KR20120112509A

KR20120112509A - 울트라 커패시터 어레이를 이용한 전기 축전기

Info

Publication number: KR20120112509A
Application number: KR1020127017336A
Authority: KR
Inventors: 크리스 브룩필드
Original assignee: 메씨에르-다우티 인코포레이티드
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-10-11
Also published as: BR112012014488A2; CN102656088B; EP2512929A1; CN102656088A; JP2013513518A; EP2512929A4; ZA201204389B; RU2012129512A; IL220047A0; EP2512929B1; WO2011072366A1; IN2012DN05123A

Abstract

적어도 하나의 항공기 장치를 선택적으로 동작시키는 전기 축전기가 개시되어 있다. 전기 축전기는 항공기 장치에 전원을 공급하기 위해 나중에 사용될 수 있는 전기 에너지를 저장하는 울트라 커패시터 어레이를 포함한다. 저장된 전기 에너지는 또한 응급 백업 전력의 소스로서 사용될 수 있다. 전기 에너지의 분배가 전력 분배 제어기에 의해 제어된다. 전기 축전기가 항공기 상의 전원에 의해 충전될 수 있거나, 외부 전원에 의해 사전 충전되어 있을 수 있다.

Description

울트라 커패시터 어레이를 이용한 전기 축전기{ELECTRIC ACCUMULATOR UTILIZING AN ULTRA-CAPACITOR ARRAY}

본 발명은 항공기 장치(aircraft device)의 동작에 관한 것으로서, 상세하게는 항공기 장치에 전력을 제공하는 울트라 커패시터(ultra-capacitor)를 사용하는 전기 축전기(electric accumulator)에 관한 것이다.

예를 들어, 브레이크, 조향 시스템 및 랜딩 기어 작동기를 비롯한 많은 항공기 장치는 통상적인 비행 동안 제한된 동작을 갖지만, 동작될 때 높은 동력 수요를 가진다. 비행 동안 이들 장치에 의해 소모되는 총 에너지는 비교적 낮지만 동력 소모는 높다.

이러한 순시 부하 항공기 장치를 동작시키는 데 유압 시스템이 종종 사용된다. 유압 시스템은 항공기 전체에 걸쳐 유압식 힘(hydraulic force)을 기계적인 힘(mechanical force)으로 쉽게 변환할 수 있는 간단한 장치로 대량의 동력을 분배할 수 있다. 유사한 동력 및 힘 출력을 갖는 등가의 및 공지된 전기 장치는 일반적으로 더 무겁고 더 크며 더 복잡하고, 필요한 힘을 발생하기 위해 종종 기어 시스템을 필요로 한다.

순시 부하 항공기 장치를 동작시키기 위해 유압 시스템 대신에 전기 시스템이 사용될 수 있다. 전기 시스템이 등가의 유압 시스템보다 더 작고 더 가벼울 수 있다. 그렇지만, 이러한 전기 시스템은 비교적 높은 전압에서 작동되어야만 할 것이다. 이것은 감전 사고 및 아크 발생 위험의 증가와 같은 다른 문제를 야기한다.

업록(uplock) 및 작동기(actuator)를 비롯한 랜딩 기어 장치는 간헐적으로 필요로 하는 고전력 장치의 부류에 속하지만, 항공기 비행에 걸쳐 평균할 때 낮은 에너지 소비를 가진다(즉, 순시 부하 장치임). 안전 및 성능 문제로 인해, 랜딩 기어는 짧은 기간에 걸쳐 접고 전개해야만 한다.

응급 동력을 제공하기 위해, 피크 시스템 부하를 감소시키기 위해 그리고 유압식 장치를 시스템 내의 다른 구성요소와 직접 상호작용하지 못하도록 분리시키기 위해 유압 축압기(hydraulic accumulator)가 또한 항공기에서 사용되어 왔다. 이들 축압기는 라인 손실(line loss)을 최소화하기 위해, 부하 수요에 대한 빠른 응답을 제공하기 위해, 그리고 축압기와 장치 사이의 라인 파열(line rupture)의 가능성을 감소시키기 위해 작동 장치에 가깝게 위치되어 있다. 유압 축압기는, 주로 장치에서 에너지 저장 메커니즘으로서 종종 사용되는 가스 충전으로 인해, 관리 비용이 많이 드는 것으로 알려져 있다.

항공기에서 에너지를 저장하기 위해 배터리가 종종 사용된다. 그렇지만, 배터리는 위험한 화학 물질을 포함하고 있을 수 있고, 온도 변화에 의해 파괴될 수 있다. 항공기에서 에너지를 저장하는 데 사용되는 배터리의 중량이 엄청나게 무거울 수 있다.

본 발명 내용은 상기한 문제점들 중 적어도 하나를 해결한다.

본 발명 내용은 항공기 장치를 선택적으로 동작시키는 전기 축전기를 제공하며, 이 전기 축전기는 전기 에너지를 저장하는 울트라 커패시터, 울트라 커패시터를 전원에 결합시키도록 구성되어 있는 입력 커넥터, 울트라 커패시터를 항공기 장치에 결합시키도록 구성되어 있는 출력 커넥터, 및 울트라 커패시터에 연결되어 동작하는 전력 분배 제어기(power distribution controller) - 전력 분배 제어기는 전기 에너지가 입력 연결부를 통해 전기 커패시터로 흐를 수 있게 해줌 - 를 포함한다.

일 실시예에서, 전기 축전기는 전기 에너지를 저장하는 적어도 하나의 부가의 울트라 커패시터를 포함하고, 적어도 하나의 울트라 커패시터는 전기 축전기의 전압을 증가시키기 위해 울트라 커패시터와 직렬로 배열되어 있다.

다른 실시예에서, 전기 축전기는 전기 에너지를 저장하는 적어도 하나의 부가의 울트라 커패시터를 포함하고, 적어도 하나의 울트라 커패시터는 전기 축전기의 전력 출력을 증가시키기 위해 울트라 커패시터와 병렬로 배열되어 있다.

