KR20220034767A - 보조 기계 구동 시스템을 포함하는 항공기용 하이브리드 추진 체인 - Google Patents

Abstract

항공기용 하이브리드 추진 체인(1)으로서, 하이브리드 추진 체인(1)은 복수의 전기적 연결(E1 내지 E4)에 의해 전기 분배 모듈(10)에 연결된 복수의 추진 회전자(R1 내지 RX)를 포함하며, 전기 분배 모듈(10)은 한편, 전기 발생 시스템(20)을 통해 비추진 터빈 엔진(T)에 연결되고, 다른 한편, 전기 배터리(BAT)에 연결되고, 각각의 추진 회전자(R1 내지 RX)는 고정자 부재 및 고정자 부재가 전기적으로 전력 공급될 때 고정자 부재에 대해 회전되도록 구성되는 적어도 하나의 회전자 샤프트를 포함하고, 하이브리드 추진 체인(1)은 비추진 터빈 엔진(T)에 기계적으로 연결된 보조 기계 구동 시스템(30)을 포함하고, 보조 기계 구동 시스템(30)은 각각의 추진 회전자(R1 내지 RX)의 적어도 하나의 회전자 샤프트(32)를 기계적으로 회전시키기 위한 복수의 기계적 연결(M1 내지 M4)을 포함한다.

Description

보조 기계 구동 시스템을 포함하는 항공기용 하이브리드 추진 체인

본 발명은 비추진 전기 발생 터보기계에 의해 전기적으로 전력 공급되는 수개의 추진 회전자들을 포함하는 항공기의 추진의 분야에 관한 것이다.

공지된 방식으로, 비추진 전기 발생 터보기계, 배터리 및 복수의 전동식 회전자를 포함하는 하이브리드 추진 시스템을 항공기에 장착하는 것이 제안되어 있다. 그러한 하이브리드 추진 시스템은 소음 공해 및 연료 소비를 제한하면서 상품 및 화물의 최적 수송을 허용한다.

도 1을 참조하여, 선행 기술에 따른 항공기(100)의 하이브리드 추진 체인이 표현된다. 이 예에서, 하이브리드 추진 체인(100)은 한편, 비추진 터보기계(T)에 의해 전기 발생 시스템(120)을 통해, 그리고 다른 한편, 전기 배터리(BAT)를 통해 자체 전력 공급된 분배 모듈(110)에 의해 전기적으로 전력 공급되는 복수의 추진 회전자(R1 내지 R4)를 포함한다. 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 하나 이상의 전력 공급 버스(E1 내지 E4)를 통해 에너지 분배 모듈(110)에 연결된다.

실제로, 배터리(BAT)는 이륙 단계 및 착륙과 같은 일시적인 요구, 또는 회피 액션 또는 우회 단계와 같은 예외적인 요구의 경우에, 또는 추진 체인의 요소의 고장 또는 가용성 동안 추가적인 전기 에너지를 공급할 수 있도록 정상 동작 요건을 위한 요구에 대해 오버사이징되어야 한다. 배터리(BAT)를 오버사이징하는 것은 전기화학 셀들의 전력 질량 밀도들에 대한 현재 최신 기술과 관련하여, 배터리 질량의 증가를 초래하며, 따라서 승객들 또는 화물들을 운반하기 위한 항공기의 적재 용량을 제한한다.

본 발명의 목적들 중 하나는 승객들 또는 상품들을 수송하기 위한 용량을 감소시키지 않도록 제한된 질량을 가지면서, 예외적인 요구의 경우에 또는 추진 체인 요소의 고장 또는 가용성의 경우에 추가적인 기계 에너지를 제공하기 위한 하이브리드 추진 체인을 제공하는 것이다.

덧붙여 말하자면, 한편, 기계 구동식 추진 회전자, 및 다른 한편, 전기 구동식 추진 회전자를 포함하는 항공기가 공지되어 있다.

문헌 US 2019/061924 A1은 터보기계에 의해 구동되는, 유성형의 기어박스를 통해 기계적으로 구동되는 수개의 추진 회전자들의 추진 체인을 교시한다. 문헌 US2018/037333A1은 전기 모터들에 전력을 공급하는 전기 발생기를 포함하는 하이브리드 추진 체인을 교시한다.

