JP2023536719A - Ｕａｖおよび他の移動環境のためのハイブリッドドライブおよび燃料気化器 - Google Patents

Abstract

負荷軸と、負荷軸に結合されているモータ／発電機と、内燃エンジンと、内燃エンジンを負荷軸に係脱可能に結合させるように構成されている、モータ／発電機と内燃エンジンとの間に配置されている電磁クラッチと、モータ／発電機および電磁クラッチに結合されている電力供給源とを有するハイブリッドドライブ。一実施形態では、ハイブリッドドライブは、内燃エンジンが負荷軸を駆動することと、モータ／発電機に電力供給源を充電させることとの両方を行うように構成されている。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０２０年８月３日に出願された米国仮出願第６３／０６０，３６７号の利益を主張し、米国仮出願第６３／０６０，３６７号は、参照によってその全体が本明細書に援用される。

（技術分野）
本願は、バッテリ供給の電力では長時間の耐久性の提供が不十分であり、したがって、燃焼中の燃料から得られるエネルギーで補わなければならないハイブリッド電気機械式ドライブトレインの分野に関する。このようなドライブトレインの実施例としては、有人または無人の航空車両があり、出力重量比と比エネルギーが、支配的な要因である。さらに、本願は、マルチ燃料エンジンの効率的な始動および動作を可能にするための補助装置の分野にも関する。

（背景）
電動モータは、無人飛行体（ＵＡＶ）、電動航空機等、多くのモバイルドライブとして普及が進んでいるが、大型で重いバッテリは、比エネルギーおよび比出力に限界を有する。電気モータと内燃エンジンを組み合わせたハイブリッドドライブが、潜在的な解決策である。本明細書では、高い比出力および比エネルギーならびに離着陸中のバッテリ再充電、遠隔エンジン再始動、巡航中の静音（電気モータのみ）動作を可能にする新しいハイブリッドドライブの構成について説明する。

（実施形態の概要）
一実施形態では、本発明は、ハイブリッドドライブを提供する。本実施形態のハイブリッドドライブは、負荷軸と、負荷軸に結合されているモータ／発電機と、内燃エンジンと、内燃エンジンを負荷軸に係脱可能に結合させるように構成されている、モータ／発電機と内燃エンジンとの間に配置されている電磁クラッチと、モータ／発電機および電磁クラッチに結合されている電力供給源とを含む。

本発明は、別の実施形態のハイブリッドドライブも提供し、本実施形態は、負荷軸と、負荷軸に結合されている第２の電気モータと、負荷軸に結合されているオーバーランニングワンウェイクラッチと、オーバーランニングワンウェイクラッチを介して負荷軸に係脱可能に結合されているモータ／発電機と、内燃エンジンであって、負荷軸は、第２の電気モータ、モータ／発電機との組み合わせにおける内燃エンジン、ならびにモータ／発電機および第２の電気モータとの組み合わせにおける内燃エンジンから成るグループから選択される源によって駆動されるように負荷軸および第２の電気モータに結合されている、内燃エンジンと、第２の電気モータおよびモータ／発電機に結合されている電力供給源とを含む。

関連する実施形態では、これらの実施形態のハイブリッドドライブは、内燃エンジンが負荷軸を駆動することと、モータ／発電機に電力供給源を充電させることとの両方を行うように構成されている。代替として、または加えて、ハイブリッドドライブは、内燃エンジンが、モータ／発電機へと送達される電力供給源からのエネルギーによって始動させられるように構成されている。電力供給源は、モータ動作、発電機動作、およびそれらの組み合わせから成るグループから選択される動作モードへとモータ／発電機の動作モードを切り替えるように構成されている電子制御ユニットを含み得る。ハイブリッドドライブは、追加の電気モータ等、少なくとも１つの他の電動構成要素を含んでもよい。電力供給源は、少なくとも１つの他の電動構成要素に電力を供給するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、モータ／発電機は、エンジンを始動させるように構成されてもよい。モータ／発電機は、飛行に先立ってエンジンを始動させるように構成されてもよい。モータ／発電機は、飛行中にエンジンを再始動させるように構成されてもよい。