또한, 전력을 항공기 장치에 제공하는 방법이 제공되고, 이 방법은 본 명세서에서 정의된 전기 축전기를 제공하는 단계, 전기 축전기를 전원에 선택적으로 연결시키는 동작을 하는 단계, 전기 축전기의 울트라 커패시터에 저장하기 위해 전원으로부터의 전력을 전기 축전기로 보내는 단계, 전기 축전기를 항공기 장치에 선택적으로 연결시키는 동작을 하는 단계, 및 항공기 장치에 전기 에너지를 제공하기 위해 전기 축전기로부터의 전력을 항공기 장치로 보내는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 울트라 커패시터 어레이를 이용한 전기 축전기를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 상세한 설명이 첨부 도면을 참조하여 이하에 기술되어 있다.
도 1은 충전 제어 릴레이가 열린 위치(open position)에 있는 것으로 나타내어져 있는, 본 명세서에 기술된 전기 축전기의 일 실시예의 블록도를 나타낸다.
도 2는 충전 제어 릴레이가 닫힌 위치(closed position)에 있는 것으로 나타내어져 있는, 전기 축전기의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 직렬 및 병렬 어레이로 배열된 울트라 커패시터를 갖는 전기 축전기의 다른 실시예를 나타낸다.
도 4는 2개의 항공기 장치에 부착되어 동작하는 전기 축전기의 추가의 실시예를 나타낸다.
도 5는 전기 에너지를 항공기 장치에 제공하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 6은 능동 전류 제한 회로를 갖는 전기 축전기의 다른 실시예를 나타낸다.
도 7은 분리된 항공기 장치에 부착된 전기 축전기의 다른 실시예를 나타낸다.

응급 백업 전력을 항공기에 제공할 수 있고 항공기 전기 시스템에서의 전기 수요를 감소시키기 위해 전기 부하 평준화(electrical load levelling)를 제공할 수 있는 항공기 전기 축전기가 본 명세서에 기술되어 있다.

전기 축전기는 항공기의 주전원과 분리되어 있을 수 있는 별도의 전원을 제공한다. 따라서, 항공기의 주전원으로부터의 전력의 상실이 항공기의 전기 축전기에서의 전력에 악영향을 주지 않을 것이다.

전기 축전기는 전원으로부터 전력을 받고, 전력을 저장하며, 나중에 필요할 때 전력을 항공기 장치에 분배하는 동작을 한다. 항공기 장치는, 예를 들어, 전체가 전기 축전기에 저장된 에너지에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 전원이 항공기에 위치해 있을 수 있거나, 항공기가 이륙하기 전에 항공기의 전기 축전기를 충전하기 위해 지상에서 항공기 외부에 있을 수 있다.

전기 축전기는 항공기 장치에 의해 나중에 사용될 전기 에너지를 저장하는 수단을 포함한다. 전기 축전기는 또한 저장할 전기 에너지를 제공하고 전기 에너지를 항공기 장치에 분배하는 수단을 포함한다. 전기 축전기는 또한 저장된 전기 에너지를 항공기 장치에 분배하는 것을 제어하는 수단을 포함한다.

도 1을 참조하면, 항공기 장치(102)를 선택적으로 동작시키는 전기 축전기(106)가 개시되어 있다. 환언하면, 항공기 장치(102)는 간헐적으로 또는 필요할 때에 전기 축전기(106)에 의해 동작될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 항공기 장치(102)는 적어도 부분적으로 전기 에너지에 의해 동작가능한 전기 또는 전기기계 부하 장치이다. 예를 들어, 항공기 장치(102)는 랜딩 기어 장치, 업록, 랜딩 기어의 작동기, 브레이크 시스템, 조향 시스템 등일 수 있다. 전기 축전기(106)는 전기 회로(150) 상에 존재한다. 전기 회로(150)는, 예를 들어, 항공기 회로의 일부로서 존재할 수 있다. 항공기 장치(102)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회로(150)에 연결되어 있다. 항공기 장치(102)는 또한 회로(150)로부터 분리될 수 있고, 이 때 항공기 장치는 회로를 통해 전기 에너지를 받지 않을 것이다. 항공기 전력 분배 제어기(126)는 물론, 항공기 전원(104)도 역시 회로(150)에 연결될 수 있다. 본 기술 분야의 당업자에 공지된 다른 전자 구성요소도 역시 회로(150)에 연결될 수 있다.

본 발명이 본 명세서에서 단일 울트라 커패시터(114)를 참조하여 기술될 것이지만, 바람직한 실시예가 울트라 커패시터의 어레이(133) - 이하에서 상세히 도시되고 기술됨 - 를 사용한다는 것을 잘 알 것이다.

도 1에 도시된 일 실시예에서, 입력 연결부(110)는 울트라 커패시터(114)를 전원(104)에 결합시키도록 구성되어 있다. 전원(104)은, 예를 들어, 항공기 전원(104)을 포함할 수 있다. 입력 연결부(110)는 충전 제어 릴레이(110)(도면에 도시됨)를 포함할 수 있다. 항공기 전원(104)은 회로(150)를 통해 항공기 장치(102), 울트라 커패시터(114), 및 울트라 커패시터 충전 회로(112) 각각에 연결될 수 있다. 항공기 전력 분배 제어기(126)는 회로(150)를 통해 울트라 커패시터 충전 회로(112)에 그리고 충전 제어 릴레이(110)에 연결될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 더 설명한다.

전기 축전기(106)(도 1에서 파선으로 나타냄)는 전기 에너지를 저장하는 울트라 커패시터(114)[또는 울트라 커패시터 어레이(133)]를 포함한다. 울트라 커패시터 어레이(133)는 개별 울트라 커패시터(114)를 포함한다. 출력 커넥터(129)는 울트라 커패시터를 항공기 장치(102)에 결합시키도록 구성되어 있다. 도면에 도시된 실시예에서, 출력 커넥터(129)는 릴레이(129)이며, 이에 대해서는 이하에서 더 상세히 기술한다. 울트라 커패시터(114)에 저장된 전기 에너지는, 항공기 장치(102)에 전원을 공급하기 위해, 나중에 회로(150)를 따라 릴레이(129)를 통해 항공기 장치(102)로 보내질 수 있다.