본 발명은 항공기용 하이브리드 추진 체인에 관한 것이며, 하이브리드 추진 체인은 복수의 전기적 연결에 의해 전기 분배 모듈에 연결된 복수의 추진 회전자를 포함하고, 전기 분배 모듈은 한편, 전기 발생 시스템을 통해 비추진 터보기계에 연결되고, 다른 한편, 전기 배터리에 연결되며, 각각의 추진 회전자는 고정자 부재 및 고정자 부재가 적어도 하나의 전기적 연결에 의해 전력 공급될 때 고정자 부재에 대해 회전가능하게 구동되도록 구성되는 적어도 하나의 회전자 샤프트를 포함한다.

본 발명은 하이브리드 추진 체인이 비추진 터보기계에 기계적으로 연결된 보조 기계 구동 시스템을 포함하며, 보조 기계 구동 시스템이 각각의 추진 회전자의 적어도 하나의 회전자 샤프트를 기계적으로 회전가능하게 구동하기 위한 복수의 기계적 연결을 포함한다는 점에서 주목할만 하다.

비추진 터보기계이란, 정상 동작에서 프로펠러에 의해 추진력을 직접 제공하지 않는 터보기계를 의미한다. 이것은 팬이 구비된 터보기계와 대조적이다. 보조 시스템이란, 필요할 때만 능동적인 시스템을 의미한다. 정의에 의해, 용어 보조 수단은 "다른 것에 더하여, 순간적으로 또는 이차적으로" 어떤 것에 대응한다.

본 발명에 의해, 비추진 터보기계가 이용불가능하지 않고 하이브리드 추진 체인의 고장의 경우에, 기계적 파워는 기계적 연결들을 통해 하나 이상의 추진 회전자를 구동하기 위해 비추진 터보기계로부터 유리하게 도출될 수 있다. 추진 체인의 신뢰성은 복제된 또는 중복된 배터리들에 있는 경우와 같이 질량을 상당히 증가시키지 않고 개선된다. 유리하게는, 기계적 연결들 및 전기적 연결들은 예를 들어, 이륙 또는 착륙 동안, 추가적인 추진 파워를 추진 회전자들에 제공하고, 회피 액션을 수행하는 등 하기 위해 부수적으로 사용될 수 있다.

바람직하게는, 전기 발생 시스템은 입력으로서 비추진 터보기계에 기계적으로 연결되고 출력으로서 적어도 하나의 전류 발생기에 기계적으로 연결된 기계적 분배 모듈을 포함한다. 보조 기계 구동 시스템은 기계적 분배 모듈에 연결된다. 따라서, 보조 기계 구동 시스템은 전기 발생 시스템와 통합되며, 그것에 의해 전체 크기 및 질량을 제한한다.

더 바람직하게는, 보조 기계 구동 시스템의 기계적 연결들은 기계적 분배 모듈의 출력으로서 연결된다. 유리하게는, 기계적 분배 모듈은 전류 발생기들에 대한 출력들 및 기계적 연결들에 대한 출력들을 가지며, 아키텍처는 콤팩트하다.

바람직하게는, 하이브리드 추진 체인은 입력으로서 비추진 터보기계에 기계적으로 연결되고 출력으로서, 한편, 전기 발생 시스템, 및 다른 한편, 보조 기계 구동 시스템에 기계적으로 연결된 기계적 분배 모듈을 포함한다. 따라서, 보조 기계 구동 시스템은 간접적으로 비추진 터보기계에 기계적으로 연결된다. 유리하게는, 기계적 분배 모듈의 사용은 기계적 및 전기적 추진의 사용을 제어하는 것을 가능하게 한다.

일 양태에 따르면, 각각의 기계적 연결은 제어가능 결합 장치에 의해 추진 회전자의 회전자 샤프트에 연결된다. 이것은 유리하게는 기계적 구동이 필요할 때에만 제어되는 것, 바람직하게는, 중복을 제공하는 것을 허용한다.

바람직하게는, 제어가능 결합 장치은 추진 회전자가 전기적 연결에 의해 전력 공급될 때 속도 설정점에 대한 추진 회전자의 회전자 샤프트의 속도의 저하의 경우에 자동으로 활성화되도록 구성된다. 따라서, 결합 장치는 오동작의 경우에 안전을 제공한다. 속도의 저하란, 대략 1 초의 기간 동안 공칭 속도의 대략 5% 내지 10%의 감소를 의미한다.

