal y/o el eje giratorio.
El engranaje planetario del accionamiento de acuerdo con la invención comprende de forma especialmente preferida al menos tres planetarios, más preferiblemente de tres a seis planetarios. Se puede garantizar una construcción estable de un engranaje planetario utilizando al menos tres planetarios. Al utilizar más de tres planetarios, se logra ventajosamente una estructura modular y se pueden confeccionar diferentes niveles de potencia con poco esfuerzo
en términos de tecnología de producción. Esto tiene la ventaja adicional de que un requerimiento de alta potencia puede distribuirse en varias etapas con baja potencia eléctrica gracias a la estructura modular, lo que resulta en una ventaja física y productiva para disipar la pérdida de calor del motor y el control debido a la resultante superficie más grande. Además, un accionamiento eléctrico distribuido en varias etapas ofrece una protección aún mejor contra el fallo total de todo el accionamiento en caso de fallo del segundo accionamiento, que está diseñado como un motor termodinámico.
En principio, la unidad de accionamiento de acuerdo con la invención solo puede comprender al menos uno, preferiblemente una pluralidad de primeros accionamientos eléctricos, cada uno integrado en los planetarios, y por lo tanto estar diseñada como una unidad de accionamiento completamente eléctrica. Sin embargo, otro aspecto de la presente invención se refiere a un accionamiento híbrido que comprende la unidad de accionamiento de acuerdo con la invención, en el que el primer accionamiento, en particular eléctrico, puede acoplarse mecánicamente a un segundo accionamiento configurado como motor termodinámico.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a una aeronave de alas giratorias que comprende la unidad de accionamiento de acuerdo con la invención o el accionamiento híbrido de acuerdo con la invención.
El al menos uno, preferiblemente la pluralidad de primeros accionamientos eléctricos, en particular el motor síncrono eléctrico con parte de rotor interior, está diseñado y dimensionado preferiblemente de modo que un rotor principal y/o un rotor de cola de una aeronave de alas giratorias, en particular de un helicóptero, se puede accionar de forma autosuficiente sin una unidad adicional y, por lo tanto, se logra una aeronave de alas giratorias con una unidad motriz totalmente eléctrica. En el sentido de la presente invención, se entiende por accionamiento eléctrico autosuficiente que, dependiendo del dimensionamiento, se puede generar cualquier potencia mecánica deseada. Con respecto a la potencia mecánica de un accionamiento eléctrico autosuficiente, se pueden alcanzar preferiblemente al menos 150 kW, más preferiblemente de 200 kW a 700 kW, aún más preferiblemente de 300 kW a 600 kW, muy particularmente preferiblemente alrededor de 600 kW. Como ejemplo, se puede lograr un alto par de aproximadamente 15.500 Nm o más mediante un accionamiento eléctrico con alrededor de 600 kW de potencia mecánica a unas bajas revoluciones por minuto de 371 rpm.
El primer accionamiento, en particular eléctrico, puede estar acoplado mecánicamente preferiblemente al segundo accionamiento, que está configurado como motor termodinámico, en particular al poder accionarse la rueda principal central por la segunda unidad motriz. Preferiblemente, la segunda unidad motriz puede conectarse mecánicamente de forma operativa a un segundo accionamiento configurado como motor termodinámico o como otro accionamiento eléctrico, por ejemplo, a un motor de combustión interna, motor de turbina, motor de encendido por chispa, motor diésel, accionamiento de celda de combustible o similar. El al menos un accionamiento eléctrico y el segundo accionamiento están acoplados a través del engranaje planetario, de modo que el accionamiento eléctrico puede ayudar al segundo accionamiento a accionar el rotor principal y/o el rotor de cola o viceversa, formando así un accionamiento híbrido.
El eje o bien eje de accionamiento de la unidad motriz de acuerdo con la invención es preferiblemente un eje de rotor de la aeronave de alas giratorias de acuerdo con la invención, estando diseñado el eje de rotor en dos piezas y comprendiendo un mástil de apoyo y un mástil exterior, estando diseñado el mástil exterior como un cuerpo hueco y alojado giratorio alrededor del eje central en relación con el mástil de apoyo, que rodea concéntricamente el mástil de apoyo y pudiendo conectarse de forma operativa el mástil exterior al engranaje del rotor del helicóptero diseñado como un engranaje planetario, en el que el mástil de apoyo se puede montar en una posición estacionaria y no giratorio en la aeronave de alas giratorias, de modo que el mástil exterior se puede acoplar a un rotor principal de manera no giratoria y se puede poner en rotación con el engranaje del rotor del helicóptero diseñado como engranaje planetario.
Mediante una configuración de dos piezas de este tipo del eje de accionamiento o bien del eje del rotor se puede conseguir un accionamiento especialmente de marcha suave de un rotor principal. Al dividir el mástil de apoyo y el mástil exterior, se elimina la presión del cojinete giratorio, que luego es absorbida por la parte no giratoria o bien el mástil de apoyo, lo que da como resultado un accionamiento de marcha suave. Además, se encontró que es ventajoso que mientras el rotor principal está siendo accionado, hay poca flexión circunferencial y, como resultado, menos fatiga que con ejes de accionamiento o bien ejes de rotor de una pieza. Además, se puede lograr una disposición extremadamente compacta la cual, por ejemplo, en una cavidad del mástil de apoyo, permita el paso de cableado, barras de control para unir un plato oscilante dispuesto sobre el dispositivo de acoplamiento de palas del rotor y otros componentes del de lado del tren de transmisión hacia el lado del rotor. Por ejemplo, las líneas de suministro eléctrico para el suministro de energía eléctrica en el sistema giratorio, como dispositivos antihielo para las palas del rotor, lámparas en las palas del rotor o actuadores eléctricos para un sistema “pilotaje por cable”, también se pueden disponer aquí.