다수의 울트라 커패시터(114)를 직렬로 연결하여 울트라 커패시터 어레이(133)를 형성함으로써 전기 축전기(106)의 동작 전압이 증가될 수 있다. 예를 들어, 통상적인 항공기 전기 시스템은 28V(dc)에서 동작한다. 상업적으로 이용가능한 울트라 커패시터(114)가 단지 2 내지 3 V(dc) 전위만을 가능하게 해주기 때문에, 항공기 전기 시스템 동작 전압을 달성하기 위해 12개의 커패시터가 직렬로 연결될 필요가 있을 수 있다. 그렇지만, 이것은 울트라 커패시터 어레이(133)의 저항을 증가시킬 수 있고, 그 결과 최대 전력 출력이 감소된다. 울트라 커패시터(144)를 병렬로 배치함으로써 전력 출력은 물론 부가의 에너지 저장 능력이 증가될 수 있다. 병렬 행의 수 및 개별 울트라 커패시터(144) 각각의 커패시턴스가 동작되는 항공기 장치(102)의 부하 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 이들 특성은, 예를 들어, 전력 요구사항, 동작 전압 범위 또는 사용 기간을 포함할 수 있다.

커패시터가 전기 전하를 저장할 수 있는 전자 장치라는 것이 기술 분야에 공지되어 있다. 저장된 전하 Q(단위: 쿨롱)는, 식 Q = CV에 의해, 커패시턴스 C(단위: 패럿) 및 커패시터 양단의 전압 V(단위: 볼트)에 관련되어 있다. 수퍼-커패시터 또는 본 명세서에서 언급되는 울트라 커패시터 어레이는 전자-기계 및/또는 적어도 부분적으로 전자 항공기 구성요소(추진, 비행 제어, 랜딩 기어 및 브레이크 시스템의 구성요소를 포함하지만, 이들로 제한되지 않음)를 동작시키기에 충분한 에너지 저장 및 전력 전달 능력을 갖는 커패시터 어레이이다.

기술 분야에 공지된 바와 같이, 울트라 커패시터는 상이한 물질, 기하학적 구조 및 제조 기법(다공성 탄소 전기 이중층 커패시터 등)을 사용할 수 있다. 다공성 탄소 전기 이중층 커패시터는 전해질 시스템[통상적으로 아세토니트릴(AN) 및 테트라에틸암모늄 테트라플루오로보레이트(TEATFB)]의 이온을 통해 전기 전하를 저장하는 다공성 탄소 구조물을 형성하는 활성탄 분말로 이루어져 있다. 이 유형의 커패시터는 Hemholz 이중층 효과를 사용하는 유전체 장벽으로서 기능하기 위해 전해질 내의 분자에 의존한다. 이들 분자의 절연 내력(dielectric strength)이 비교적 낮기 때문에, 전위가 2 내지 3 볼트로 제한된다. 게다가, 액체 전해질의 사용은 울트라 커패시터(114)의 동작 범위를 제한할 수 있는데, 그 이유는 상기한 전해질이 저온에서 점성이 높아질 수 있고 -40 ℃ 미만의 온도에서 동결할 수 있기 때문이다. 다른 공용매를 전해질에 첨가함으로써 보다 낮은 동작 온도가 달성될 수 있다.

기존의 전기 이중층 울트라 커패시터를 개선시킬 수 있는 다수의 새로 등장한 기술이 있다. 예를 들어, 활성탄 분말이 진공 증착 기법을 사용하여 생성된 수직 정렬된 탄소-나노튜브로 대체될 수 있다. 이 기술은 내부 저항을 크게 감소시키고 단위 체적당 표면적을 증가시킬 수 있으며, 그 결과 보다 높은 전력 출력 및 증가된 에너지 저장 용량 둘다가 얻어진다.

또한 전기 이중층 울트라 커패시터의 능력을 넘어설 수 있고 궁극적으로 그를 대체할 수 있는 새로 등장한 울트라 커패시터 기술이 있다. 예를 들어, 한 기술은 알루미늄 기판에 대해 나노-제조 기술을 사용하는 것 및 기판 상에 제곱 센티미터당 수십억개의 "정전기적 커패시터(electrostatic capacitor)"를 생성하는 원자층 증착을 제안한다. 알루미늄의 아노다이징(anodizing)은 알루미늄 산화물 표면을 갖는 나노-기공을 개방시키고 이어서 나노-커패시터를 생성하여 단일 기판 상의 광대한 어레이로 연결시키기 위해 질화티타늄의 박층 및 알루미늄 산화물층이 증착된다. 알루미늄 산화물의 높은 절연 내력은 보다 높은 동작 전압을 가능하게 해주고, 장치가 고체 상태이기 때문에, 동작 온도 범위가 "다공성 탄소 전기 이중층 커패시터"보다 크게 확장될 수 있다. 이 기술은 본 명세서에 기술된 항공기 전기 축전기(106)에서 즉각 이용될 수 있고, 항공기 동체의 가압된 영역 외부에서 및 우주 기반 응용에서 기능할 수 있다.

"항공기 전기 축전기"가 상기 커패시터 기술들 중 임의의 것은 물론, 현재 또는 장래에 개발되는 유사한 커패시터 기술도 이용할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

입력 커넥터(110)[예를 들어, 충전 제어 릴레이(110)]는 울트라 커패시터(114)가 전기 에너지를 받을 수 있도록 울트라 커패시터(114)를 전원에 결합시키도록 구성되어 있다. 예를 들어, 전기가 항공기 전원(104)으로부터 충전 제어 릴레이(110)를 통해 회로(150)을 거쳐 및 울트라 커패시터 충전 회로(112)를 거쳐 울트라 커패시터(114)로 흐를 수 있게 해주기 위해 충전 제어 릴레이(110)가 닫힐 수 있다. 추가의 일례로서, 전기가 회로(150) 및 울트라 커패시터 충전 회로(112)를 거쳐 울트라 커패시터(114)로 흐르지 못하도록 제한하기 위해 충전 제어 릴레이(110)가 열릴 수 있다. 환언하면, 입력 커넥터(110)는 전력이 필요할 때 전기 에너지가 울트라 커패시터(114)로 흐를 수 있게 해주도록 전원에 연결되도록 구성되어 있고, 전력이 더 이상 필요하지 않을 때 분리되도록 구성되어 있다.