일 양태에 따르면, 제어가능 결합 장치는 적어도 하나의 프리휠을 포함한다. 유리하게는, 그러한 프리휠은 자동 결합이 속도의 감소의 경우에 수행되는 것을 허용한다.

다른 양태에 따르면, 제어가능 결합 장치는 적어도 하나의 제1 마찰 부재 및 적어도 하나의 제2 마찰 부재를 포함한다.

일 양태에 따르면, 각각의 추진 회전자는 적어도 하나의 추진 팬, 바람직하게는 2개의 역회전 추진 팬을 포함한다.

본 발명은 또한 위에 제시된 바와 같이 하이브리드 추진 체인을 포함하는 항공기에 관한 것이다.

본 발명은 또한 이전에 제시된 바와 같이 항공기를 사용하기 위한 방법에 관한 것이며, 방법은,

- 전기적 연결들을 통해 복수의 추진 회전자를 구동하는 단계, 및

- 전기 발생 시스템의 부분적인 또는 전체적인 가용성의 경우에 적어도 하나의 기계적 연결을 통해 상기 추진 회전자들 중 적어도 하나를 구동하는 단계를 포함한다.

본 발명은 단지 예로서 주어진 이하의 설명을 읽고, 비제한적인 예들로서 주어진 첨부 도면들을 참조할 시에 더 잘 이해될 것이며, 여기서 동일한 참조들은 유사한 객체들로 주어진다.
도 1은 선행 기술에 따른 항공기의 하이브리드 추진 체인의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 항공기의 하이브리드 추진 체인의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 항공기의 하이브리드 추진 체인의 개략도이다.
도 4는 도 3의 하이브리드 추진 체인의 전기 발생 시스템의 개략도이다.
도 5는 제어가능 결합 시스템의 제1 예가 구비된 추진 회전자의 개략 단면도이다.
도 6은 제어가능 결합 시스템의 제2 예가 구비된 추진 회전자의 개략 단면도이다.
도 7은 2개의 역회전 추진 팬을 포함하는 추진 회전자의 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 항공기의 하이브리드 추진 체인의 개략도이다.
도면들은 본 발명을 구현하기 위해 본 발명을 상세히 제시하며, 상기 도면들은 물론 필요하다면 본 발명을 더 잘 정의하기 위해 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

도 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 항공기용 하이브리드 추진 체인(1)이 표현된다. 이 예에서, 하이브리드 추진 체인(1)은 복수의 전기적 연결(E1 내지 E4)을 통해 전기 분배 모듈(10)에 연결된 복수의 추진 회전자(R1 내지 R4)를 포함하며, 전기 분배 모듈(10)은 한편, 전기 발생 시스템(20)을 통해 비추진 터보기계(T)에 연결되고, 다른 한편, 전기 배터리(BAT)에 연결된다. 전기 배터리(BAT)란, 단일 전기 배터리(BAT) 및 한 세트의 수개의 배터리들(BAT) 둘 다를 의미한다.

비추진 터보기계(T)는 다양한 형태들, 특히, 고정 터빈 가스 터빈, 자유 터빈 가스 터빈, 피스톤 엔진 등을 취할 수 있다. 유리하게는, 비추진 터보기계(T)는 열적이다.

이 예에서, 4개의 추진 회전자(R1 내지 R4)가 표현되지만 그들의 수가 상이할 수 있는 것은 말할 것도 없다. 추가적인 추진 회전자들(RX)은 도 2예 예시된 바와 같이 제공될 수 있다. 나중에 더 상세히 제시될 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 고정자 부재(30) 및 고정자 부재(30)가 전기적으로 전력 공급될 때 고정자 부재(30)에 대해 축(XS)을 중심으로 회전가능하게 구동되도록 구성되는 회전자 샤프트(32)를 갖는다. 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 회전자 샤프트(32)에 부착된 추진 팬(도시되지 않음)을 포함한다. 이 예에서, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 회전자 샤프트(32)와 일체로 장착된 회전자 부재(31)를 포함한다. 회전자 부재(31)는 예를 들어, 동기, 권취된 회전자 부재들와 동기, 비동기, 또는 자기저항 유형 등의 영구 자석의 전기 모터를 형성하기 위해 고정자 부재(30)에 자기적으로 결합된다.