De acuerdo con una forma de realización preferida alternativa de la aeronave de alas giratorias de acuerdo con la invención, el eje o bien eje de rotor de acuerdo con la invención también puede estar realizado de una sola pieza y ofrecer así otras ventajas, en particular en relación con una construcción especialmente sencilla y compacta.
Preferiblemente, el eje de accionamiento puede estar acoplado de forma no giratoria a un engranaje de accionamiento, pudiendo montarse el engranaje de accionamiento giratorio sobre el mástil de apoyo por medio de al menos un cojinete radial, y por medio de la rueda principal central conectada de forma no giratoria con el engranaje de accionamiento, se alcanza una rotación de al menos una rueda planetaria (en particular, una rueda planetaria inferior en un engranaje
de dos etapas), en un lado de un respectivo soporte de rueda planetaria orientado hacia la rueda principal, alrededor de un respectivo eje de rueda planetaria, y en el que al menos una rueda planetaria (en particular la rueda planetaria superior asociado a la rueda planetaria inferior en un engranaje de dos etapas) está rodeado por un anillo de rueda dentada interior giratoria alrededor del eje central. Entre el anillo de rueda dentada y el mástil exterior, el impulsor del anillo de rueda dentada que actúa como dispositivo de transmisión de potencia puede acoplarse o bien estar acoplado o formarse de modo que, a partir de un movimiento de rotación de la rueda dentada de accionamiento, el mástil exterior y el rotor principal acoplado de forma no giratoria al mástil exterior se pueden poner en rotación.
En la aeronave de alas giratorias de acuerdo con la invención, la unidad motriz de acuerdo con la invención comprende preferiblemente una fuente de energía eléctrica, en particular una unidad de almacenamiento de batería, el primer accionamiento en forma de accionamiento eléctrico del accionamiento híbrido de acuerdo con la invención estando en un estado acoplado de forma no giratoria entre el accionamiento eléctrico y el segundo accionamiento, diseñado como un motor termodinámico, y durante el funcionamiento del segundo accionamiento, el al menos uno, preferiblemente la pluralidad de los primeros accionamientos eléctricos pueden actuar como un generador para recuperación de energía adicional para la unidad de almacenamiento de batería.
En la aeronave de alas giratorias de acuerdo con la invención, en particular un helicóptero, en el primer accionamiento eléctrico está previsto preferiblemente un rectificador, en particular en forma de un diodo de bloqueo, como resultado de lo cual la unidad de almacenamiento de batería puede cargarse cuando el accionamiento eléctrico no está en funcionamiento.
En la aeronave de alas giratorias de acuerdo con la invención, la lógica de la unidad de control está diseñada preferiblemente de modo que también permite un cambio de modo automático entre la generación de par para accionar el rotor y la recuperación de energía adicional para la unidad de almacenamiento de batería.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describen realizaciones preferidas del objeto de la invención en relación con los dibujos adjuntos. Muestran:
la Fig. 1a
una sección longitudinal a través de una primera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con un engranaje planetario de dos etapas como variante híbrida, en particular para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias;
la Fig. 1b
una vista en planta sobre la primera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes montada;
la Fig. 1c
una vista en perspectiva de la primera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin caja de engranajes;
la Fig. 1d
una vista en perspectiva de la primera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes;
la Fig. 2a
una sección longitudinal a través de una segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con un engranaje planetario de dos etapas como variante híbrida con un anillo de rueda dentada interior con dentado exterior;
la Fig. 2b
una vista en planta sobre la segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes montada;
la Fig. 2c
una vista en perspectiva de la segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin caja de engranajes;
la Fig. 2d
una vista en perspectiva de la segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la
invención con caja de engranajes;
la Fig. 3a
una sección longitudinal a través de una tercera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con un engranaje planetario de una etapa como variante de accionamiento completamente eléctrica, en particular para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias;
la Fig. 3b
una vista en planta sobre la tercera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes montada;
la Fig. 3c
una vista en perspectiva de la tercera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin caja de engranajes;
la Fig. 3d
una vista en perspectiva de la segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes;
la Fig. 4a
una sección longitudinal a través de una cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con un engranaje planetario de una etapa como variante de accionamiento completamente eléctrica y con un anillo de rueda dentada interior con dentado exterior, en particular para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias;
la Fig. 4b
una vista en planta sobre la cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes montada;
la Fig. 4c
una vista en perspectiva de la cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin caja de engranajes;
la Fig. 4d
una vista en perspectiva de la cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes;
la Fig. 5a
una sección longitudinal a través de una quinta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con un engranaje planetario de una etapa como variante de accionamiento totalmente eléctrica y como variante de rotor exterior;
la Fig. 5b
una vista en planta sobre la quinta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes montada;
la Fig. 5c
una vista en perspectiva de la quinta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin caja de engranajes;
la Fig. 5d
una vista en perspectiva de la quinta realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja de engranajes;
la Fig. 6
un diagrama de bloques de funciones del control de la potencia de accionamiento de los primeros accionamientos de las formas de realización preferidas de la unidad motriz de acuerdo con la invención, que están integrados en el planetario.
Descripción
La Figura 1a muestra una sección longitudinal a lo largo de A-A (véase la Fig. 1b) a través de una primera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con un engranaje PI planetario de varias etapas, aquí de dos etapas, por ejemplo para accionar un rotor principal de una aeronave de alas giratorias (no mostrada aquí) (véase en particular la Fig. 3).