출력 커넥터(129)는 울트라 커패시터(114)를 항공기 장치(102)에 결합시키도록 구성되어 있다. 출력 커넥터(129)는, 예를 들어, 릴레이(129)일 수 있다. 예를 들어, 전기가 울트라 커패시터(114)로부터 항공기 장치(102)로 흐를 수 있게 해주도록 릴레이(129)가 닫힐 수 있다. 이와 유사하게, 전기가 울트라 커패시터(114)로부터 항공기 장치(102)로 흐르지 못하도록 제한하기 위해 릴레이(129)가 열릴 수 있다. 환언하면, 출력 커넥터(129)는 전력이 필요할 때 항공기 장치(102)에 연결되도록(그리고 전기가 항공기 장치(102)로 흐를 수 있게 해주도록) 구성되어 있고, 전력이 더 이상 필요하지 않을 때 분리되도록 구성되어 있다. 그렇지만, 바람직한 실시예에서, 출력 연결부는, 항공기 장치(102)가 전력을 필요로 할 때에도 전력을 필요하지 않을 때에도, 항공기 장치(102)에 연결되어 있는 채로 있다.

도 1을 참조하면, 울트라 커패시터(114)로부터 항공기 전원(104)으로 흐르지 못하도록 전류를 차단하는 축전기 입력 분리 다이오드(128)는 울트라 커패시터(114)에 연결되어 동작한다. 전기 에너지가 항공기 전기 공급 장치(104)로부터 회로(150)를 따라 축전기 입력 분리 다이오드(128) - 역시 회로(150) 상에 존재함 - 를 통해 흐를 수 있다. 축전기 입력 분리 다이오드(128)는, 예를 들어, 본 명세서에 기술된 회로(150)에서 사용하기에 적합한 임의의 유형의 다이오드일 수 있다. 회로(150) 상에서 다이오드(128)의 출력측에, 회로(150)를 통한 전기의 흐름을 제어하는 충전 제어 릴레이(110)가 존재한다. 축전기 입력 분리 다이오드(128)는, 충전 제어 릴레이(110)가 닫힐 때, 전기가 전기 축전기(106)로부터 회로(150)를 따라 다시 항공기 전원 쪽으로 흐르지 못하도록 한다. 충전 제어 릴레이(110)가 열려 있을 때, 전기가 회로(150)를 따라 흐르지 못하게 된다. 도 1은 충전 제어 릴레이(110)를 열려 있는 것으로 나타내고 있고, 도 2는 충전 제어 릴레이(110)를 닫혀 있는 것으로 나타내고 있다. 충전 제어 릴레이(110)는 바람직하게는 충전 제어 고상 릴레이이고, 항공기 전력 분배 제어기(126)에 의해 제어된다.

그에 부가하여, 항공기 전력 분배 제어기(126)는, 다른 항공기 시스템 및 주 항공기 제어기와 통신하기 위해, 항공기 데이터 버스(도시 생략)를 통해 정보를 수신 및 전송할 수 있다. 데이터 버스는, 예를 들어, 상용 항공기에 대한 듀얼 채널 ARNIC(429)일 수 있다. 대안의 실시예에서, 항공기 전력 분배 제어기(126)는 이산 신호를 통해 정보를 전송 또는 전달한다. 이산 신호는, 예를 들어, 하드 와이어링을 사용하여 다른 제어기 또는 장치로 전송될 수 있다.

여전히 도 1을 참조하면, 항공기 전력 분배 제어기(126)는 울트라 커패시터 충전 회로(112)가 항공기 전원 공급 장치(104)로부터 사용하거나 소비하는 전력의 양을 조절 또는 제어할 수 있다. 따라서, 다른 항공 시스템으로부터의 전력 수요가 높은 경우, 항공기 전력 분배 제어기(126)는 울트라 커패시터 충전 회로(112)로 흐르는 전력의 양을 감소시킬 수 있다. 그에 부가하여, 항공기 전력 분배 제어기(126)는, 전기 축전기(106)가 항공기 전원 공급 장치(104)를 전혀 소비 또는 사용하지 않도록 충전 제어 릴레이(110)를 열린 위치로 스위칭함으로써, 전기 축전기(106)를 항공기 전원 공급 장치(104)로부터 완전히 분리시킬 수 있다.

항공기 전력 분배 제어기(126)가 또한 회로(150) 상에 존재하고, 충전 제어 릴레이(110)에 연결되어 동작한다. 환언하면, 항공기 전력 분배 제어기(126)는 충전 제어 릴레이(110)를 열고 닫을 수 있고, 그로써 회로(150)를 따른, 특히 전기 축전기(106)로의/로부터의 에너지 흐름 및 분배를 제어한다. 항공기 전력 분배 제어기(126)는, 예를 들어, 전기 축전기(106)가 충전될 수 있을 때를 판정할 수 있다. 예를 들어, 항공기 상의 센서(도시 생략)가 항공기에 대한 전기 수요가 일반적으로 낮다는 것을 검출할 수 있다. 항공기 전력 분배 제어기(126)는 이어서, 예를 들어, 항공기의 일반 전기 공급 장치(104)로부터의 초과 전기 에너지를 사용하여 전기 축전기(106)를 충전하기에 적절한 때라는 것을 판정할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 항공기 전력 분배 제어기(126)는, 전기 에너지가 전원(이 일례에서, 항공기의 전기 공급 장치임)으로부터 울트라 커패시터 내로 흐를 수 있게 해주기 위해, 충전 제어 릴레이(110)를 닫는다.

항공기 전력 분배 제어기(126)는, 예를 들어, 적절한 때에[예컨대, 울트라 커패시터 어레이(133)가 용량을 가질 때 및 적절한 전기 에너지가 전원으로부터 다시 보내질 수 있을 때] 충전 제어 릴레이(110)를 자동으로 열고 닫도록 자동화되어 있을 수 있다. 다른 대안으로서, 충전 제어 릴레이(110)가 울트라 커패시터(114)에서 완전 충전 레벨을 유지하기 위해 닫혀 있는 채로 있을 수 있다.

항공기 전기 축전기(106)는 울트라 커패시터 충전 회로(112)를 포함한다. 울트라 커패시터 충전 회로(112)는, 예를 들어, 단일 저항기일 수 있거나, 정전류 전원 공급 장치 또는 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있을 다른 제어 충전 회로로 이루어져 있는 보다 복잡한 구성일 수 있다. 울트라 커패시터 충전 회로(112)는 회로(150)를 통해 항공기 전원 공급 장치(104)에 연결되어 있다.

