ES2948956T3 - Método y sistema de suministro de energía para proporcionar energía eléctrica en un vehículo de vuelo - Google Patents
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Abstract
Un método inventivo sirve para proporcionar energía eléctrica en un vehículo aéreo. El método comprende generar un flujo de gas por medio de un generador de gas (11) y utilizar el flujo de gas tanto para accionar al menos un generador eléctrico 13a, 13b como para operar un sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo. Un sistema de suministro de energía inventivo 10 comprende un generador de gas (11) para generar un flujo de gas, un sistema de tuberías de gas (12) para transportar el flujo de gas, al menos un generador eléctrico (13a, 13b) y un sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo. El sistema de control de vuelo está configurado u operable para utilizar el flujo de gas generado para impulsar al menos un generador eléctrico (13a, 13b) y para operar el sistema de control de vuelo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y sistema de suministro de energía para proporcionar energía eléctrica en un vehículo de vuelo
La presente invención se refiere a un método para proporcionar energía eléctrica en un vehículo de vuelo (que comprende una aeronave o una nave espacial). La invención se refiere además a un sistema de suministro de energía para un vehículo de vuelo y un vehículo de vuelo con un sistema de suministro de energía.
Para proporcionar energía eléctrica en vehículos de vuelo, en particular, en cohetes u otras naves espaciales, por lo general se usan baterías, que pueden comprender celdas (primarias) no recargables o celdas (secundarias) recargables; un sistema de energía de este tipo se describe, por ejemplo, en "Evolutions of the Ariane 5 Electrical Power System" de H. Barde, C. Urruty, C., y J. Jaumes, publicado en: Space Power, Actas de la sexta conferencia europea celebrada del 6 al 10 de mayo de 2002 en Oporto, Portugal, Editado por A. Wilson, Agencia Espacial Europea, ESA SP-502, 2002, p.659.
En particular, pueden emplearse celdas de combustible que conviertan la energía química en energía eléctrica, como se ha observado, por ejemplo, en el módulo de servicio y comando del Apolo (CSM) y el transbordador espacial. En misiones planetarias, también pueden usarse baterías nucleares (también llamadas "generadores termoeléctricos de radioisótopos" (RTG)).
Sin embargo, la utilización de baterías requiere, en general, mantenimiento y control del estado de carga. Además, la masa de las baterías a transportar por un vehículo de vuelo implica un esfuerzo y consumo de energía adicionales.
Como otra posibilidad, la energía eléctrica puede generarse durante un vuelo o una misión de una nave espacial. El documento US 6454 218 B1 desvela un sistema integrado para proporcionar control de posición de 3 ejes usando ruedas de inercia que rotan en sentido contrario, cada una de las cuales incluye un motor-generador eléctrico que permite (junto con un controlador de carga eléctrica) la creación de un par de rodillo de reacción. De este modo, se pretende eliminar la inclusión de conductos de gestión de flujo de gas caliente y toberas para desarrollar un empuje lateral, que se consideran desventajosos en dicha patente.
En el documento GB 2225059 A, se desvela una generación de electricidad con turbina de gas. Respectivamente, la energía química del oxígeno y el hidrógeno se convierte por combustión. Para inhibir la descarga de agua, el sistema está cerrado.
El documento DE 3913582 A1 desvela proporcionar energía por medio de un ventilador dispuesto en una columna de escape de un propulsor de cohete.
Del documento US 4786019 A, se conoce un sistema de posición de propulsor sólido eficiente energéticamente. El documento US 2012/0198814 A1 desvela el uso de gas acelerado para accionar una turbina o un generador eléctrico.
Es un objeto de la presente invención proporcionar una forma alternativa de proporcionar energía por medio de un generador eléctrico en un vehículo de vuelo.
El problema se resuelve mediante un método de acuerdo con la reivindicación 1 y un vehículo de vuelo de acuerdo con la reivindicación 7. Las realizaciones ventajosas se desvelan en las reivindicaciones dependientes, la descripción y la figura.