別の実施形態では、内燃エンジンとの使用のために結合されるタイプの、本体と、燃料および空気入口と、空気／燃料出口と、燃料を気化させるヒータとを含む向上した燃料気化器が、提供され、向上は、空気入口が、燃料入口からの燃料と迅速かつ徹底的に混合する空気渦の形成を引き起こすように燃料流動の逸脱方向に配置されていることを特徴とする。随意に、ヒータは、電気手段、排ガス、およびそれらの組み合わせから成るグループから選択される配列によって動作させられる。関連する実施形態では、先に説明された実施形態のいずれかによるハイブリッドドライブが、提供され、内燃エンジンは、この段落に説明されている実施形態の向上した燃料気化器を備える。

別の実施形態では、本発明は、先に説明された実施形態のいずれか１つによるハイブリッドドライブを有する航空機を提供し、航空機は、負荷軸に結合されているスラスタをさらに備える。

別の実施形態では、本発明は、先に説明された実施形態のいずれかによるハイブリッドドライブを使用して、ＵＡＶの動作中、動作の静音モードを達成する方法を提供する。本実施形態では、方法は、以下の順序において、
静音動作モードが要求されたとき、内燃エンジンをオフにし、負荷軸をモータ／発電機のみで駆動することと、
静音動作モードが要求されなくなったとき、内燃エンジンを再始動させるためにモータ／発電機を使用して、内燃エンジンを再始動させることと
を含む。

第２の電気モータを含む先に説明されたハイブリッドドライブを有するＵＡＶを利用した関連する同様の実施形態では、本発明は、静音動作モードを達成する方法を提供し、方法は、以下の順序において、
静音動作モードが要求されたとき、内燃エンジンをオフにし、負荷軸を第２のモータのみで駆動することと、
静音動作モードが要求されなくなったとき、内燃エンジンを再始動させるためにモータ／発電機を使用して、内燃エンジンを再始動させることと
を含む。

別の実施形態では、第１の上記に説明されたハイブリッドドライブ実施形態を使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法が、提供され、方法は、モータ／発電機および内燃エンジンの両方を用いて負荷軸を駆動することを含む。

別の実施形態では、第２の上記に説明されたハイブリッドドライブ実施形態を使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法が提供され、方法は、モータ／発電機、第２の電気モータ、および内燃エンジンの組み合わせを用いて負荷軸を駆動することを含む。

前述の実施形態の特徴は、付随の図面を参照して、以下の詳細な説明を参照することによってより容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態による、飛行中のＵＡＶの翼から見たエンジンモータ／発電機ハイブリットの写真を示している。

図２は、本発明の実施形態による、モータ／発電機および負荷軸をエンジンから切り離すために電磁（ＥＭ）クラッチを利用するハイブリッドドライブのブロック図を示している。

図３は、本発明の実施形態による、エンジンおよび強固に取り付けられた第１のモータ／発電機を、負荷軸および強固に取り付けられた第２の電気モータから切り離すために機械式ワンウェイクラッチが使用されるハイブリッドドライブのブロック図を示している。

図４Ａおよび図４Ｂは、従来技術において説明されている気化器を示している（２０２０年７月３１日時点でｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｇａｔｅ．ｎｅｔ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／４４０９４１５０＿Ｅｆｆｅｃｔ＿ｏｆ＿ｉｎｉｔｉａｌ＿ａｎｄ＿ｏｐｅｒａｔｉｎｇ＿ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ＿ｏｎ＿ｓｏｏｔ＿ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ＿ｆｒｏｍ＿ａｎ＿ＨＣＣＩ＿ｅｎｇｉｎｅ において利用可能であるＨｏｓｓｅｉｎｉ， Ｖａｈｉｄ ＆ Ｎｅｉｌｌ， Ｗｉｌｌｉａｍ ＆ Ｔｈｏｍｓｏｎ， Ｋ． ＆ Ｃｈｉｐｐｉｏｒ， Ｗａｌｌａｃｅ “Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｓｏｏｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａｎ ＨＣＣＩ ｅｎｇｉｎｅ” Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ － Ｃａｎａｄｉａｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｓｐｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ （２００９）を参照）。