회로(150)는 와이어 또는 다른 적당한 전도성 물질로 제조될 수 있다.

울트라 커패시터(114)는, 기술 분야의 당업자에게는 공지되어 있는 바와 같이, 전기 전하를 저장하는 데 이용가능한 표면적을 증가시키기 위해 탄소 발포체 구조물을 사용할 수 있다. 개별 커패시터는, 예를 들어, 11000 주울의 에너지 저장을 갖는 3000 패럿 범위의 커패시턴스, 7590 와트의 최대 전력 출력 및 0.55 kg의 질량을 가질 수 있다. 전기 에너지가 울트라 커패시터(114) 내로 흐를 때, 울트라 커패시터(114)는 거의 순간적으로 아무런 유해한 효과 없이 나중에 사용하기 위해 전기 에너지(즉, 전하)를 저장한다. 울트라 커패시터(114)는 비교적 낮은 전압(예를 들어, 2.5 볼트)에서 동작하지만, 이하에 기술된 바와 같이, 전압을 증가시키기 위해 직렬로 및 전력 출력을 증가시키기 위해 병렬로 배열될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 전기 축전기(106)는 에너지 저장 용량을 증가시키기 위해 그리고 원하는 전기 특성을 달성하기 위해 복수의 울트라 커패시터(114)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 12개의 직렬 연결된 울트라 커패시터(114)의 3개의 평행한 열이 회로(150) 상에서 어레이를 이루어 연결될 수 있다. 이것은 36개의 울트라 커패시터(114)를 포함하는 도 3에 도시된 울트라 커패시터 어레이(133)를 형성한다. 울트라 커패시터(114)는 전압을 증가시키기 위해 회로(150) 상에서 직렬로 그리고 전기 축전기(106)의 전력 출력 능력을 증가시키기 위해 병렬로 배열되어 있다.

대안의 실시예에서, 전원은 외부 전원 공급 장치(도시 생략)이다. 울트라 커패시터(114)는 외부 소켓(124)을 통해 전기 에너지를 받고, 그로써 외부 소켓(124)을 통해 충전된다. 외부 소켓(124)은 외부 전원 공급 장치가 연결되어 동작할 수 있는 수용기(receiver)이다. 외부 소켓(124)에 연결되어 동작할 때, 전기 에너지는 외부 전원 공급 장치로부터 울트라 커패시터(114)로 흐를 수 있다. 울트라 커패시터(114)는 나중의 사용 또는 방전을 위해 전기 에너지를 저장한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외부 소켓(124)을 통해 들어가는 전력은 울트라 커패시터 충전 회로(112)에 의해 모니터링되고 제어된다.

외부 전원 공급 장치는 일시적으로 외부 소켓(124)에 연결되어 동작할 수 있다. 울트라 커패시터(114)는 외부 전원 공급 장치가 외부 소켓(124)에 연결되어 동작하는 기간 동안 전력을 받고 저장할 뿐이고, 전기 에너지는 외부 전원 공급 장치로부터 외부 소켓(124)을 통해 울트라 커패시터(114)로 흐른다.

다른 실시예에서, 항공기 전기 축전기를 충전시키기 위한 전력이 제2 항공기 전원 공급 장치로부터 올 수 있다.

다른 실시예에서, 제2 전원 공급 장치가, 전기 축전기(106) 내의 울트라 커패시터(114)에 전기 에너지를 공급하기 위해, [예컨대, 회로(150)를 통해] 전기 축전기(106)에 연결되어 동작한다. 각각의 전원 공급 장치는 항공기 전력 분배 제어기(126)에 의해 독립적으로 동작될 수 있고(이하에서 기술됨), 따라서 전기 축전기(106)로 전기를 독립적으로 제공할 수 있다. 이와 유사하게, 회로(150)를 통해 전기 축전기(106)에 연결되어 있는 부가의 전원 공급 장치가 있을 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

유지 관리 방전 저항기(116) 및 유지 관리 방전 스위치(118)가 회로(150) 상에 존재하고, 저장된 전기 에너지를 울트라 커패시터(114)로부터 소산시킴으로써 전기 축전기(106)를 방전시키는 데 사용될 수 있다.

보다 상세하게는, 유지 관리 방전 스위치(118)는 2개의 위치 - "경계 상태(arm)" 또는 "경계 해제(disarm)" - 중 하나에 있을 수 있다. 경계 상태 위치에 있을 때(도 1에 도시됨), 회로(150)는 울트라 커패시터(114)에 연결되고, 그로써 전기가 울트라 커패시터(114)로 흐를 수 있다. 경계 해제 위치에 있을 때(도시 생략), 울트라 커패시터(114)는 충전 회로(150)로부터 완전히 분리되고, 그로써 전기가 회로와 울트라 커패시터(114) 사이에서 흐를 수 없다. 경계 해제 위치에서, 유지 관리 방전 저항기(116)는 울트라 커패시터(114)로부터 전기를 소산시킨다. 이것은, 예를 들어, 부가의 안전을 제공할 수 있다.

선택적으로, 역류 방지 다이오드(120)가 외부 소켓(124)의 출력측에서 회로(150)에 포함될 수 있다. 역류 방지 다이오드(120)는 외부 소켓(124)을 통한 우발적인 방전을 방지한다. 그에 부가하여, 역류 방지 다이오드(120)는 반대 극성 충전(reverse polarity charging)을 방지한다.

축전기 출력 분리 다이오드(108)가 전기 축전기(106)의 출력 부분에 존재한다. 축전기 출력 분리 다이오드(108)는 그로써 전기 흐름이 전기 축전기(106)의 출력측으로부터 다시 항공기 전기 부하 내로 흐르는 것을 방지한다.

이와 유사하게, 역류 방지 다이오드(122)가 전기 축전기(106)의 출력 부분에 존재한다. 역류 방지 다이오드(122)는 항공기 전기 시스템으로부터의 흐름이 전기 축전기(106)의 출력측으로 흐르는 것을 방지한다.

다이오드의 제조 및 구조는 관련 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있다. 이와 유사하게, 여기 개시된 발명에서의 다이오드의 기능도 기술 분야의 당업자라면 잘 알 것이다. 예를 들어, 다이오드는 전력 응용(정류기 등)에 흔히 이용가능한 통상적인 p-n 반도체 접합 다이오드 또는 효율을 향상시키는 특수 반도체 다이오드일 수 있다. 한가지 대안은 보통의 p-n 접합 다이오드의 유사한 서지-처리 능력 및 낮은 역방향 누설 전류와 보다 낮은 순방향 전압 강하를 갖는 초장벽 다이오드(Super Barrier diode)일 수 있다.