En particular, un sistema de suministro de energía de acuerdo con la presente invención está configurado para ejecutar un método de acuerdo con una realización de la presente invención.
Por lo tanto, la presente invención proporciona una fuente de energía eléctrica que puede funcionar bajo demanda y en función de los requisitos particulares, mientras que se requiere un mínimo de masa y servicio. La provisión e instalación del sistema de suministro de energía puede realizarse, por lo tanto, independientemente de los detalles del vuelo o misión respectivo, de tal manera que la construcción del vehículo de vuelo se simplifica, el vehículo de vuelo tiene un amplio campo de aplicabilidad y puede evitarse una adaptación a una misión particular en términos de una adaptación del almacenamiento de baterías al menos con respecto a un disipador de energía configurado para alimentarse por la fuente de alimentación. Además, en comparación con los sistemas de energía convencionales que emplean baterías, una gran cantidad de energía puede ponerse fácilmente a disposición del vehículo de vuelo. En particular, en realizaciones donde el vehículo de vuelo comprende una nave espacial, uno o más dispositivos de lanzamiento pueden alimentarse eléctricamente.
Además, ya que adicionalmente (y preferentemente de manera simultánea al accionamiento del al menos un generador eléctrico) se controla un sistema de control de vuelo con el flujo de gas generado, de acuerdo con la presente invención, el generador de gas tiene una función múltiple ventajosa. De este modo, pueden reducirse las pérdidas de energía y pueden minimizarse la masa y el espacio necesarios para el vehículo de vuelo.
Operar el sistema de control de vuelo puede comprender controlar uno o más parámetros de vuelo del vehículo de vuelo. En particular, puede comprender mantener uno o más parámetros de vuelo del vehículo de vuelo y/o modificar uno o más parámetros de vuelo; tanto en el caso de mantenimiento como de modificación, pueden estar involucrados diferentes parámetros de vuelo o un mismo parámetro en otro momento.
Dichos parámetros de vuelo pueden ser, por ejemplo, respectivamente una posición actual (en relación con otro objeto, tal como un punto en la superficie de la tierra), respectivamente una velocidad lineal actual o respectivamente una orientación actual del vehículo de vuelo.
De acuerdo con las realizaciones ventajosas de la presente invención, el sistema de control de vuelo comprende un sistema de propulsión con un tanque. Es más, el gas del flujo de gas generado por el generador puede estar caliente. Operar el sistema de control de vuelo puede comprender entonces, presurizar el tanque vaporizando un líquido dentro del tanque usando el calor del flujo de gas caliente. En particular, el sistema de control de vuelo puede comprender además un intercambiador de calor a través del que puede transportarse el gas caliente generado por el generador de gas, para liberar su calor. A continuación, el calor puede usarse para vaporizar el líquido dentro del tanque. Mediante el gas adicional generado de este modo, puede aumentarse la presión en el tanque, que puede utilizarse para alimentar un motor. De este modo, puede controlarse respectivamente un parámetro actual del vehículo de vuelo, tal como su posición relativa, su velocidad y/o su orientación. Dicho líquido puede ser un combustible (tal como, por ejemplo, LH2) o un oxidante (tal como, por ejemplo, LOX).
Adicionalmente o como alternativa, el sistema de control de vuelo puede comprender un sistema de toberas. Operar el sistema de control de vuelo puede comprender entonces, descargar gas del flujo de gas a través de una o más toberas del sistema de toberas.
Un efecto particular (intencionado) puede provocarse preferentemente por una posición, orientación y/o coacción respectiva de la una o más toberas del sistema de toberas empleadas para la descarga. De este modo, por ejemplo, puede provocarse preferentemente un resultado predeterminado, tal como que uno o más parámetros de vuelo tengan un valor predeterminado o puede obviarse que la descarga de gas provoque una variación de uno o más de dichos parámetros respectivos. En particular, controlando al menos un parámetro del vehículo de vuelo al descargar el gas, pueden prevenirse impactos negativos de la descarga de gas o incluso pueden provocarse efectos positivos de la misma. Como se ha mencionado anteriormente, dicho parámetro de vuelo puede ser una posición particular (relativa), velocidad lineal y/u orientación del vehículo de vuelo).