La unidad 1 motriz de acuerdo con la invención, configurada aquí como engranaje PI planetario de dos etapas, comprende una rueda 17 principal central y varios planetarios 4 que descansan sobre un dentado exterior de la rueda 17 principal, no representado aquí. La rueda 17 principal está rodeada por los planetarios 4 adyacentes, estando los planetarios 4 dispuestos concéntricos a la rueda 17 principal y a un eje z central dentro del engranaje PI planetario. Un planetario 4 comprende aquí una rueda 6 planetaria inferior, una rueda 6’ planetaria superior y una parte 11 de rotor interior que conecta de forma no giratoria las ruedas 6; 6’ planetarias para formar aquí dos etapas del engranaje PI planetario de dos etapas, así como una parte 12 de estator.
La primera forma de realización preferida que se muestra aquí tiene un eje 15, que está diseñado en dos piezas, que comprende un mástil 13 de apoyo y un mástil 14 exterior. El rotor principal de una aeronave de alas giratorias o una hélice de un barco o similar se puede accionar a través del mástil 14 exterior o bien el eje 15, por ejemplo. La unidad 1 motriz de acuerdo con la invención, que acciona el eje 15, se puede utilizar en una amplia variedad de campos técnicos. En otras palabras, el engranaje o bien engranaje PI planetario de la unidad motriz de acuerdo con la invención también puede entenderse como un engranaje 30 transmisor de par.
A la misma altura o bien en la misma posición axial que las ruedas 6’ planetarias superiores, se dispone un anillo 19 de rueda dentada giratorio alrededor del eje z central. El anillo 19 de rueda dentada encierra todas las ruedas 6’ planetarias superiores, puede ser accionada por la rotación de las ruedas 6’ planetarias superiores y, por lo tanto, puede girar alrededor del eje z central. En el anillo 19 de rueda dentada está dispuesto un dentado interior, no mostrado aquí, que engrana con un dentado exterior, no mostrado aquí, de las ruedas 6’ planetarias superiores (en caso de ejecución de dos etapas, como se muestra aquí en la Fig.1 a).
Existe una conexión operativa mecánica entre las ruedas 6’ planetarias superiores y un mástil 14 exterior giratorio alrededor del eje z central para accionar este mástil 14 exterior del eje 15. En la presente primera realización preferida, esta conexión operativa mecánica se realiza mediante medio de un arrastrador 20 de anillo de rueda dentada conectado de forma no giratoria al mástil 14 exterior. En otras palabras, el arrastrador 20 de anillo de rueda dentada, que también está dispuesto en el anillo 19 de rueda dentada, actúa como una unidad de transmisión de potencia mediante la cual la rotación del anillo 19 de rueda dentada puede transmitirse al mástil 14 exterior giratorio.
Como puede verse en la Fig. 1 a, un primer accionamiento 2 eléctrico, aquí en particular un motor 10 síncrono eléctrico con una parte 11 de rotor interior, está integrado en al menos un planetario 4 para formar una primera unidad 1 motriz, de modo que el eje 15 puede ponerse en rotación por el primer accionamiento 2. Una parte 12 de estator, que tiene esencialmente forma de anillo y está provista de devanados W, que funciona como un estator del motor 10 síncrono, está alojada aquí en el soporte 5 de rueda planetaria y está unida de forma fija con el soporte 5 de rueda planetaria. La parte 11 de rotor interior en forma de pasador que funciona como rotor del motor 10 síncrono, está conectada de forma no giratoria a las ruedas 6; 6’ planetarias superior e inferior. El planetario 4 está operativamente conectado a la rueda 17 principal y al eje 15 giratorio por medio del soporte 5 de rueda planetaria dentro del engranaje PI planetario y se mantiene estacionario aquí.
En el motor eléctrico 10 síncrono mostrado en la Fig. 1 a, la fuerza del motor 10 síncrono se produce en el entrehierro o entrehierro M magnético entre la parte 12 de estator (estator) y la parte 11 de rotor interior (rotor).
Como puede verse en la Fig. 1a, una rueda 17 principal configurada como eje hueco está conectado a un engranaje 24 de accionamiento, la rueda 17 principal presenta un dentado exterior no mostrado aquí. La rueda 17 principal y el engranaje 24 de accionamiento están montados en el mástil 13 de apoyo de forma giratoria alrededor del eje z central. Por medio de la rueda 17 principal, se puede lograr una rotación de la rueda 6 ‘planetaria alrededor de un respectivo eje P de rueda planetaria a través de la rueda 6 planetaria inferior.
El engranaje 24 de accionamiento, a su vez, está conectado operativamente a al menos una cadena 25 cinemática a través de una rueda 26 dentada de cadena cinemática. Preferiblemente, la cadena 25 cinemática está mecánicamente conectada operativamente a otro accionamiento TK, no mostrado aquí, configurado como un motor termodinámico, para formar un accionamiento híbrido o bien una variante híbrida que comprende la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención.
A continuación, se describe a modo de ejemplo el uso de la variante híbrida de acuerdo con la primera forma de realización preferida de una unidad 1 motriz para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias (donde las formas de realización preferidas segunda a quinta son igualmente adecuadas para accionar el motor principal de una aeronave de alas giratorias):
En este caso, el engranaje 30 transmisor de par de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención puede entenderse aquí como un engranaje de rotor principal o bien engranaje de rotor de helicóptero de una aeronave de alas giratorias
configurado como engranaje PI planetario.