도 3을 참조하면, 울트라 커패시터(114)는 직렬-병렬 어레이로 되어 있을 수 있다. 울트라 커패시터(114)는 2 내지 3 볼트의 전위만을 가능하게 해줄 수 있다. 울트라 커패시터(114)를 직렬로 갖는 것은 28 볼트 동작 전위를 달성할 수 있다.

도 3은 분리되어 있는 울트라 커패시터 어레이(133)를 나타낸 것이다. 울트라 커패시터(114)의 3개의 병렬 열이 있고, 각각의 열이 일련의 12개 울트라 커패시터(114)를 가지고 있다. 전력 출력 능력을 증가시키기 위해 울트라 커패시터(114)의 부가의 병렬 열이 회로(150)에 추가될 수 있다. 동작 전위를 증가시키기 위해 열에서의 직렬 연결된 울트라 커패시터(114)의 수가 증가될 수 있다. 울트라 커패시터 어레이의 이러한 특성이 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있다.

항공기 장치(102)는 전기 장치 또는 전자-기계 장치일 수 있다. 예를 들어, 항공기 장치(102)는 랜딩 기어의 하강 및 상승을 제어하는 작동기와 같은 랜딩 기어 장치일 수 있거나; 항공기 장치(102)는 랜딩 기어를 상승된 위치에 고정시키는 업록일 수 있거나; 항공기 장치(102)는 항공기에 대한 조향 시스템 또는 조향 시스템의 전자-기계 구성요소일 수 있거나; 항공기 장치(102)는 항공기의 브레이크 시스템 또는 브레이크 시스템의 전자-기계 구성요소일 수 있다. 항공기 장치(102)는 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있는 다른 전자-기계 또는 전기적으로 동작되는 장치일 수 있다. 항공기 장치(102)는, 예를 들어, 항공기에서 사용되는 임의의 순시 부하 장치일 수 있다.

대안의 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 항공기 장치(102)가 회로(150)에 연결되어 동작한다. 각각의 항공기 장치(102)는 회로(150) 상에서 병렬로 연결되어 있다. 각각의 항공기 장치(102)는 회로(150)를 통해 전기 축전기(106)에 연결되어 동작한다. 전기 축전기(106)의 울트라 커패시터(114)는 항공기 장치(102)에 전원을 공급하기 위해 2개의 항공기 장치(102) 각각에 저장된 전기 에너지를 제공한다.

상기한 회로(150)에서와 유사한 방식으로, 부가의 항공기 장치(102)가 이와 유사하게 단일 전기 축전기(106)에 연결될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

서브-시스템 제어기(130)가 2개의 항공기 장치(102)로의 전기 분배를 독립적으로 제어하도록, 서브시스템 제어기(130)는 2개의 항공기 장치(102) 각각에 연결되어 동작한다.

항공기 장치(102)는, 전술한 바와 같이, 서브시스템 제어기(130)에 의해 동작되는 릴레이(129)에 의해 회로(150)에 연결되거나 그로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 이 서브시스템 제어기(130)는 특정의 항공기 서브시스템(예컨대, 랜딩 기어 시스템)을 제어하는 일을 맡고 있다. 이 서브시스템 제어기(130)는 또한 항공기 데이터 버스에 연결되어 있고, 다른 시스템 제어기 및 항공기 중앙 제어기와 통신할 수 있다. 따라서, 항공기 중앙 제어기 내에 내장된 중앙 논리 또는 소프트웨어는 항공기 전력 분배 제어기(126)로부터 전기 축전기(106)의 충전 상태에 관한 데이터를 수신하고, 충분한 전력이 항공기 장치(102)를 동작시키는 데 이용가능하다는 것을 나타내는 신호를 서브시스템 제어기(130)로 전송할 수 있다.

항공기 전력 분배 제어기(126)는 컴퓨터 프로세서(CPU)를 포함하고, 데이터 버스[ARNIC(429) 등] 또는 하드 와이어링을 통해 항공기 중앙 제어기(컴퓨터), 다른 서브시스템 제어기[서브시스템 제어기(130) 등], 및 울트라 커패시터 충전 회로(112)와 통신(데이터를 전송 및 수신)할 수 있다. 항공기 전력 분배 제어기(126)는 또한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 데이터 버스 또는 하드 와이어링을 통해 수신된 입력 데이터에 기초하여 프로세서에 의해 실행가능한 명령어로 프로그램될 수 있다. 명령어를 실행할 시에, 프로세서(CPU)는, 전기 에너지가 전기 축전기(106) 내로 흐를 수 있게 해주어 울트라 커패시터(114)를 충전시키기 위해, 항공기 전력 분배 제어기(126)를 제어하여 충전 제어 릴레이(110)를 동작시키라고 지시한다. 이와 유사하게, 울트라 커패시터 충전 회로(112)에 출력 신호를 제공하여 울트라 커패시터(114)로의 전기의 흐름 속도를 제어하기 위해 명령어가 프로세서에 의해 실행되도록, 명령어(즉, 컴퓨터 코드)가 메모리에 저장될 수 있다.

항공기 전력 분배 제어기(126)는, 그에 부가하여, 전기 축전기(106)에 존재하는 전기 에너지의 레벨을 나타내는 축전기 충전 상태를 입력으로서 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 항공기 전력 분배 제어기(126) 내의 프로세서는 충전 제어 회로(112)로부터 축전기 충전 상태를 수신하고, 전기 축전기(106) 내의 울트라 커패시터(114)에 더 많은 전기 에너지를 제공하기 위해 충전 제어 릴레이(110)를 (메모리에 저장된 명령어에 따라) 자동으로 동작시킨다. 충전 제어 릴레이(110)의 동작이 항공기 분배 제어기로부터 충전 제어 릴레이(110)로 전송되는 출력 신호에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 축전기 충전 상태가 울트라 커패시터(114)에 추가의 전기 에너지를 위한 용량이 있다는 것을 나타내는 경우, 항공기 전력 분배 제어기(126)는 출력 신호(축전기 충전 명령이라고도 함)를 충전 제어 릴레이(110)로 전송할 수 있고, 따라서 전기 에너지가 전원으로부터 울트라 커패시터(114)로 흐를 수 있게 해주기 위해 충전 제어 릴레이가 닫힌다. 게다가, 항공기 분배 제어기(126) 내의 프로세서(CPU)는 축전기 충전 상태를 나타내는 출력 신호를 데이터 버스[ARNIC(429) 등] 또는 하드 와이어링을 통해 다른 서브시스템 제어기(130 등) 또는 항공기 중앙 제어기(컴퓨터)로 전송할 수 있다.