De acuerdo con realizaciones ventajosas que incluyen un sistema de toberas, dicho sistema de toberas comprende una pluralidad de toberas, una o más de las cuales pueden seleccionarse para emplearse o descartarse para una operación de descarga de gas particular. Es decir, el sistema de suministro de energía puede ser ajustable con respecto a las toberas usadas en una situación respectiva; en particular, un sistema de suministro de energía de acuerdo con la presente invención puede comprender una unidad de control para seleccionar las toberas respectivas. Para implementar la selección, la o las toberas y/o la o las porciones respectivas del sistema de línea pueden a continuación bloquearse. La selección respectiva puede basarse en un resultado proporcionado, por ejemplo, de tal manera que se mantenga o modifique un parámetro de vuelo respectivo debido al gas descargado.
Las toberas seleccionables pueden seleccionarse individualmente para emplearse o desecharse respectivamente. De acuerdo con una realización particular con toberas seleccionables, el sistema de toberas comprende al menos un grupo de al menos dos toberas que pueden seleccionarse solo juntas para una operación de descarga.
Adicionalmente o como alternativa, el sistema de toberas puede comprender una o más toberas obligatorias que están configuradas para emplearse en cualquier operación de descarga del sistema de suministro de energía.
Análogamente, el método inventivo puede comprender seleccionar una o más toberas del sistema de toberas para descargar el flujo de gas a través de las toberas seleccionadas. En particular, la selección puede hacerse de tal manera que un parámetro de vuelo actual (tal como una posición (relativa), una velocidad (lineal) y/o una orientación del vehículo de vuelo) se mantiene cuando el gas se descarga a través de la o las toberas seleccionadas o de tal manera que se modifica un parámetro de vuelo actual del vehículo de vuelo.
Estas realizaciones proporcionan la ventaja de un efecto variable de la operación del sistema de suministro de energía. Por lo tanto, se logra una aplicabilidad particularmente flexible del mismo.
De acuerdo con las realizaciones ventajosas que comprenden un sistema de toberas, una o más toberas del sistema de toberas pueden (en sí mismas) ajustarse, por ejemplo, con respecto a su orientación y/o tamaño de su respectiva abertura. En particular, tales una o más toberas pueden ajustarse para mantener o modificar respectivamente un parámetro de vuelo actual (tal como una posición (relativa), una velocidad lineal y/o una orientación del vehículo de vuelo) en función de su respectivo ajuste cuando el flujo de gas se descarga a través de la al menos una tobera. En particular, el sistema de suministro de energía de acuerdo con la presente invención puede comprender una unidad de control para ajustar las toberas respectivas.
Análogamente, de acuerdo con las realizaciones ventajosas, el método comprende ajustar la otra tobera ajustable en consecuencia.
De este manera, pueden provocarse ventajosamente diversos efectos de las toberas, en función de y de acuerdo con una situación respectiva.
De acuerdo con las realizaciones ventajosas particulares de la presente invención, el sistema de toberas comprende unas toberas ajustables, siendo las toberas seleccionables para usarse o descartarse en una operación de descarga y/o siendo las toberas tanto ajustables como seleccionables.
Preferentemente, el al menos un generador eléctrico está dispuesto en una turbina configurada para convertir un flujo de gas lineal en una rotación. Preferentemente transforma la energía de rotación en energía eléctrica. El generador de gas y/o el generador eléctrico pueden estar configurados para operar continuamente, para operar intermitentemente o para operar continua o intermitentemente basándose en un ajuste respectivo. Análogamente, el método de acuerdo con la presente invención puede comprender operar el generador de gas y/o el generador eléctrico de manera intermitente o continua o como alternativa de manera intermitente-continua. En cuanto al caso de operación intermitente, la operación puede interrumpirse intervalos regulares o irregulares de tiempo.