El eje 15 o bien aquí el eje de rotor está diseñado en dos piezas, que comprende un mástil 13 de apoyo y un mástil 14 exterior.
El engranaje de rotor de helicóptero presenta una cavidad central. El mástil 13 de apoyo, que aquí es fijo y no giratorio, está montado en esta cavidad central. El eje z central forma simultáneamente la dirección longitudinal del mástil 13 de apoyo y un eje de rotación del mástil 14 exterior.
Una conexión operativa mecánica entre las ruedas 6; 6’ planetarias estacionarias, que están montadas para poder girar alrededor de su eje P de rueda planetaria, y un eje 15 que es giratorio alrededor del eje z central, es decir, que aquí comprende un mástil 13 de apoyo y un mástil 14 exterior tubular que encierra el mástil 13 de apoyo, se realiza debido que las ruedas 6’ planetarias superiores estacionarias están rodeadas por un anillo 19 de rueda dentada con dentado interior que puede girar alrededor del eje z central y el anillo 19 de rueda dentada puede girar de tal manera que el mástil 14 exterior del eje 15 se puede poner en rotación por medio de un arrastrador 20 de anillo de rueda dentada unido al anillo 19 de rueda dentada y al mástil 14 exterior.
Como puede verse en la Fig. 1 a, un primer accionamiento 2 eléctrico, aquí en particular un motor 10 síncrono eléctrico con una parte 11 de rotor interior, está integrado en al menos un planetario 4 para formar una primera unidad 1 motriz, de modo que el mástil 14 exterior del eje 15 puede ponerse en rotación mediante el primer accionamiento 2. Una parte 12 de estator que funciona como estator del motor 10 síncrono está alojada aquí en el soporte 5 de rueda planetaria y está conectada fija con el soporte planetario, mientras que la parte 11 de rotor interior en forma de pasador que funciona como el rotor del motor 10 síncrono está conectada de forma no giratoria a las ruedas 6; 6’ planetarias superior e inferior.
La primera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención, mostrada en las Fig. 1a a 1d, adecuada para una aeronave de alas giratorias o bien helicóptero, tiene particulares ventajas de seguridad en el marco de este uso. En una emergencia en forma de falla de un accionamiento de un helicóptero multimotor de este tipo, el helicóptero debe poder confiar en la potencia del otro motor restante durante un período de tiempo predeterminado para trasladar el helicóptero en un régimen de vuelo seguro y reaccionar ante la falla de motor.
En la primera forma de realización preferida mostrada en la Fig. 1a, la cadena 25 cinemática también está mecánicamente unida operativamente con otro accionamiento TK, no mostrado aquí, configurado como motor termodinámico, para formar un accionamiento híbrido. Además de un segundo accionamiento TK configurado como motor termodinámico, un primer accionamiento 2, aquí eléctrico, y una fuente de energía eléctrica asociada pueden realizar un trabajo mecánico adicional. Dichos helicópteros con accionamiento híbrido ofrecen ventajosamente una ventaja de seguridad adicional en comparación con los helicópteros bimotores propulsados únicamente por combustibles fósiles, ya que, por ejemplo, en caso de falla del suministro de combustible fósil, se puede utilizar el suministro de energía eléctrica adicional.
La integración del primer accionamiento 2, en particular el motor síncrono eléctrico, en los planetarios 4 da como resultado un accionamiento híbrido extremadamente compacto en un helicóptero bimotor (por ejemplo, en el sentido de un helicóptero diferente).
Como se puede ver en la Fig. 1a, el mástil de apoyo está diseñado como un cuerpo hueco, de modo que los componentes tales como las barras de control para sujetar un plato oscilante dispuesto sobre el dispositivo de acoplamiento de las palas del rotor y/o el cableado se pueden disponer para atravesar el mástil 13 de apoyo y el mástil 14 exterior en la dirección del eje z central. Por ejemplo, las líneas de suministro eléctrico para el suministro de energía eléctrica en el sistema giratorio, como por ejemplo dispositivos antihielo para las palas del rotor, lámparas en las palas del rotor o actuadores eléctricos para un sistema de pilotaje por cable, también se pueden disponer aquí.
De aquí en adelante, los números de referencia similares designan componentes similares en las figuras.
La Fig. 1b muestra una vista en planta sobre la primera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con la caja G de engranajes montada.
La Fig. 1c muestra una vista en perspectiva de la primera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención sin o bien con la carcasa retirada. La primera forma de realización preferida mostrada en la Fig. 1c presenta aquí cuatro planetarios 4 a modo de ejemplo.
La Fig. 1d muestra una vista en perspectiva de la primera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con una carcasa G. La unidad 1 motriz incluye una unidad ST de control, que está diseñada para sincronizar entre sí los primeros accionamientos 2 integrados en el planetario 4. Esta sincronización de los primeros accionamientos 2 integrados en el planetario 4 se explica con más detalle en la Fig. 6.
Además, estos accionamientos 2 integrados en los planetarios pueden desacoplarse entre sí mecánica, eléctrica o hidráulicamente mediante un acoplamiento adecuado (no mostrado aquí) para evitar un posible bloqueo del engranaje debido a un mal funcionamiento de uno o varios accionamientos.
Además, de acuerdo con la Fig. 1d, la unidad 1 motriz comprende aquí una fuente de energía eléctrica, en particular una unidad BS de almacenamiento de batería aquí mostrada, y estando el primer accionamiento 2 en un estado acoplado no giratorio en forma de un aquí accionamiento eléctrico del accionamiento híbrido entre el primer accionamiento 2, aquí eléctrico, y el segundo accionamiento TK, configurado como motor termodinámico. Durante el funcionamiento del segundo accionamiento TK, el primer accionamiento 2, aquí eléctrico, puede funcionar como generador y garantizar una recuperación de energía adicional para la unidad BS de almacenamiento de batería.