図５は、本発明の実施形態による、空気と燃料の混合物の形成をもたらす、燃料流動に対する空気の逸脱方向送達に起因する非常に迅速な気化特性を伴う燃料加工機（燃料気化器）を示している。そのような燃料加工機は、非常にコンパクトであり、圧縮空気の必要性を回避する。塗り潰された矢印は、燃料を示しており、塗り潰されていない実線の輪郭の矢印は、空気を示しており、塗り潰されていない破線の輪郭の矢印は、空気／燃料の混合物を示している。

図６は、本発明の実施形態による、燃料の加熱が電気抵抗加熱の代わりに、またはそれに加えて排気ガスによって成し遂げられる燃料加工機（燃料気化器）の変形例を示している。塗り潰された矢印は、燃料を示しており、塗り潰されていない実線の矢印は、空気を示しており、塗り潰されていない破線の矢印は、空気／燃料の混合物を示している。

（具体的な実施形態の詳細な説明）
定義。本明細書および付随の特許請求の範囲において使用される場合、以下の用語は、文脈上別様に要求されない限り、示されている意味を有するものとする。

「電動モータ／発電機」または「モータ／発電機」は、電力供給源によって給電されるとき、電動モータとして動作する（すなわち、軸を駆動する）ことができる電気機械であり、エンジンによって給電されるときには、電動発電機として動作することができる（発生させられる電力は、電力供給源を再充電するために使用されることができる）。

「電力供給源」は、電気エネルギーを受け入れること、貯蔵すること、および放出することが可能な再充電可能な電力源、例えば、バッテリ、スーパーキャパシタ、または他の装置を意味する。

「ＵＡＶ」は、無人飛行体を意味する。

「ＶＴＯＬ」は、垂直離着陸を意味する。

「ダッシュ速度」は、通常は経済的でない、通常の動作中には維持できないが任務上の要件のために必要な速度、例えば、高速巡航を行うことを意味する。

「セット」は、少なくとも１つの部材を含む。

バッテリによって給電される電気モータは、それらが小型であり、耐久性があり、静かであるため、普及が進んでいる。残念ながら、バッテリの容量は、十分ではない場合が多く、より大きなバッテリを使用することは、システムの比エネルギーを低減させてしまうため、実現可能ではない。図１は、ＵＡＶを飛行させるために使用されるハイブリッドドライブを示している。エンジンおよびモータ／発電機を含む図１のハイブリッドドライブは、本発明の実施形態による燃料気化器によって増強される。そのようなドライブは、システムの耐久性を高めるだけではなく、モータ／発電機が、離陸中に消耗するバッテリを充電するための発電機として使用されること、ならびに、飛行前にエンジンを始動させ、および／または飛行中にエンジンを再始動させるために使用されることも可能にする。そのような構成は、ＶＴＯＬを使用して動作する車両に特に有効である。

図１のハイブリッドドライブのブロック図が、図２に示されている。離陸中、または負荷軸への高負荷要請中（例えば、高速ダッシュ）、負荷軸の電力は、電力供給源によって通電されるエンジンおよびモータ／発電機によって発生させられる。クラッチが係合されているとき、エンジンは、モータ／発電機に結合されており、最大電力が、負荷軸を駆動するために提供される。最大電力は、比較的短時間の期間にわたってのみ提供されることができ、電力供給源の容量に依存する。典型的な巡航条件下での固定翼航空機に関して、最大出力の約２０～３０％のみが、要求され、モータ／発電機は、消耗した電力供給源を再充電するための発電機として動作するように切り替えられてもよい。モータ動作から発電機動作への（およびその逆の）モータ／発電機の動作の切替は、電力供給源の一部である電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御される。モータ／発電機が、発電機モードにあるとき、モータ／発電機は、電力供給源を再充電する電力を発生させるためにエンジンによって駆動される。飛行中、「静音」動作の必要性が、存在し得る。そのような静音動作モード中、エンジンは、停止され、クラッチは、モータ／発電機から係脱され、飛行は、継続され、モータ／発電機は、モータとして動作し、完全に電力供給源によって給電される。静音動作モードが完了した後、エンジンは、高い高度および非常に低い温度では、多くの場合、モータ／発電機を使用して再始動させられ得る。実線は、モータ／発電機およびＥＭクラッチによる電力供給源からの電力消費を示している。破線は、モータ／発電機による電力生成を示している。いくつかの実施形態では、スラスタが、負荷軸に結合されてもよい。