Por ejemplo, la operación puede detenerse cuando se ha cumplido un parámetro de vuelo predeterminado del vehículo de vuelo, cuando se ha proporcionado una cantidad predeterminada de energía (a usar actualmente y/o a almacenar) y/o, en realizaciones respectivas en las que operar el sistema de control de vuelo comprende presurizar un tanque como se ha mencionado anteriormente, cuando se ha alcanzado una presión predeterminada en el tanque.
El generador eléctrico puede comprender preferentemente una unidad electrónica configurada para procesar la energía eléctrica proporcionada por el generador eléctrico. Análogamente, el método inventivo puede comprender procesar la energía eléctrica proporcionada. Dicho procesamiento puede comprender, por ejemplo, convertir una tensión respectiva en una tensión usada por una electrónica de aviación, y/o (intermediamente) almacenar al menos una parte de la energía eléctrica proporcionada por medio de uno o más condensadores y/o celdas (secundarias) recargables.
Un vehículo de vuelo de acuerdo con la presente invención está configurado para realizar un vuelo aeronáutico y/o un vuelo más allá de la atmósfera. Comprende una aeronave o una nave espacial. De acuerdo con una realización preferente, el vehículo de vuelo puede comprender una etapa, en particular una etapa superior de un cohete de múltiples etapas. El vehículo de vuelo comprende una carga transportada por y desmontable de la aeronave o nave espacial (o etapa), tal como un satélite o un módulo espacial a transportar al espacio.
Un vehículo de vuelo de acuerdo con la presente invención comprende un sistema de suministro de energía de acuerdo con una realización de la presente invención y al menos un disipador de energía conectado eléctricamente al generador eléctrico (y por lo tanto configurado para alimentarse por el sistema de suministro de energía).
De acuerdo con una realización ventajosa, el método inventivo comprende conducir la energía eléctrica proporcionada a uno o más disipadores de energía.
En estas realizaciones, uno o más disipadores de energía pueden comprender un dispositivo de almacenamiento de energía (tal como una o más celdas (secundarias) recargables, un acumulador o un condensador), y/o un dispositivo de consumo eléctrico (tal como al menos un elemento de un sistema de aviónica del vehículo de vuelo). De acuerdo con la invención, al menos uno del uno o más disipadores de energía pertenece a un elemento exterior tal como un satélite o un módulo espacial transportado por el vehículo de vuelo o tal como un dispositivo lanzador.
De acuerdo con las realizaciones preferentes de un vehículo de vuelo inventivo, el generador de gas está configurado además para accionar una turbobomba para alimentar una cámara de combustión del vehículo de vuelo con un propulsor. Para tal fin, el flujo de gas usado para accionar el al menos un generador eléctrico puede usarse para accionar la turbobomba o puede generarse (o bifurcarse) un flujo de gas adicional. Análogamente, el método de acuerdo con la presente invención puede comprender accionar una turbobomba para alimentar una cámara de combustión del vehículo de vuelo con un propulsor con el flujo de gas o un flujo de gas adicional generado por el generador de gas. Por lo tanto, en estas realizaciones, el generador de gas tiene otra función, lo que da como resultado que se necesite una masa y un espacio reducidos para el vehículo de vuelo.
En lo que sigue, se explica una realización preferente de la presente invención con respecto a un dibujo adjunto. Como ha de entenderse, los diversos elementos y componentes se representan solo como ejemplos, pueden ser facultativos y/o combinarse de una manera diferente a la representada.
Se muestra esquemáticamente en
La figura 1: un vehículo de vuelo de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
En la figura 1, se muestra esquemáticamente una realización a modo de ejemplo de un vehículo de vuelo 1 de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, el vehículo de vuelo puede comprender (en particular ser) una aeronave o una nave espacial; en particular, puede comprender una etapa superior de un cohete de múltiples etapas. Opcionalmente, el vehículo de vuelo 1 puede comprender una carga transportada por y desmontable de la aeronave o nave espacial, respectivamente.
Para mejorar la inteligibilidad, la figura está simplificada y solo se representan los aspectos usados a continuación para explicar la presente invención. Como ha de entenderse, el vehículo de vuelo comprende elementos adicionales a los mostrados y las dimensiones de los símbolos en la figura no pretenden ajustarse a las dimensiones de los elementos que representan.