도 7을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 각각의 추진 회전자(RC)는 2개의 역회전 추진 팬을 갖는다. 예로서, 회전자 샤프트(32)는 제2 팬이 장착되는 제2 회전자 샤프트를 구동한다. 게다가, 각각의 팬은 가려질 수 있거나 가려지지 않을 수 있고, 조종가능할 수 있거나 조정가능하지 않을 수 있다. 선택적으로, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 전기 변환기, 예를 들어, 인버터를 포함할 수 있다.

전기 분배 모듈(10)은 본 가술분야의 통상의 기술자들에게 그 자체로 공지되어 있고 추진 회전자들(R1 내지 R4)의 요구들, 배터리(BAT)의 충전 레벨, 항공기의 동작 조건들 등에 따라 배터리(BAT) 및 전기 발생 시스템(20)의 전기적 자원들을 관리하는 것을 가능하게 한다. 전기 분배 모듈(10)은 하나 이상의 전기적 연결(E1 내지 E4)을 통해 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)에 연결된다. 바람직하게는, 전기 분배 모듈(10)은 필요하다면, 전기 발생 시스템들(20)의 출력으로서 전기 전압의 레벨 및 형태(AC/DC)를 적응시키기 위한 전력 전자 변환기들, 전기 전류의 수송 및 전달을 보장하는 구동 또는 비구동 구성요소들(단자 블록, 릴레이들...) 및 상품들 및 사람들의 안전을 보장하는 구동 또는 비구동 구성요소들(회로 차단기, 퓨즈들...)을 포함한다.

이 예에서, 각각의 전기적 연결(E1 내지 E4)은 전력 공급 버스의 형태이지만, 상이한 형태일 수 있는 것은 말할 것도 없다. 바람직하게는, 각각의 전기적 연결(E1 내지 E4)는 전기 보호 수단, 특히, 퓨즈, 회로 차단기, 접촉기 등을 포함한다.

도 5 및 도 6을 참조하여, 각각의 전기적 연결(E1 내지 E4)은 회전자 부재(31)를 자기적으로 회전가능하게 구동하기 위해 추진 회전자(R1 내지 R4)의 고정자 부재(30)에 전기적으로 전력 공급한다. 회전자 부재(31)가 회전자 샤프트(32) 및 팬과 일체이므로, 팬은 또한 회전가능하게 구동되며, 그것에 의해 추진력(thrust)을 추진 회전자(R1 내지 R4)에 제공한다.

공지된 방식으로, 전기 발생 시스템(20)은 특히 유형 AC-DC 유형의, 하나 이상의 변환기뿐만 아니라 하나 이상의 전류 발생기를 포함한다. 예로서, 전류 발생기는 영구 자석 동기 전기 기계, 권취된 회전자들을 갖는 동기 전기 기계, 또는 비동기 기계의 형태일 수 있다. 유사하게, 예로서, 변환기는 수동 다이오드 정류기, 구동 능동 정류기 등, 또는 가역 인버터의 형태일 수 있다.

본 발명에 따르면, 도 2를 참조하여, 하이브리드 추진 체인(1)은 비추진 터보기계(T)에 기계적으로 연결된 보조 기계 구동 시스템(30)을 포함한다. 보조 기계 구동 시스템(30)은 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)의 회전자 샤프트(32)를 기계적으로 회전가능하게 구동하기 위한 복수의 기계적 연결(M1 내지 M4)을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 기계적 연결(M1 내지 M4)은 비추진 터보기계(T)에 의해 회전가능하게 구동되도록 적응되는 구동 샤프트의 형태이다.

다시 말해, 이 예에서, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 한편, 추진 회전자(R1 내지 R4)의 전기적 추진력을 허용하기 위해 전기적 연결(E1 내지 E4)에 연결되고, 다른 한편, 추진 회전자(R1 내지 R4)의 기계적 추진력을 허용하기 위해 기계적 연결(M1 내지 M4)에 연결된다. 따라서, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 하이브리드 추진 체인(1)의 신뢰성을 개선하기 위해 중복된다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 2를 참조하여, 보조 기계 구동 시스템(30)은 전기 발생 시스템(20)과 별개이다.

바람직하게는, 도 2에 예시된 바와 같이, 전기 발생 시스템(20)은 전기 발생 시스템(20)에 대한 제1 기계적 토크 및 기계적 연결들(M1 내지 M4)에 대한 제2 기계적 토크를 도출하도록 구성되는 보조 기계 구동 시스템(30)에 연결된다. 그러한 보조 기계 구동 시스템(30)은 또한 "보조 전달 장치"로 지칭된다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 도 3을 참조하여, 보조 기계 구동 시스템(30)은 전기 발생 시스템(20)과 통합된다. 그러한 통합은 전체 크기뿐만 아니라 질량이 제한되는 것을 허용한다. 다시 말해, 전력 인출(draw-off) 장치는 전기 발생 시스템(20)과 통합된다.