ドライブトレインの出力重量比を向上させるために、図３に示されている本発明の代替ハイブリッドドライブの実施形態が、使用されてもよい。図２に示されている構成と比較して、電磁クラッチ（典型的には、嵩張り、重く、動作させるために電力を要求する）が、第２の電気モータとオーバーランニングワンウェイクラッチとの組み合わせに置き換えられている。実線は、モータ／発電機および／またはモータによる電力供給源からの消費電力を示しており、破線は、モータ／発電機による電力生成を示している。ここで、エンジンの軸は、モータ／発電機に強固に結合されており、エンジンの軸は、オーバーランニングワンウェイクラッチを介して負荷軸に結合されている。負荷軸は、第２の電気モータ（図３では、「モータ」と称されている）に強固に結合されている。離陸、巡航、または着陸中の負荷軸の電力要件に応じて、負荷軸への動力は、以下に詳述される３つの方法のうちの１つにおいて送達され得る。

第１の実施形態では、負荷軸への電力は、モータ／発電機および第２の電気モータとともに、エンジンによって送達されてもよく、これは、離陸および／またはダッシュ速度動作に必要なフルパワーの生成を可能にする。離陸は、水平または垂直であってもよい。

第２の実施形態では、負荷軸への電力は、モータ／発電機とともにエンジンによって、すなわち、第２の電気モータを伴わずに送達されてもよい（第２の電気モータの巻線は、アクティベートされない）。

第３の実施形態では、負荷軸への電力は、第２の電気モータのみによって送達されてもよい。ここでは、エンジンが停止され、モータ／発電機の巻線は、アクティベート解除される。このように負荷軸に給電することは、車両の静音動作モードが要求される場合に有用であり得る。

上記に詳述された第１および第２の実施形態を含むがこれらに限定されない種々の実施形態において、システムは、モータ／発電機を発電機モードにすることによって電力を電力供給源へと送達し、それによって電力供給源を再充電してもよい。モータ／発電機は、発電機モードにあるとき、電力供給源を再充電する電力を発生させるために、エンジンによって駆動される。モータ／発電機の動作は、電力供給源の一部であるＥＣＵによって、モータ動作から発電機動作へと（またはその逆に）切り替えられてもよい。電力供給源は、ＶＴＯＬ動作またはペイロードの必要性を満たすために必要とされ得る追加の電気モータ等、他の電動構成要素に電力を送達するために使用されてもよい。

種々の実施形態において、本明細書に開示されるハイブリッドドライブトレインは、航空車両だけではなく地形車両およびボートにも使用されてもよい。いくつかの実施形態では、スラスタが、負荷軸に結合されてもよい。

上記に詳述された第１、第２、および第３の実施形態を含むがこれらに限定されない種々の実施形態において、電力供給源に結合されているモータ／発電機は、飛行のための準備において（飛行に先立って）エンジンを始動させ、および／または飛行中にエンジンを再始動させるように構成される。

内燃エンジンが低温にある（例えば、０℃を下回る）とき、内燃エンジンが始動または再始動できるように、特に、スパーク点火モードにおいて重燃料において動作する駆動システムのために、エンジンは、本発明の実施形態による、液体燃料を気体燃料に変換する燃料処理装置を具備してもよい。