El vehículo de vuelo 1 incluye un sistema de suministro de energía 10 y un disipador de energía 20 tal como al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (por ejemplo, una o unas celdas (secundarias) recargables, un o unos acumuladores y/o un unos condensadores) y/o al menos un dispositivo de consumo eléctrico (por ejemplo, al menos un elemento de un sistema de aviónica del vehículo de vuelo).
En la presente invención, el disipador de energía 20 pertenece a una carga desmontable transportada por dicha aeronave o nave espacial o el disipador de energía comprende al menos una unidad que pertenece a una aeronave o nave espacial y al menos una unidad que pertenece a una carga transportada.
El sistema de suministro de energía 10 comprende un generador de gas 11, un sistema de línea de gas 12 conectado al mismo, dos generadores eléctricos 13a, 13b teniendo conectada cada uno de los mismos una respectiva unidad electrónica 14a, 14b, y un sistema de control de vuelo: En la realización a modo de ejemplo representada, el sistema de control de vuelo comprende un sistema de propulsión (con un tanque 15 y un intercambiador de calor 16) y un sistema de toberas 17 con las toberas 18a, 18b. Para aumentar la claridad de la figura, no se muestra un motor preferentemente comprendido además por el sistema de propulsión.
El generador de gas 11 está configurado para generar un flujo de gas a partir de combustibles y oxidantes disponibles en el vehículo de vuelo. Por ejemplo, los combustibles y oxidantes pueden incluir hidrógeno y oxígeno o derivados de la hidracina y N2O4.
El flujo de gas generado se transporta a través del sistema de línea de gas 12, como se ilustra por las flechas. De este modo, el flujo de gas acciona los generadores eléctricos 13a, 13b, que proporcionan de este modo energía eléctrica. La energía eléctrica proporcionada de este modo se procesa por las unidades electrónicas 14a, 14b que están conectadas eléctricamente, por las líneas eléctricas 19a, 19b, al disipador de energía 20 para su uso adicional. En realizaciones donde el disipador de energía 20 pertenece a una carga desmontable, las líneas eléctricas comprenden preferentemente conectores desconectables (tales como enchufes).
Además de accionar el generador eléctrico, el flujo de gas se usa para operar el sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo (1):
De hecho, en el ejemplo mostrado, el generador de gas 11 está configurado para generar gas caliente. Una porción del flujo de gas caliente generado de este modo se usa para calentar, por medio de un intercambiador de calor 16, un líquido L incluido en el tanque 15, provocando de este modo que una parte del líquido se vaporice. De este modo, la presión dentro del tanque aumenta, lo que puede usarse para alimentar el motor (no mostrado).
En la realización representada, la porción del flujo de gas pasa por el intercambiador de calor 16 después de haber pasado por el generador eléctrico 13a. En realizaciones alternativas, adicionalmente o como alternativa, un intercambiador de calor puede disponerse de tal manera que pase, por al menos una parte del flujo de gas, antes de que el flujo de gas accione un generador eléctrico respectivo.
Como ha de entenderse, como alternativa a la realización mostrada, diversas o todas las bifurcaciones del sistema de línea de gas 12 pueden pasar a través de un o unos intercambiadores de calor comunes o respectivos que, a continuación, pueden usarse para calentar un líquido en un tanque común o diversos volúmenes de líquido en diversos tanques del mismo o diferente sistema de propulsión del vehículo de vuelo.
En la realización mostrada en la figura 1, el sistema de control de vuelo comprende además un sistema de toberas 17 con las toberas 18a, 18b a través de las que se descarga el gas del flujo de gas.