예로서, 도 4를 참조하여, 전기 발생 시스템(20)은 전기 분배 모듈(10)에 전기적으로 전력 공급하기 위해 복수의 전류 발생기(G1, G2, GN)뿐만 아니라 복수의 변환기(CONV1, CONV2, CONVN)를 포함한다. 전기 발생 시스템(20)은 비추진 터보기계(T)로부터 입력 기계적 토크를 수신하도록 적응된 입력(E) 및 기본적인 기계적 토크들을 전류 발생기들(G1, G2, GN)에 제공하기 위한 복수의 제1 출력(S1)을 포함하는 기계적 분배 모듈(40)을 더 포함하여 그들은 전기 에너지를 발생시킨다.

이 예에서, 기계적 분배 모듈(40)은 기본적인 기계적 토크들을 기계적 연결들(M1 내지 M4)에 제공하여 그들을 회전가능하게 구동하기 위해 복수의 제2 출력(S2)을 더 포함한다. 다시 말해, 기계적 분배 모듈(40)은 한편, 기계 에너지를 제공하여 전기적 연결들(E1 내지 E4)에 간접적으로 전력을 공급하는 것, 및 다른 한편, 기계 에너지를 제공하여 기계적 연결들(M1 내지 M4)에 직접적으로 전력을 공급하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 보조 기계 구동 시스템(30)은 기계적 분배 모듈(40)에 직접 연결된다.

이 예에서, 기계적 분배 모듈(40)은 복수의 기어를 포함하고 바람직하게는 기어 트레인의 형태이다.

일 양태에 따르면, 기계적 분배 모듈(40)은 동작 조건들에 따라 제2 출력들(S2)을 활성화/비활성화하도록 제어가능하다. 나중에 제시되는 바와 같이, 제2 출력들(S2)은 바람직하게는 전기 발생의 고장의 경우 또는 추가적인 추진 파워 요건 동안 활성화된다. 추가적인 파워 요건이란, 공칭 전력의 100%보다 더 큰, 바람직하게는 공칭 전력보다 130%보다 더 작은 파원 요건을 의미한다.

제어를 가능하게 하기 위해, 기계적 분배 모듈(40)은 예를 들어, 클러치, 유체동력학 결합기, 도그 클러치 유형 등의 제어가능 분리 시스템을 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 도 8을 참조하여, 하이브리드 추진 체인(1)은 입력으로서 비추진 터보기계(T)에 기계적으로 연결되고 출력으로서, 한편, 전기 발생 시스템(20), 및 다른 한편, 보조 기계 구동 시스템(30)에 기계적으로 연결된 기계적 분배 모듈(40')을 포함한다. 따라서, 보조 기계 구동 시스템(30)은 간접적으로 비추진 터보기계(T)에 기계적으로 연결된다. 바람직하게는, 전기 발생 시스템(20) 및 보조 기계 구동 시스템(30)은 독립을 유지한다. 아키텍처는 병렬이다.

바람직하게는, 각각의 기계적 연결(M1 내지 M4)은 추진 회전자(R1 내지 R4)의 회전자 샤프트(32)의 구동이 기계적 연결(M1 내지 M4)에 의해 활성화 또는 비활성화될 수 있도록 제어가능 결합 장치에 의해 추진 회전자(R1 내지 R4)의 회전자 샤프트(32)에 연결된다.

예로서, 도 5 및 도 6을 참조하여, 전기적 연결(E1)에 연결된 고정자 부재(30) 및 고정자 부재(30)가 전기적으로 전력 공급될 때 고정자 부재(30)에 대해 회전가능하게 구동되도록 구성된 회전자 샤프트(32)를 포함하는 추진 회전자(R1)가 표현된다. 회전자 샤프트(32)는 기계적 연결(M1) 및 회전자 샤프트(32)를 기계적으로 결합 또는 분리하기 위한 제어가능 결합 장치(4)를 통해 기계적 연결(M1)에 연결된다.