사용자 인터페이스(예를 들어, 랜딩 기어 상승/하강을 제어하는 스위치)가 서브시스템 제어기(130) 내의 프로세서(CPU)에 연결될 수 있다. 사용자 인터페이스는 사용자가 프로세서 상에서 특정의 저장된 명령어를 실행할 명령을 입력할 수 있게 해줄 수 있다. 이러한 명령어는 메모리에 저장되거나 프로그램될 수 있다. 타당한 입력 신호가 수신될 때, 예를 들어, 타당한 축전기 충전 상태 신호가 항공기 분배 제어기(126)로부터 수신될 때, 항공기 장치(102)가 전기 축전기(106)로부터 전기 에너지를 받아 동작할 수 있게 해주는 장치 온/오프 릴레이(129)를 닫기 위해 명령어가 서브시스템 제어기(130) 내의 프로세서(CPU)에 의해 실행된다. 예를 들어, 프로세서가 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 요청된 대로 메모리로부터 특정의 명령어를 실행할 때, 항공기 전력 분배 제어기(126)는, 랜딩 기어가 하강하도록, 전기 에너지를 전기 축전기로부터 랜딩 기어 작동기[항공기 장치(102)의 일례]로 보낼 수 있다.

다른 실시예에서, 전기 축전기(106) 출력이 항공기 전원에 직접 피드될 수 있게 해줌으로써 백업 전력을 전체 시스템에 제공하기 위해 축전기 출력 분리 다이오드(108)가 제거될 수 있다.

서브시스템 제어기(130)는 회로(150)에 연결된 각각의 항공기 장치(102)를 독립적으로 동작시킬 수 있다. 환언하면, 서브시스템 제어기(130)는 전기 에너지가 전기 축전기(106)로부터 항공기 장치들(102) 중 하나로 흐르고 다른 항공기 장치(102)로는 흐르지 않을 수 있게 해줄 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

전기 축전기(106) 내의 울트라 커패시터(114)에 의해 제공되는 전력이 항공기의 보통의 전원 공급 장치의 전력 전달 능력을 초과할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이것은 보다 작고 보다 가벼운 항공기 발전기를 가능하게 해주는데, 그 이유는 이들 발전기의 피크 출력 전력이 전기 축전기(106)를 사용하여 감소될 수 있기 때문이다. 이 결과 또한 발전기에 동력을 전달하는 항공기 엔진에 대한 부하가 감소된다. 전기 축전기(106)가 항공기 장치(102)에 가깝게 위치될 수 있기 때문에, 보다 낮은 전류 흐름 요구사항으로 인해 발전기와 항공기 장치(102) 사이의 항공기 전기 배선이 크기가 감소될 수 있다. 최종적인 결과는 보다 나은 항공기 성능 및 보다 낮은 연료 소모일 수 있다.

본 명세서에 개시된 전기 축전기(106)를 사용하여, 항공기 전달 시스템 전압이 종래의 28 볼트 DC를 초과하여 증가될 수 있다.

개시된 전기 축전기(106)가 또한, 예를 들어, 응급 전력 또는 전력 평활화를 위해서도 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

도 5는 전력을 항공기 장치(102)에 제공하는 방법을 나타낸 플로우차트이다. 단계(1002)에서, 전기 축전기(106)(이상에서 기술함)가 제공된다. 단계(1004)에서, 전기 축전기(106)가 전원에 연결 또는 결합된다. 예를 들어, 전기가 회로(150)를 통해 울트라 커패시터(114)로 흐를 수 있게 해주기 위해 충전 제어 릴레이(110)가 닫힐 수 있다. 단계(1006)에서, 전력이 전원으로부터 전기 축전기(106)로 보내진다. 단계(1008)에서, 전기 축전기(106)가 항공기 장치(102)에 연결 또는 결합된다. 예를 들어, 릴레이(129)가 닫힐 수 있다.

전원으로부터 전기 축전기(106)로 전력을 보내는 단계(1006) 이전에, 전기 축전기(106)를 항공기 장치(102)에 연결시키는 단계(1008)가 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 전기 축전기(106)를 전원에 연결시키는 단계(1004) 이전에, 전기 축전기(106)를 항공기 장치(102)에 연결시키는 단계(1008)가 수행될 수 있다. 마지막으로, 단계(1010)에서, 전력이 전기 축전기(106)로부터 항공기 장치(102)로 보내진다.

바람직하게는, 전기 축전기(106)는, 전기 축전기(106)의 응급 백업 전력 및 부하 평준화 기능의 효율을 향상시키기 위해, 항공기 장치(102) 근방에 탑재되어 있다. 예를 들어, 항공기 장치가 전기 브레이크 또는 전기 조향 시스템인 경우, 전기 축전기(106)는 랜딩 기어 레그 상에 또는 랜딩 기어 베이에 탑재될 수 있다.

일 실시예(도 6에 도시됨)에서, 축전기 출력 분리 다이오드(108)가 능동 전류 제한 회로(132)로 대체된다. 이러한 설계에서, 항공기 전원(104)으로부터의 전류 흐름은 설정된 값으로 제한되고, 항공기 장치(102)에 대해 필요한 전력의 나머지는 울트라 커패시터(114)로부터 나온다. 이 수정은 유압 회로에서의 제한 유량 장치와 유사하다. 항공기 장치(102)는 저부하 동작 동안 그의 전력 전부를 항공기 전원(104)로부터 끌어올 수 있지만, 항공기 장치(102)가 고부하를 만나는 경우, 전력이 우선적으로 전기 축전기(106)로부터 흐르게 될 것이다. 이 구성은 피크 전력 수요에서 과부하되는 것으로부터 항공기 전원(104)을 보호하지만, 여전히 항공기 장치(102)가 간헐적으로 고전력 레벨에서 동작할 수 있게 해준다.