Por medio del sistema de propulsión (que incluye el tanque 15) y el sistema de toberas 17, el sistema de suministro de energía está configurado u puede operarse para operar un sistema de control de vuelo. Esto puede comprender controlar al menos un parámetro del vehículo de vuelo (tal como una posición actual relativa a otro objeto (por ejemplo, a un punto de la superficie terrestre), una velocidad lineal y/o una orientación). En particular, la operación del sistema de control de vuelo puede ser de tal manera que el vehículo de vuelo 1 mantenga su posición relativa actual, su velocidad lineal actual y/o su orientación actual. Como alternativa o adicionalmente (posiblemente en otro momento) dicha operación puede ser de tal manera que se modifica una posición relativa actual, una velocidad lineal actual y/o una orientación actual del vehículo de vuelo.
Las toberas 18a, 18b pueden ajustarse, por ejemplo, con respecto a su respectiva orientación y/o el tamaño de su o sus respectivas aberturas, de tal manera que pueden usarse alternativamente (en diferentes momentos) tanto para mantener como para modificar uno o más de dichos parámetros.
Como alternativa o adicionalmente, las toberas 18a, 18b pueden seleccionarse para descartarse en otra situación diferente a la mostrada en la figura 1. En tal otra situación, pueden usarse toberas adicionales (no representadas) del sistema de toberas 17 para descargar el gas del flujo de gas, que pueden tener otro efecto con respecto al vuelo del vehículo que la descarga a través de las toberas 18a, 18b.
En particular, por medio de una utilización apropiada del sistema de toberas 17 (por ejemplo, a través de una selección y/o ajuste ventajoso de las toberas 18a, 18b), los impactos negativos de la descarga de gas pueden prevenirse sistemáticamente o incluso pueden provocarse efectos ventajosos por la descarga.
Al proporcionar energía eléctrica por medio de la generación de un flujo de gas lineal en el generador de gas 11, utilizar el flujo de gas para generar una rotación y convertir la energía de rotación en energía eléctrica, el sistema de suministro de energía 10 proporciona una gran flexibilidad y simplificación con respecto a la construcción del vehículo de vuelo 1 y la aplicación del sistema de suministro de energía. Además, el sistema de suministro de energía 10 requiere un mínimo de masa y servicio, y es capaz de proporcionar una alta potencia eléctrica tal como para permitir una operación de lanzamiento eléctrico.
Es más, a medida que el flujo de gas se usa para operar un sistema de control de vuelo (en el caso mostrado, usando el calor del flujo de gas generado para presurizar el tanque 15 de un sistema de propulsión y descargando gas del flujo de gas por medio del sistema de tobera 17), puede aprovecharse ampliamente el flujo de gas generado.
El método sirve para proporcionar energía eléctrica en un vehículo de vuelo. El método comprende generar un flujo de gas por medio de un generador de gas 11 y usar el flujo de gas tanto para accionar al menos un generador eléctrico 13a, 13b como para operar un sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo.
El sistema de suministro de energía 10 comprende un generador de gas 11 para generar un flujo de gas, un sistema de línea de gas 12 para transportar el flujo de gas, al menos un generador eléctrico 13a, 13b y un sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo. El sistema de control de vuelo está configurado u puede operarse para usar el flujo de gas generado para accionar el al menos un generador eléctrico (13a, 13b) y para operar el sistema de control de vuelo.
Signos de referencia
1 vehículo de vuelo
10 sistema de suministro de energía
11 generador de gas
12 sistema de línea de gas
13a, 13b generador eléctrico
14a, 14b unidad electrónica
15 tanque
16 intercambiador de calor
17 sistema de toberas
18a, 18b tobera
19a, 19b línea eléctrica
20 disipador de energía
L líquido
Claims (13)
1. Método para proporcionar energía eléctrica en un vehículo de vuelo (1) que lleva una carga desmontable a transportar al espacio, siendo el vehículo de vuelo una aeronave o una nave espacial,
comprendiendo el método generar un flujo de gas por medio de un generador de gas (11), y utilizar el flujo de gas tanto para accionar al menos un generador eléctrico (13a, 13b) como para operar un sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo,
que comprende además conducir la energía eléctrica a al menos un disipador de energía (20) del vehículo de vuelo (1),
en donde el al menos un disipador de energía (20) pertenece a la carga desmontable o el al menos un disipador de energía (20) comprende al menos una unidad que pertenece a la aeronave o nave espacial y al menos una unidad que pertenece a la carga desmontable.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el flujo de gas es un flujo de gas caliente, en donde el sistema de control de vuelo comprende un sistema de propulsión con un tanque, y en donde operar el sistema de control de vuelo comprende presurizar el tanque vaporizando un líquido dentro del tanque usando el calor del flujo de gas caliente.