도 5를 참조하여, 제1 실시예에 따르면, 제어가능 결합 장치(4)는 프리휠(40)을 포함한다. 이것은 유리하게는 기계적 연결(M1) 및 회전자 샤프트(32)의 상대 속도에 따라 결합을 허용한다. 예로서, 전기적 연결(E1)은 기계적 연결(M1)의 것보다 더 높은 속도로 회전자 샤프트(32)를 구동하며, 프리휠(40)은 결합을 수행하지 않는다. 전기적 연결(E1)이 정지될 때, 기계적 연결(M1)의 회전의 속도는 회전자 샤프트(32)의 것보다 더 크다. 그 다음, 프리휠(40)은 기계적 연결(M1) 및 회전자 샤프트(32)의 기계적 결합을 수행한다.

유리하게는, 제어가능 결합 장치(4)는 속도 설정점에 대한 회전자 샤프트(32)의 속도의 저하의 경우에 활성화된다. 바람직하게는, 하이브리드 추진 체인(1)는 추진 회전자들(R1 내지 R4)의 회전 설정점의 속도로 각각의 기계적 연결(M1 내지 M4)을 구동하도록 구성된다. 따라서, 기계적 구동의 경우에, 그것은 최적이다. 바람직하게는, 하이브리드 추진 체인(1)은 기계적 연결(M1 내지 M4)의 회전의 속도보다 더 높은, 즉, 추진 회전자들(R1 내지 R4)의 회전 설정점의 속도보다 더 높은 회전의 속도로 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)를 전기적으로 구동하도록 구성된다. 바람직하게는, 회전의 속도는 회전 설정점의 속도보다 더 높은 몇 퍼센트, 예를 들어, 대략 3%이다.

유리하게는, 작은 속도 차이로 인해, 전력 공급 고장의 경우에, 기계적 연결(M1 내지 M4)은 자동으로 부드럽고 저크없는 방식으로 자동으로 대체된다.

도 6을 참조하여, 제2 실시예에 따르면, 제어가능 결합 장치(4)는 기계적 연결(M1)과 일체인 제1 마찰 부재(41), 및 회전자 샤프트(32)와 일체이며, 기계적 연결(M1) 및 회전자 샤프트(32)가 기계적으로 결합될 때 제1 마찰 부재(41)와 협력하도록 구성된 제2 마찰 부재(42)를 포함한다. 기계적 연결(M1) 및 회전자 샤프트(32)가 기계적으로 결합되지 않을 때, 제1 마찰 부재(41)는 제2 마찰 부재(42)에서 떨어져 있다. 그러한 클러치 시스템은 수송 차량들의 분야에 공지되어 있다.

기계적 연결(M1)은 또한 예를 들어, 앵글 트랜스미션 또는 유니버셜 블록을 사용함으로써, 회전자 샤프트(32)과 직접 맞물릴 수 있는 것은 말할 것도 없다.

하이브리드 구동 트레인(1)의 구현의 일 예는 이제 제시될 것이다.

하이브리드 추진 체인(1)의 정상 동작 동안, 비추진 터보기계(T)는 전기적 연결들(E1 내지 E4)을 통해 추진 회전자들(R1 내지 R4)에 전력을 공급하는 전기 에너지를 발생시킨다. 이 동작 동안, 기계적 연결들(M1 내지 M4)은 활성화되지 않는다.

비추진 터보기계(T)의 가용성(특히 전기 발생 고장) 없이 하이브리드 추진 체인(1)의 고장의 경우에, 기계적 파워는 유리하게는 활성화되었던 기계적 연결들(M1 내지 M4)을 통해 하나 이상의 추진 회전자(R1 내지 R4)를 구동하기 위해 비추진 터보기계(T)로부터 도출될 수 있다.

유리하게는, 기계적 연결들(M1 내지 M4) 및 전기적 연결들(E1 내지 E4)은 예를 들어, 이륙 또는 착륙 동안, 추가적인 추진 파워를 추진 회전자들(R1 내지 R4)에 제공하고, 회피 액션을 수행하는 등 하기 위해 부수적으로 사용될 수 있다.

본 발명에 의해, 그러한 하이브리드 추진 체인(1)은 새로운 전기 배터리들(BAT)의 추가와 비교하여 가용성 및 신뢰성을 개선하기 위해 제한된 질량을 갖는다. 그러한 보조 기계 구동 시스템(30)은 본질적으로 기계 구성요소들에 기초한다는 사실로 인해 입증된 신뢰성을 갖는다. 유리하게는, 전기 배터리들(BAT)의 질량은 보조 기계 구동 시스템(30)을 이용함으로써 감소될 수 있으며, 이는 상이한 추진 요구들이 충족되는 것을 허용한다.