例えば、マルチ燃料能力を有効にするために、エンジンは、液体燃料が使用されるとき、燃料処理装置、例えば、燃料気化器において燃料を蒸発させることによって得られる空気／燃料混合物を給送されてもよい。例示的な燃料気化器の構成が、図５および図６に示されている。燃料気化器は、灯油、Ｊｅｔ Ａ、ＪＰ８、またはディーゼル燃料等の重燃料において稼働するスパーク点火（ＳＩ）を用いてエンジンの始動性を向上させることができる。重燃料は、一般に、典型的なＳＩエンジンの低圧縮比では、低温の（例えば、０℃を下回る）エンジンでは気化しない。重燃料が液体のままであり、空気および燃料の許容混合比がスパークプラグ／点火源において利用可能ではないため、エンジンが始動すると、デトネーションおよびノックに起因して、高い圧縮比は、ＳＩ構成では不可能である（「低温」エンジンを示す参照温度として０℃を提供したが、ＳＩベースのエンジンが「低温」と見なされ、燃料気化器の使用のための候補を構成する実際の温度は、エンジンのサイズ、エンジンの熱質量、外気温、およびエンジンの幾何学形状、ＲＰＭ、および圧縮比を含むがこれらに限定されない広範な要因に依存する）。空気流との組み合わせにおける制御された急速な燃料の蒸発の使用は、スパークプラグでの空気／燃料混合物の品質を向上させ、より速い始動、より信頼性の高い始動、および冷間中のより低い排出量を可能にする。さらに、気化器は、エンジンの始動の間だけでなく、エンジン動作の全時間において使用され得る。

図４Ａおよび図４Ｂに示されている気化器等、従来技術に説明されている気化器では、エンジンは、始動するために数秒ではなく数分を要し、これは、多くの用途にとって受け入れがたい長さの持続時間である。本発明のいくつかの実施形態では、１２Ｖ／２４Ｖ ＤＣ電源で動作する燃料気化器が、試験されており、エンジン（２６ｃｃ／チャンバのスパーク点火式ジェット燃料ＬＰＩエンジン、－２５℃で２４時間低温浸漬）を数秒以内に始動することを示されている。

図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、本発明の実施形態において、燃料（塗り潰された矢印で表されている）は、計量装置（図示せず）から燃料気化器の燃料入口５０２の中へと給送され、加熱要素とケーシングとの間の環状部において、グロープラグ（図５Ａおよび図５Ｂの５０６）または電気螺旋（図６の６０６）等の好適な熱源によって、気化するまで加熱される。空気入口５１０は、空気の渦を作るように、燃料の流動方向に対して逸脱方向に新鮮な空気（塗り潰されていない、実線の輪郭の矢印で表されている）を供給する。そのような構成は、渦が空気／気化燃料の出口５０８を通してエンジンの作業チャンバに燃料を運搬するため、燃料の迅速な気化および優れた空気／燃料の蒸気混合を達成する。さらに、我々は、エンジンのロータまたはピストンによって生成される吸引は、渦が燃料入口の下流に形成されているときのみ、燃料の十分な蒸発および空気の燃料との混合を生成するために十分であり、したがって、空気を加圧する必要性を排除すると決定した。空気流動は、部分的に、または全体的にエンジンの作業チャンバへの空気誘導によって発生させられる。本明細書に説明されている燃料気化器は、従来の燃料システムを補完してもよく、エンジンの冷間始動を補助するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、燃料気化器は、エンジンの始動前、始動中、または始動後のある期間中のみ動作してもよい。いくつかの実施形態では、電子制御システムは、エンジンが完全に始動させられ、動作するとき、燃料源を燃料気化器から主たる燃料系へと切り替えてもよい。蒸発器本体５０４上または内部に位置している熱電対のセットまたは他の温度感知装置が、コントローラへのフィードバックのために使用される。弁が、随意に、燃料入口に配設されてもよく、別の弁が、随意に、空気入口に配設されてもよい。他の実施形態では、燃料気化器は、断続的な源としてではなく、エンジンへの燃料／空気混合物の唯一の源として使用されてもよい。

燃料気化器の加熱は、種々の手法において達成され得る。いくつかの実施形態では、図５に示されているグロープラグは、螺旋状に巻かれている、燃料に接触する熱伝導体５０４の内部に設置されるヒータワイヤと置き換えられてもよい。加熱は、図５に示されているグロープラグの構成と同様に電気的に達成されてもよい。他の実施形態では、電気加熱は、電気エネルギー消費を低減させるために、燃料気化器を通して高温の排気ガスを流動させることによって補完されてもよい。いくつかの実施形態では、燃料気化器の始動は、電気的手段によって達成されてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、排気ガスの温度が燃料を蒸発させるために十分であるとき、燃料気化器の加熱は、排気ガスの使用によって完全に達成されてもよい。