3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el sistema de control de vuelo comprende un sistema de toberas, y operar el sistema de control de vuelo comprende descargar gas del flujo de gas a través de una o más toberas del sistema de toberas.
4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende, además
- seleccionar una o más toberas (18a, 18b) del sistema de toberas (17) para descargar el gas a través de las toberas seleccionadas para controlar el vuelo del vehículo y/o
- ajustar una o más toberas ajustables (18a, 18b) del sistema de toberas para controlar el vuelo del vehículo.
5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde operar el sistema de control de vuelo comprende
- modificar una posición relativa actual, una velocidad actual y/o una orientación actual del vehículo de vuelo (1); y/o
- mantener una posición relativa actual, una velocidad lineal actual y/o una orientación actual del vehículo de vuelo (1).
6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el flujo de gas se genera en una operación intermitente o continua del generador de gas (11).
7. Vehículo de vuelo (1) que lleva una carga desmontable a transportar al espacio, siendo el vehículo de vuelo una aeronave o una nave espacial, que comprende
- un sistema de suministro de energía (10) y
- uno o más disipadores de energía (20),
comprendiendo el sistema de suministro de energía
- un generador de gas (11) para generar un flujo de gas;
- un sistema de línea de gas (12) para transportar el flujo de gas;
- al menos un generador eléctrico (13a, 13b); y
- un sistema de control de vuelo del vehículo de vuelo,
en donde el sistema de suministro de energía está configurado o puede operarse para utilizar el flujo de gas generado tanto para accionar el al menos un generador eléctrico (13a, 13b) como para operar el sistema de control de vuelo,
y en donde al menos uno del uno o más disipadores de energía (20) está conectado eléctricamente al generador eléctrico (13a, 13b),
en donde
el al menos un disipador de energía (20) pertenece a la carga desmontable o el al menos un disipador de energía comprende al menos una unidad que pertenece a la aeronave o nave espacial y al menos una unidad que pertenece a la carga desmontable.
8. Vehículo de vuelo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el generador de gas (11) del sistema de suministro de energía está configurado para generar un flujo de gas caliente, en donde el sistema de control de vuelo comprende un sistema de propulsión con un tanque y en donde operar el sistema de control de vuelo comprende presurizar el tanque (15) vaporizando un líquido dentro del tanque usando el calor del flujo de gas caliente.
9. Vehículo de vuelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, en donde el sistema de control de vuelo comprende un sistema de toberas (17) y en donde operar el sistema de control de vuelo comprende descargar gas del flujo de gas a través de una o más toberas (18a, 18b) del sistema de toberas.
10. Vehículo de vuelo de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el sistema de toberas (17)
- puede ajustarse mediante la selección de al menos una tobera (18a, 18b) para emplearse o descartarse respectivamente para descargar el flujo de gas y/o
- comprende al menos una tobera que puede ajustarse para controlar el vuelo del vehículo.
11. Vehículo de vuelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, en donde operar el sistema de control de vuelo comprende
- modificar una posición relativa actual, una velocidad actual y/o una orientación actual del vehículo de vuelo (1); y/o
- mantener una posición relativa actual, una velocidad lineal actual y/o una orientación actual del vehículo de vuelo (1).
12. Vehículo de vuelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, en donde el generador de gas (11) está configurado además para accionar una turbobomba para alimentar una cámara de combustión del vehículo de vuelo (1) con un propulsor.
13. Vehículo de vuelo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12, siendo el vehículo de vuelo una nave espacial, siendo dicha nave espacial una etapa de un cohete de múltiples etapas.
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| ES18215602T Active ES2948956T3 (es) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Método y sistema de suministro de energía para proporcionar energía eléctrica en un vehículo de vuelo |
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