Claims (10)

1. 항공기용 하이브리드 추진 체인(1)으로서, 상기 하이브리드 추진 체인(1)은 복수의 전기적 연결(E1 내지 E4)을 통해 전기 분배 모듈(10)에 연결된 복수의 추진 회전자(R1 내지 RX)를 포함하며, 상기 전기 분배 모듈(10)은 한편, 전기 발생 시스템(20)을 통해 비추진 터보기계(T)에 연결되고, 다른 한편, 전기 배터리(BAT)에 연결되고, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 고정자 부재(30) 및 상기 고정자 부재(30)는 적어도 하나의 전기적 연결(E1 내지 E4)에 의해 전력 공급될 때 상기 고정자 부재(30)에 대해 회전가능하게 구동되도록 구성되는 적어도 하나의 회전자 샤프트(32)를 포함하고, 상기 하이브리드 추진 체인(1)은 상기 비추진 터보기계(T)에 기계적으로 연결된 보조 기계 구동 시스템(30)을 포함하고, 상기 보조 기계 구동 시스템(30)은 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)의 적어도 하나의 회전자 샤프트(32)를 기계적으로 회전가능하게 구동하기 위한 복수의 기계적 연결(M1 내지 M4)을 포함하고, 각각의 기계적 연결(M1 내지 M4)은 제어가능 결합 장치(4)에 의해 추진 회전자(R1 내지 R4)의 회전자 샤프트(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 추진 체인(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 전기 발생 시스템(20)은 입력으로서 비추진 터보기계(T)에 기계적으로 연결되고 출력으로서 적어도 하나의 전류 발생기(G1, G2, GN)에 기계적으로 연결된 기계적 분배 모듈(40)을 포함하며, 상기 보조 기계 구동 시스템(30)은 상기 기계적 분배 모듈(40)에 연결되는, 하이브리드 추진 체인(1).
3. 제2항에 있어서, 상기 보조 기계 구동 시스템(30)의 기계적 연결들(M1 내지 M4)은 출력으로서 상기 기계적 분배 모듈(40)에 연결되는, 하이브리드 추진 체인(1).
4. 제1항에 있어서, 입력으로서 상기 비추진 터보기계(T)에 기계적으로 연결되고 출력으로서, 한편, 상기 전기 발생 시스템(20), 및 다른 한편, 상기 보조 기계 구동 시스템(30)에 기계적으로 연결된 기계적 분배 모듈(40')을 포함하는, 하이브리드 추진 체인(1).
5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 제어가능 결합 장치(4)는 상기 추진 회전자(R1 내지 R4)가 전기적 연결(E1 내지 E4)에 의해 전력 공급될 때 속도 설정점에 대한 추진 회전자(R1 내지 R4)의 회전자 샤프트(32)의 속도의 저하의 경우에 자동으로 활성화되도록 구성되는, 하이브리드 추진 체인(1).
6. 제5항에 있어서, 상기 제어가능 결합 장치(4)는 적어도 하나의 프리휠을 포함하는, 하이브리드 추진 체인(1).
7. 제5항에 있어서, 상기 제어가능 결합 장치(4)는 적어도 하나의 제1 마찰 부재(41) 및 적어도 하나의 제2 마찰 부재(42)를 포함하는, 하이브리드 추진 체인(1).
8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서, 각각의 추진 회전자(R1 내지 R4)는 적어도 하나의 추진 팬, 바람직하게는 2개의 역회전 추진 팬을 포함하는, 하이브리드 추진 체인(1).
9. 제1항 내지 제8항 중 한 항에 따른 하이브리드 추진 체인(1)을 포함하는, 항공기.
10. 제9항에 따른 항공기를 사용하기 위한 방법으로서,
    - 상기 전기적 연결들(E1 내지 E4)을 통해 복수의 추진 회전자(R1 내지 RX)를 구동하는 단계, 및
    - 상기 전기 발생 시스템(20)의 부분적인 또는 전체적인 가용성의 경우에 적어도 하나의 기계적 연결(M1 내지 M4)을 통해 상기 추진 회전자들(R1 내지 RX) 중 적어도 하나를 구동하는 단계를 포함하는, 방법.

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