いくつかの実施形態では、燃料と接触する燃料気化器内の管は、気化器のエネルギー要件を下げるために触媒物質でコーティングされてもよい。

図６は、燃料気化器の代替実施形態を示している。燃料入口６０２に進入する燃料（塗り潰された矢印で表されている）は、燃料が蒸発することと、随意に、空気／燃料出口６０８から退出することに先立って空気入口６１０から入ってくる新鮮な空気（塗り潰されていない、実線の輪郭の矢印で表されている）と混合することとのための空間を残す熱絶縁体６０４の一部を充填する。いくつかの実施形態では、燃料を蒸発させるだけではなく、燃料を過熱させることが望ましく、その場合、燃料は、より高い圧力でエンジンの中に注入され得る。いくつかの実施形態では、スパイラル加熱要素６０６等の燃料気化器加熱要素が、電気的に加熱される。他の実施形態は、（例えば、燃料気化器全体の加熱を通して、または排気ガスをそれを通して循環させるように構成されている追加の加熱パイプを使用して、またはそれらの組み合わせを使用して）燃料を加熱するために、排気ガスを使用する。気化された燃料が燃料気化器内でコーク化しないように、および気化器内で形成される空気／燃料混合物が自然発火しないように、加熱要素６０６および／または空気／燃料混合物の温度の監視に対して、配慮が、払われなければならない。いくつかの実施形態では、加圧された空気を要しない燃料気化器が、例えば、スパーク点火エンジン、反応制御圧縮点火エンジン、および均質チャージ圧縮点火エンジンとともに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、燃料気化器が圧縮点火（ＣＩ）エンジンとともに使用され得るように、新鮮な空気が、エンジンの動作チャンバ内の圧力を上回って加圧されてもよい。

上記に開示された燃料気化器の実施形態の組み合わせは、燃料の気化および混合を達成するために、単一の装置内において使用されてもよい。

上記に説明された本発明の実施形態は、単に例示的であることを意図されており、多数の変形例および修正例が、当業者に明らかであろう。全てのそのような変形例および修正例は、付属の特許請求の範囲において規定される本発明の範囲内にあることを意図されている。