En el primer accionamiento 2, en particular eléctrico, en particular en el motor síncrono eléctrico con parte 11 de rotor interior, está previsto preferiblemente un rectificador, en particular en forma de diodo de bloqueo, por lo que la unidad BS de almacenamiento de batería puede cargarse cuando el accionamiento eléctrico no está en funcionamiento.
Además, la unidad ST de control también puede estar provista de una lógica que permita un cambio de modo automático entre la generación de par para accionar el rotor principal y la recuperación de energía adicional para la unidad BS de almacenamiento de batería.
La primera forma de realización preferida mostrada en las Fig. 1a a 1d, con otras palabras una variante híbrida que comprende la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención. A causa de la configuración como engranaje PI planetario de dos etapas, de manera ventajosa se puede ajustar una multiplicación más alta óptima, mientras se logran al mismo tiempo las ventajas de un accionamiento híbrido (por ejemplo ventajas de seguridad cuando se usa en una aeronave de alas giratorias).
De acuerdo con un desarrollo preferido de la presente invención, el engranaje planetario también se puede diseñar con más de dos etapas, por ejemplo, tres etapas, etc.
La Fig. 2a muestra una sección longitudinal a lo largo de A-A (véase la Fig. 2b) a través de una segunda forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con un engranaje PI planetario de dos etapas como variante híbrida con un anillo 18 de rueda dentada interior, con dentado exterior.
La unidad 1 motriz de acuerdo con la invención, configurada aquí como engranaje PI planetario de dos etapas, consta de una rueda 17 principal central y varios planetarios 4 que se apoyan en un dentado exterior que no se muestra aquí de la rueda 17 principal y rodean la rueda 17 principal, con los planetarios 4 estando dispuestos concéntricos a la rueda 17 principal y a un eje z central z dentro del engranaje PI planetario.
Como se muestra en la Fig. 2a, un anillo 18 de rueda dentada interior con dentado exterior y conectado de forma no giratoria al mástil 14 exterior está rodeado por las ruedas 6’ planetarias superiores y también puede ser accionado por la rotación de las ruedas 6’ planetarias superiores, para que pueda girar alrededor del eje z central y se pueda poner en rotación junto con el mástil 14 exterior. En el anillo 18 de rueda dentada está dispuesto un dentado exterior no mostrado aquí, que engrana con un dentado exterior no mostrado aquí de las ruedas 6’ planetarias superiores.
La Fig. 2b muestra una vista en planta sobre la segunda forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con la caja G de engranajes G.
La Fig. 2c muestra una vista en perspectiva de la segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin la caja de engranajes.
La Fig. 2d muestra una vista en perspectiva de la segunda forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja G de engranajes.
La Fig. 3a muestra una sección longitudinal a lo largo de A-A (véase la Fig. 3b) a través de una tercera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con un engranaje PI planetario de una etapa, por ejemplo para accionar un rotor principal no mostrado aquí de una aeronave de alas giratorias.
Como puede verse en la Fig. 3a, en la tercera forma de realización preferida aquí mostrada se puede prescindir de una rueda principal (así como en la cuarta forma de realización preferida mostrada en las Fig.4a a 4d o en la quinta forma de realización preferida mostrada en las Fig. 5a a 5d), lo que corresponde así a un engranaje relacionado con un engranaje PI planetario. Esta posible omisión de una rueda principal tiene la ventaja de reducir el peso y la complejidad.
El uso de un engranaje PI planetario de una etapa de este tipo tiene la ventaja de que en la tercera forma de realización preferida que se muestra aquí, no se debe montar una caja G de engranaje exterior que se extienda sobre dos etapas y, como resultado, el primer accionamiento 2, configurado aquí como motor 10 síncrono eléctrico con parte 11 de rotor interior, integrado en el planetario 4 se puede refrigerar mejor. En particular, hasta un cierto nivel de potencia, las pérdidas de calor serán lo suficientemente pequeñas como para evitar un circuito de refrigeración líquida y, por lo tanto, no es necesaria refrigeración líquida, es decir, la refrigeración por aire existente a través del aire ambiente alrededor de los planetarios 4 ya provoca una refrigeración suficiente. Además, se ha demostrado que con un diseño modular del accionamiento eléctrico en varias etapas con baja potencia eléctrica, el nivel de potencia sin necesidad de refrigeración líquida es mayor que con un solo accionamiento eléctrico.
La Fig. 3b muestra una vista en planta sobre la tercera forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo
con la invención con la caja G de engranajes montada.
La Fig. 3c muestra una vista en perspectiva de la tercera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención sin o bien con carcasa retirada. La tercera forma de realización preferida que se muestra aquí presenta seis planetarios 4 a modo de ejemplo.
La Fig. 3d muestra una vista en perspectiva de la tercera forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con caja G de engranajes.
Las Fig. 3a a 3d relativas a la tercera forma de realización preferida con un engranaje PI planetario de una etapa muestran una variante completamente eléctrica de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención, siendo también posible una variante híbrida que comprende una unidad 1 motriz diseñada como un engranaje PI planetario de una etapa. Por engranaje PI planetario de una etapa se entiende que los planetarios 4 incluyen solamente una rueda 6’ planetaria superior y por lo tanto tienen una sola etapa.