지금부터 기술하게 될 추가의 대안의 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 항공기 장치(102)는 항공기 전원(104)으로부터 직접 어떤 전력도 받을 수 없다. 이것은 항공기 장치(102)가 단기 버스트 동안 아주 높은 전력 레벨에서 동작하는 특성을 가질 때 유익할 수 있다. 이러한 응용에서, 항공기 전원(104)은 항공기 장치(102)를 동작시킬 수 없거나 그의 동작을 돕기 위해 어떤 상당한 전력도 추가할 수 없다. 이러한 항공기 장치(102)는, 예를 들어, 고전력 선형 모터 또는 레이저를 포함할 수 있다. 항공기 전원(104)은 항공기 장치(102)가 동작하기 위해 타당한 레벨의 에너지가 축전기(106)에 저장될 때까지 전기 축전기(106)를 천천히 충전시킬 수 있다. 항공기 장치(102)가 동작되고 전기 축전기(106)에 있는 에너지가 고갈되면, 항공기 전원(104)은 또다시 축전기(106)를 천천히 충전시킬 수 있다.

울트라 커패시터(114)는 바람직하게는 온도가 -40 ℃ 내지 70 ℃의 범위에 있는 영역에서(예컨대, 항공기의 가압 영역에서) 동작한다.

일 실시예에서, 저온 점도를 향상시키고 어느점(freezing point)을 낮추기 위해 전해질 공용매를 추가함으로써 다공성 탄소 전기 이중층 커패시터를 사용한다. 동작 온도를 낮춤으로써, 커패시터가 어쩌면 동작 온도 요구사항이 통상적으로 -54 ℃인 항공기의 비가압 영역에서 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전기 축전기(106)는 랜딩 기어와 같은 어떤 항공기 장치(102)에 보다 가깝게 위치될 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예가 본 명세서에 기술되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 사상 또는 첨부된 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않고 변경이 행해질 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

Claims

항공기 장치를 선택적으로 동작시키는 전기 축전기로서,
전기 에너지를 저장하는 울트라 커패시터;
상기 울트라 커패시터를 전원에 결합시키도록 구성되어 있는 입력 커넥터;
상기 울트라 커패시터를 상기 항공기 장치에 결합시키도록 구성되어 있는 출력 커넥터; 및
상기 울트라 커패시터에 연결되어 동작하는 전력 분배 제어기(power distribution controller) - 상기 전력 분배 제어기는 전기 에너지가 입력 연결부를 통해 상기 울트라 커패시터로 흐를 수 있게 해줌 - 를 포함하는 전기 축전기.
제1항에 있어서, 전기 에너지를 저장하는 적어도 하나의 부가의 울트라 커패시터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 부가의 울트라 커패시터가 상기 전기 축전기의 전압을 증가시키기 위해 상기 울트라 커패시터와 직렬로 배열되어 있는 것인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 전기 에너지를 저장하는 적어도 하나의 부가의 울트라 커패시터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 부가의 울트라 커패시터가 상기 전기 축전기의 전력 출력을 증가시키기 위해 상기 울트라 커패시터와 병렬로 배열되어 있는 것인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 항공기 장치가 적어도 부분적으로 전기 에너지에 의해 동작가능한 전기 또는 전기기계 부하 장치인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 항공기 장치가 랜딩 기어 장치, 업록(uplock), 랜딩 기어 작동기, 조향 시스템 및 브레이크 시스템으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 제2 항공기 장치를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 항공기 장치가 상기 울트라 커패시터에 연결되어 있으며, 상기 울트라 커패시터가 상기 항공기 장치에 전원을 공급하기 위해 저장된 전기 에너지를 상기 적어도 하나의 제2 항공기 장치에 제공하는 것인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 전원이 상기 항공기 전기 공급 장치인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 전원이 외부 전원 공급 장치인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 항공기 장치가 그의 필요한 전력 전부를 상기 전기 축전기로부터 받는 것인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 울트라 커패시터에 연결되어 동작하는 다이오드를 더 포함하고, 상기 다이오드가 상기 울트라 커패시터로부터 상기 전원으로 흐르지 못하도록 전기 전류를 차단하는 것인 전기 축전기.
제1항에 있어서, 상기 울트라 커패시터에 연결되어 동작하는 제2 다이오드를 더 포함하고, 상기 제2 다이오드가 출력 연결부로 흐르지 못하도록 전기 전류를 차단하는 것인 전기 축전기.
제10항에 있어서, 상기 전력 분배 제어기가 또한 전기 에너지가 상기 항공기 전기 공급 장치로 선택적으로 다시 흐를 수 있게 해주는 동작을 하는 것인 전기 축전기.
전력을 항공기 장치에 제공하는 방법으로서,
제1항에 정의된 전기 축전기를 제공하는 단계;
상기 전기 축전기를 전원에 결합시키는 단계;
상기 전기 축전기의 울트라 커패시터에 저장하기 위해 상기 전원으로부터의 전력을 상기 전기 축전기로 보내는 단계;
상기 전기 축전기를 항공기 장치에 결합시키는 단계, 및
상기 항공기 장치에 전기 에너지를 제공하기 위해 상기 전기 축전기로부터의 전력을 상기 항공기 장치로 보내는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 전원 공급 장치가 상기 항공기 전기 공급 장치인 방법.
제13항에 있어서, 상기 전원 공급 장치가 상기 항공기 외부에 있고, 항공기가 착륙해 있을 때에만 상기 전기 축전기가 선택적으로 연결되어 동작하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 항공기 장치가 적어도 부분적으로 전기 에너지에 의해 동작가능한 전기 또는 전기기계 부하 장치인 방법.
제13항에 있어서, 상기 항공기 장치가 랜딩 기어 장치, 업록, 랜딩 기어 작동기, 조향 시스템 및 브레이크 시스템으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 전원이 상기 항공기 전기 공급 장치인 방법.
제13항에 있어서, 상기 전원이 외부 전원 공급 장치인 방법.
제13항에 있어서, 상기 항공기 장치가 그의 필요한 전력 전부를 상기 전기 축전기로부터 받는 것인 방법.