別の実施形態では、第２の上記に説明されたハイブリッドドライブ実施形態を使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法が提供され、方法は、モータ／発電機、第２の電気モータ、および内燃エンジンの組み合わせを用いて負荷軸を駆動することを含む。
本発明は、例えば以下を提供する。
（項目１）
ハイブリッドドライブであって、
負荷軸と、
前記負荷軸に結合されているモータ／発電機と、
内燃エンジンと、
前記内燃エンジンを前記負荷軸に係脱可能に結合させるように構成されている、前記モータ／発電機と前記内燃エンジンとの間に配置されている電磁クラッチと、
前記モータ／発電機および前記電磁クラッチに結合されている電力供給源と
を備えるハイブリッドドライブ。
（項目２）
ハイブリッドドライブであって、
負荷軸と、
前記負荷軸に結合されている第２の電気モータと、
前記負荷軸に結合されているオーバーランニングワンウェイクラッチと、
前記オーバーランニングワンウェイクラッチを介して前記負荷軸に係脱可能に結合されているモータ／発電機と、
内燃エンジンであって、前記負荷軸は、前記第２の電気モータ、前記モータ／発電機との組み合わせにおける前記内燃エンジン、ならびに前記モータ／発電機および前記第２の電気モータとの組み合わせにおける前記内燃エンジンから成るグループから選択される源によって駆動されるように前記負荷軸および前記第２の電気モータに結合されている、内燃エンジンと、
前記第２の電気モータおよび前記モータ／発電機に結合されている電力供給源と
を備えるハイブリッドドライブ。
（項目３）
前記内燃エンジンが前記負荷軸を駆動することと、前記モータ／発電機に前記電力供給源を充電させることとの両方を行うように構成されている、項目１～２のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目４）
前記内燃エンジンは、前記モータ／発電機へと送達される前記電力供給源からのエネルギーによって始動させられるように構成されている、項目１～２のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目５）
内燃エンジンとの使用のために結合されるタイプの、本体と、燃料および空気入口と、空気／燃料出口と、前記燃料を気化させるヒータとを含む向上した燃料気化器であって、前記向上は、前記空気入口が、前記燃料入口からの燃料と迅速かつ徹底的に混合する空気渦の形成を引き起こすように燃料流動の逸脱方向に配置されていることを特徴とする、向上した燃料気化器。
（項目６）
前記ヒータは、電気手段、排ガス、およびそれらの組み合わせから成るグループから選択される配列によって動作させられる、項目５に記載の向上した燃料気化器。
（項目７）
前記内燃エンジンに結合されている、項目５および６のいずれかに記載の燃料気化器をさらに備える、項目１～４のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目８）
前記負荷軸に結合されているスラスタをさらに備える、項目１～２のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブを有する航空機。
（項目９）
項目１に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶの静音動作モードを達成する方法であって、前記方法は、以下の順序において、
（１）前記静音動作モードが要求されたとき、前記内燃エンジンをオフにし、前記負荷軸を前記モータ／発電機のみで駆動することと、
（２）前記静音動作モードが要求されなくなったとき、前記内燃エンジンを再始動させるために前記モータ／発電機を使用して、前記内燃エンジンを再始動させることと
を含む、方法。
（項目１０）
項目２に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶの静音動作モードを達成する方法であって、前記方法は、以下の順序において、
（１）前記静音動作モードが要求されたとき、前記内燃エンジンをオフにし、前記負荷軸を前記第２のモータのみで駆動することと、
（２）前記静音動作モードが要求されなくなったとき、前記内燃エンジンを再始動させるために前記モータ／発電機を使用して、前記内燃エンジンを再始動させることと
を含む、方法。
（項目１１）
項目１に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法であって、前記方法は、前記モータ／発電機および前記内燃エンジンの両方を用いて前記負荷軸を駆動することを含む、方法。
（項目１２）
項目２に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法であって、前記方法は、前記モータ／発電機、前記第２の電気モータ、および前記内燃エンジンの組み合わせを用いて前記負荷軸を駆動することを含む、方法。
（項目１３）
前記電力供給源は、モータ動作、発電機動作、およびそれらの組み合わせから成るグループから選択される動作モードへと前記モータ／発電機の動作モードを切り替えるように構成されている電子制御ユニットを含む、項目１、２、３、４、および７のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目１４）
前記ハイブリッドドライブは、少なくとも１つの他の電動構成要素を含む、項目１、２、３、４、７、および１３のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目１５）
前記電力供給源は、前記少なくとも１つの他の電動構成要素に電力を供給するように構成されている、項目１、２、３、４、７、１３、および１４のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目１６）
前記少なくとも１つの他の電動構成要素は、追加の電気モータである、項目１５に記載のハイブリッドドライブ。
（項目１７）
前記モータ／発電機は、前記エンジンを始動させるように構成されている、項目１、２、３、４、７、１３、１４、１５、および１６のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目１８）
前記モータ／発電機は、飛行に先立って前記エンジンを始動させるように構成されている、項目１、２、３、４、７、１３、１４、１５、１６、および１７のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
（項目１９）
前記モータ／発電機は、飛行中に前記エンジンを再始動させるように構成されている、項目１、２、３、４、７、１３、１４、１５、１６、１７、および１８のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。

Claims (19)