En principio, es además concebible una forma de realización aún más sencilla del accionamiento de acuerdo con la invención, en la que el par puede transmitirse mediante un anillo 18 de rueda dentada con dentado exterior en lugar de un anillo 19 de rueda dentada con dentado interior (véanse las Fig. 2a a 2d o bien 4a a 4d).
La Fig.4a muestra una sección longitudinal a través de una cuarta forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con un engranaje planetario de una etapa realizado como variante de accionamiento completamente eléctrico y con un anillo de rueda dentada interior con dentado exterior, en particular para accionar el rotor principal de una aeronave de alas giratorias.
Como se muestra en la Fig. 4a aquí un anillo 18 de rueda dentada interior con dentado exterior y conectado de forma no giratoria al mástil 14 exterior, rodeado por las ruedas 6’ planetarias superiores y que también puede ser accionado por la rotación de las ruedas 6’ planetarias superiores y que puede girar juntos con el mástil 14 exterior alrededor del eje z central.
La Fig. 4b muestra una vista en planta sobre la cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con la caja G de engranajes G.
La Fig. 4c muestra una vista en perspectiva de la cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención sin caja de engranajes.
La Fig.4d muestra una vista en perspectiva de la cuarta forma de realización preferida de la unidad motriz de acuerdo con la invención con caja G de engranajes.
La Fig. 5a muestra una sección longitudinal a lo largo de A-A (véase la Fig. 5b) a través de una quinta forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con un engranaje PI planetario de una etapa diseñado como una variante de accionamiento completamente eléctrica y como una variante de rotor exterior.
Como puede verse en la Fig. 5a, en al menos un planetario 4 está integrado un primer accionamiento 2, aquí eléctrico, aquí en particular un motor 10 síncrono eléctrico con una parte 16 de rotor exterior, para formar una primera unidad 1 motriz.
Una parte 12 de estator estacionaria, que funciona como el estator del motor 10 síncrono y que en este caso tiene esencialmente forma de anillo y está provista de devanados W, está alojada en un elemento S en forma de pasador y conectada fija al elemento S en forma de pasador, mientras que la parte 16 de rotor exterior, que aquí funciona como rotor del motor 10 síncrono del motor síncrono eléctrico, está conectada aquí de forma no giratoria con la rueda 6 planetaria. La rueda 6 planetaria y la parte 16 de rotor exterior del motor 10 síncrono eléctrico están aquí en el mismo plano o bien en la misma posición axial y forman esencialmente una unidad.
Como se puede ver en la Fig. 5a, los engranajes 6’ planetarios estacionarios de los planetarios 4 están rodeados, por un lado, por un anillo 19 de rueda dentada con dentado interior que puede girar alrededor del eje z central y, por otro lado, por un anillo 18 de rueda dentada interior con dentado exterior rodeada por las ruedas 6’ planetarias, con al anillo 19 de rueda dentada con dentado interior se puede poner en rotación un mástil 14 exterior (no representado aquí) (véase la Fig. 5b) y a través del anillo 18 de rueda dentada interior con dentado exterior se puede poner en rotación otro eje de accionamiento central (no representado aquí) (véase la Fig. 5b). En otras palabras, mediante la quinta forma de realización preferida, se pueden poner en rotación dos ejes con diferentes multiplicaciones. Además, en la Fig. 5a se indica que en el caso de una posible configuración también aquí posible de una variante híbrida, el anillo 18 de ruda dentada con dentado exterior puede funcionar como rueda 17 principal.
La Fig. 5b muestra una vista en planta sobre la quinta forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con la caja G de engranajes montada y en conexión operativa con un mástil 14 exterior o bien un eje 27 de accionamiento central. Como se puede ver en la Fig. 5b, el anillo 19 de ruda dentada con dentado interior puede estar en conexión operativa a través de una pluralidad de elementos V de conexión con el mástil 14 exterior o bien el eje 15. Alternativa o adicionalmente, el anillo 18 de rueda dentada con dentado exterior o bien la rueda 17 principal se
pueden conectar operativamente a través de una pluralidad de elementos V de conexión a un eje 27 de accionamiento central, en particular como una realización de una variante híbrida.
Además, en la Fig. 5b se indica que en el caso del diseño como variante no híbrida o bien variante de accionamiento totalmente eléctrica, en el sentido de un desarrollo preferido adicional, el anillo 18 de rueda dentada interior con dentado exterior se puede conectar operativamente al mástil exterior.
La Fig. 5c muestra una vista en perspectiva de la quinta forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención sin la caja de engranajes, eje de accionamiento central ni mástil exterior. Como se puede ver en la Fig. 5c, el soporte 5 de rueda planetaria está conectado aquí de forma fija y de forma no giratoria a través de los brazos 9 de soporte con un elemento B de base que funciona como un mástil 13 de cojinete. Además, aquí el mástil 13 de cojinete comprende un elemento R tubular dispuesto en el centro, coaxialmente al eje z central, para otro eje fijado al anillo 18 de rueda dentada.
Además, en la Fig. 5c se puede ver que el soporte 5 de rueda planetaria está diseñado como un solo componente coherente esencialmente en forma de anillo, en el que los planetarios 4 se mantienen estacionarios.
La Fig. 5d muestra una vista en perspectiva de la quinta forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención con caja G de engranajes, pero sin eje de accionamiento central y sin mástil exterior. Como se puede ver en la Fig. 5d, los brazos 9 de soporte se usan aquí al mismo tiempo para sujetar la caja G de engranajes.
La quinta forma de realización preferida de la unidad 1 motriz de acuerdo con la invención, que se muestra en las Fig. 5a a 5d, presenta una forma constructiva particularmente compacta, en la cual el mástil 14 exterior giratorio que se puede montar en el anillo 18 de rueda dentada con dentado exterior o en el anillo 19 de rueda dentada con dentado interior, está configurado recortado de tal manera que se puede montar sustancialmente en la misma posición axial que los planetarios 4. En el caso de uso para una aeronave de alas giratorias, la unidad 1 motriz básicamente se podría montar directamente en el plano del rotor.
La Fig. 6 muestra un diagrama de bloques de función del control de potencia de accionamiento de los primeros accionamientos 2 integrados en el planetario P.
Como puede verse a modo de ejemplo en las Fig. 1d, 2d, 3d, 4d y 5d, la unidad 1 motriz comprende una unidad ST de control, que está diseñada para operar y sincronizar entre sí los primeros accionamientos 2 integrados en los planetarios 4.
En el sentido de la presente invención, el control está diseñado como un control estándar para motores 10 síncronos eléctricos con lógica de control y unidad electrónica de potencia LEE (aquí también denominado "inversor"). La lógica de control (también denominada aquí "controlador de motor") produce las señales apropiadas que controlar el inversor que luego excita las bobinas de motor apropiadas del motor 10 síncrono eléctrico para proporcionar una rotación continua con revoluciones por minuto y par definidos. La sincronización de los motores 10 síncronos eléctricos se hace posible mediante la determinación de la posición y la velocidad de rotación del inducido y para cada motor 10 síncrono eléctrico individualmente mediante el cálculo de las señales de control.
Lista de referencia
1 unidad de accionamiento
2 primer accionamiento
4 planetario
5 soporte de rueda planetaria
6; 6' rueda planetaria superior/inferior
7 líneas de suministro eléctricas
9 brazos de soporte (para fijar el soporte 5 de rueda planetaria a la caja G de engranajes)
10 motor síncrono eléctrico
11 parte interior de rotor (del motor síncrono eléctrico)
12 parte de estator
13 mástil de apoyo
14 mástil exterior
15 eje
16 parte de rotor exterior (del motor síncrono eléctrico)
17 rueda principal
18 anillo de rueda dentada (interior, con dentado exterior)
19 anillo de rueda dentada (exterior, con dentado interior)
20 arrastrador de anillo de rueda dentada
24 rueda dentada de accionamiento central
25 cadena cinemática
26 rueda dentada de cadena cinemática
27 eje de accionamiento central
30 engranaje de transductor de par
B elemento de base
BS unidad de almacenamiento de batería
G caja de engranajes
M brecha magnética
PAG eje de rueda planetaria
PI engranaje planetario
R elemento tubular
S elemento con forma de pasador
ST unidad de control
TK segundo accionamiento configurado como motor termodinámico V elementos de conexión
W devanados (de la parte de estator)
Claims (13)
1. Unidad (1) motriz, en particular para accionar un rotor principal de una aeronave de alas giratorias, que comprende:
un engranaje (PI) planetario, en el que el engranaje (PI) planetario comprende varios planetarios (4), en el que cada planetario (4) presenta al menos una rueda (6; 6') planetaria con dentado los planetarios (4) están dispuestos concéntricamente a un eje (z) central dentro del engranaje (PI) planetario, de modo que un eje (15) giratorio, en particular un eje de rotor de la aeronave de alas giratorias, puede ser accionado por medio de los planetarios (4) o una rueda (17) principal,
caracterizada por que
un primer accionamiento (2), en particular un accionamiento eléctrico, está integrado en al menos un planetario (4), como resultado de lo cual se forma un accionamiento interior dentro del engranaje (PI) planetario para que el eje (15) se pueda poner en rotación por el primer accionamiento (2).
2. Unidad (1) motriz, en particular para accionar un rotor principal de una aeronave de alas giratorias, según la reivindicación 1, caracterizada por que el primer accionamiento (2) está configurado como motor eléctrico regulable en cuanto a revoluciones por minuto y par, en particular como motor (10) síncrono eléctrico con una parte (11) de rotor interior.
3. Unidad (1) motriz, en particular para accionar un rotor principal de una aeronave de alas giratorias, según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que el primer accionamiento (2) es un accionamiento eléctrico, en el que al menos un planetario (4) comprende una parte (12) de estator estacionaria, una parte de rotor giratoria y al menos una rueda (6; 6') planetaria con un dentado exterior fijada directa o indirectamente a la parte de rotor, y el planetario (4) está sujeto de manera conectada operativamente con la rueda (17) principal y/o el eje (15) giratorio por medio de soportes (5) de rueda planetaria dentro del engranaje (PI) planetario.
4. Unidad (1) motriz, en particular para accionar un rotor principal de una aeronave de alas giratorias, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las ruedas (6; 6') planetarias están montadas estacionarias y de tal manera que pueden girar alrededor de su eje (P) de rueda planetaria, y por que las ruedas (6; 6') planetarias estacionarias están rodeadas por un anillo (19) de rueda dentada con dentado interior que puede girar alrededor del eje (z) central y/o un anillo (18) de rueda dentada interior con dentado exterior está rodeado por las ruedas (6; 6') planetarias inferiores y/o superiores, y el anillo (19) de rueda dentada y/o el anillo (18) de rueda dentada con dentado exterior pueden girar de tal manera que el eje (15), particularmente el eje de rotor, puede ponerse en rotación por medio de un arrastrador (20) de anillo de rueda dentada que está fijado al anillo (19) de rueda dentada y al eje (15), en particular el eje de rotor, y/o el eje (15), en particular el eje de rotor, puede ponerse en rotación por medio del anillo (18) de rueda dentada con dentado exterior.