1. ハイブリッドドライブであって、
   負荷軸と、
   前記負荷軸に結合されているモータ／発電機と、
   内燃エンジンと、
   前記内燃エンジンを前記負荷軸に係脱可能に結合させるように構成されている、前記モータ／発電機と前記内燃エンジンとの間に配置されている電磁クラッチと、
   前記モータ／発電機および前記電磁クラッチに結合されている電力供給源と
   を備えるハイブリッドドライブ。
2. ハイブリッドドライブであって、
   負荷軸と、
   前記負荷軸に結合されている第２の電気モータと、
   前記負荷軸に結合されているオーバーランニングワンウェイクラッチと、
   前記オーバーランニングワンウェイクラッチを介して前記負荷軸に係脱可能に結合されているモータ／発電機と、
   内燃エンジンであって、前記負荷軸は、前記第２の電気モータ、前記モータ／発電機との組み合わせにおける前記内燃エンジン、ならびに前記モータ／発電機および前記第２の電気モータとの組み合わせにおける前記内燃エンジンから成るグループから選択される源によって駆動されるように前記負荷軸および前記第２の電気モータに結合されている、内燃エンジンと、
   前記第２の電気モータおよび前記モータ／発電機に結合されている電力供給源と
   を備えるハイブリッドドライブ。
3. 前記内燃エンジンが前記負荷軸を駆動することと、前記モータ／発電機に前記電力供給源を充電させることとの両方を行うように構成されている、請求項１～２のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
4. 前記内燃エンジンは、前記モータ／発電機へと送達される前記電力供給源からのエネルギーによって始動させられるように構成されている、請求項１～２のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
5. 内燃エンジンとの使用のために結合されるタイプの、本体と、燃料および空気入口と、空気／燃料出口と、前記燃料を気化させるヒータとを含む向上した燃料気化器であって、前記向上は、前記空気入口が、前記燃料入口からの燃料と迅速かつ徹底的に混合する空気渦の形成を引き起こすように燃料流動の逸脱方向に配置されていることを特徴とする、向上した燃料気化器。
6. 前記ヒータは、電気手段、排ガス、およびそれらの組み合わせから成るグループから選択される配列によって動作させられる、請求項５に記載の向上した燃料気化器。
7. 前記内燃エンジンに結合されている、請求項５および６のいずれかに記載の燃料気化器をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
8. 前記負荷軸に結合されているスラスタをさらに備える、請求項１～２のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブを有する航空機。
9. 請求項１に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶの静音動作モードを達成する方法であって、前記方法は、以下の順序において、
   （１）前記静音動作モードが要求されたとき、前記内燃エンジンをオフにし、前記負荷軸を前記モータ／発電機のみで駆動することと、
   （２）前記静音動作モードが要求されなくなったとき、前記内燃エンジンを再始動させるために前記モータ／発電機を使用して、前記内燃エンジンを再始動させることと
   を含む、方法。
10. 請求項２に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶの静音動作モードを達成する方法であって、前記方法は、以下の順序において、
    （１）前記静音動作モードが要求されたとき、前記内燃エンジンをオフにし、前記負荷軸を前記第２のモータのみで駆動することと、
    （２）前記静音動作モードが要求されなくなったとき、前記内燃エンジンを再始動させるために前記モータ／発電機を使用して、前記内燃エンジンを再始動させることと
    を含む、方法。
11. 請求項１に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法であって、前記方法は、前記モータ／発電機および前記内燃エンジンの両方を用いて前記負荷軸を駆動することを含む、方法。
12. 請求項２に記載のハイブリッドドライブを使用してＵＡＶのダッシュ速度動作を達成する方法であって、前記方法は、前記モータ／発電機、前記第２の電気モータ、および前記内燃エンジンの組み合わせを用いて前記負荷軸を駆動することを含む、方法。
13. 前記電力供給源は、モータ動作、発電機動作、およびそれらの組み合わせから成るグループから選択される動作モードへと前記モータ／発電機の動作モードを切り替えるように構成されている電子制御ユニットを含む、請求項１、２、３、４、および７のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
14. 前記ハイブリッドドライブは、少なくとも１つの他の電動構成要素を含む、請求項１、２、３、４、７、および１３のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
15. 前記電力供給源は、前記少なくとも１つの他の電動構成要素に電力を供給するように構成されている、請求項１、２、３、４、７、１３、および１４のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
16. 前記少なくとも１つの他の電動構成要素は、追加の電気モータである、請求項１５に記載のハイブリッドドライブ。
17. 前記モータ／発電機は、前記エンジンを始動させるように構成されている、請求項１、２、３、４、７、１３、１４、１５、および１６のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
18. 前記モータ／発電機は、飛行に先立って前記エンジンを始動させるように構成されている、請求項１、２、３、４、７、１３、１４、１５、１６、および１７のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。
19. 前記モータ／発電機は、飛行中に前記エンジンを再始動させるように構成されている、請求項１、２、３、４、７、１３、１４、１５、１６、１７、および１８のいずれか１項に記載のハイブリッドドライブ。

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