5. Accionamiento híbrido que comprende una unidad (1) motriz según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer accionamiento (2), en particular eléctrico, está acoplado mecánicamente a un segundo accionamiento (TK), que está configurado como motor termodinámico o como un accionamiento eléctrico adicional y se encuentra fuera del de engranaje (PI) planetario.
6. Aeronave de alas giratorias que comprende una unidad de accionamiento (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 o el accionamiento híbrido de acuerdo con la reivindicación 5.
7. Aeronave de alas giratorias de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que el al menos uno, preferiblemente la pluralidad de primeros accionamientos (2) eléctricos está configurado y dimensionado de tal manera que un rotor principal y/o rotor de cola de una aeronave de alas giratorias, en particular un helicóptero, se puede accionar de forma autónoma sin un accionamiento adicional.
8. Aeronave de alas giratorias con accionamiento (1) híbrido según la reivindicación 6 o 7, caracterizada por que el primer accionamiento (2), en particular eléctrico, puede acoplarse mecánicamente al segundo accionamiento (TK) que está configurado como motor termodinámico, en particular al poder accionarse la rueda (17) principal central por una segunda unidad de accionamiento, y por que la segunda unidad de accionamiento está conectada a un segundo accionamiento (TK), que está configurado como un motor termodinámico, y está en conexión operativa mecánica, por ejemplo, un motor de combustión interna, un motor de turbina, un motor de encendido por chispa, un motor diésel, un accionamiento de celda de combustible o similar, de modo que el al menos un primer accionamiento (2), en particular eléctrico, y el segundo accionamiento (TK) están acoplados por medio del engranaje (PI) planetario, el accionamiento (2) eléctrico puede soportar el segundo accionamiento (TK) al accionar el rotor principal y/o rotor de cola o viceversa, y como resultado, se forma un accionamiento híbrido.
9. Aeronave de alas giratorias, en particular helicóptero, según una de las reivindicaciones 6 a 8,caracterizada por que el eje (15) es un eje de rotor de una aeronave de alas giratorias, en el que el eje de rotor está configurado en dos piezas y comprende un mástil (13) de apoyo y un mástil (14) exterior, en el que el mástil (14) exterior está configurado como un cuerpo hueco y montado de forma giratoria alrededor del eje (Z) central en relación con el mástil (13) de apoyo, rodeando concéntricamente el mástil (13) de apoyo, y en el que el mástil (14) exterior se puede conectar
operativamente al engranaje de rotor de helicóptero, que está configurado como un engranaje (PI) planetario, en el que el mástil (13) de apoyo se puede montar estacionario y de manera no giratoria en la aeronave de alas giratorias, de modo que el mástil (14) exterior se puede acoplar a un rotor principal de manera no giratoria y se puede poner en rotación con el engranaje de rotor de helicóptero, que está configurado como engranaje (PI) planetario.
10. Aeronave de alas giratorias, en particular helicóptero, según la reivindicación 9, caracterizada por que el eje, en particular el eje de rotor, se puede acoplar de manera no giratoria a una rueda (24) dentada de accionamiento, donde la rueda (24) dentada de accionamiento está conectado de manera no giratoria a la rueda (17) principal central y se puede montar de manera giratoria en el mástil (13) de apoyo por medio de al menos un cojinete radial, y una rotación de al menos una rueda (6) planetaria inferior en un lado de un respectivo soporte (5) de rueda planetaria orientado hacia la rueda (24) dentada de accionamiento alrededor de un respectivo eje (P) de rueda planetaria puede lograrse por medio de la rueda (17) principal central, y en donde al menos una rueda (6') planetaria superior, que está asociada a la al menos una rueda (6) planetaria inferior y que está montada estacionario, está rodeada por un anillo (19) de rueda dentada con dentado interior, que se puede girar alrededor del eje (Z) central, y el arrastrador (20) de anillo de rueda dentada, que funciona como dispositivo de transmisión de fuerza, se puede unir o está moldeado entre el anillo (19) de rueda dentada y el mástil (14) exterior de tal manera que a partir de un movimiento de rotación de la rueda (24) dentada de accionamiento, el mástil (14) exterior y el rotor principal, que está acoplado al mástil (14) exterior de manera no giratoria, se pueden poner en rotación.
11. Aeronave de alas giratorias, en particular helicóptero, según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada por que la unidad (1) motriz comprende una fuente de energía eléctrica, que es una unidad (BS) de almacenamiento de batería, y en el que el primer accionamiento en forma de accionamiento (2) eléctrico del accionamiento híbrido en un estado acoplado no giratorio entre el primer accionamiento (2), en particular eléctrico, y el segundo accionamiento (TK), que está configurado como motor termodinámico, y durante el funcionamiento del segundo accionamiento (TK), el primer accionamiento (2) eléctrico puede funcionar como generador para una recuperación de energía adicional para la unidad (BS) de almacenamiento de batería.
12. Aeronave de alas giratorias, en particular helicóptero, según la reivindicación 11, caracterizada por que en el primer accionamiento (2) eléctrico está previsto un rectificador, en particular en forma de diodo de bloqueo, por lo que la unidad (BS) de almacenamiento de batería puede cargarse cuando el accionamiento (2) eléctrico no está funcionando.
13. Aeronave de alas giratorias, en particular helicóptero, según la reivindicación 11 o 12, caracterizada por que una lógica de la unidad (ST) de control permite además un cambio automático de modo entre la generación de par para accionar el rotor y la recuperación de energía adicional para la unidad (BS) de almacenamiento de batería.
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