RU2394725C2 - Система обеспечения летательного аппарата водой - Google Patents

Система обеспечения летательного аппарата водой Download PDF

Info

Publication number
RU2394725C2
RU2394725C2 RU2007138627/11A RU2007138627A RU2394725C2 RU 2394725 C2 RU2394725 C2 RU 2394725C2 RU 2007138627/11 A RU2007138627/11 A RU 2007138627/11A RU 2007138627 A RU2007138627 A RU 2007138627A RU 2394725 C2 RU2394725 C2 RU 2394725C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
steam generator
aircraft
support system
energy
Prior art date
Application number
RU2007138627/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007138627A (ru
Inventor
Ханс-Юрген ХАЙНРИХ (DE)
Ханс-Юрген ХАЙНРИХ
Пауль ЁРН (DE)
Пауль ЁРН
Original Assignee
Эйрбас Дойсланд Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эйрбас Дойсланд Гмбх filed Critical Эйрбас Дойсланд Гмбх
Publication of RU2007138627A publication Critical patent/RU2007138627A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2394725C2 publication Critical patent/RU2394725C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
    • B64D11/02—Toilet fittings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
    • B64D11/04—Galleys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K15/00—Adaptations of plants for special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/005—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the working fluid being steam, created by combustion of hydrogen with oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/003—Methods of steam generation characterised by form of heating method using combustion of hydrogen with oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B64D2041/005—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области авиастроения. Система обеспечения летательного аппарата водой содержит парогенератор, устройство для получения воды из водяного пара, устройство для хранения запаса воды, устройства для хранения и подачи в парогенератор водорода и кислорода, батарею топливных элементов. В парогенератор подаются водород и кислород и в нем вырабатывается горячий водяной пар. Пар используется для получения воды, а также для обеспечения летательного аппарата энергией, которая может быть использована для осуществления его движения. Достигается получение резервной системы обеспечения летательного аппарата водой, а также уменьшение его взлетного веса. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системам обеспечения летательных аппаратов. В частности, настоящее изобретение относится к системе обеспечения летательного аппарата водой, к применению системы обеспечения на летательном аппарате, к способу обеспечения летательного аппарата и к летательному аппарату, содержащему такую систему обеспечения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Современные летательные аппараты, в частности большие летательные аппараты или летательные аппараты с большой пассажировместимостью, могут нести большие количества воды для обеспечения различных систем, которые потребляют воду в процессе полета. Например, к таким системам относятся бортовые кухни, туалеты, умывальники и душевые. Вода, загружаемая на борт летательного аппарата, увеличивает его вес, в результате чего уменьшается эффективность его эксплуатации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание системы обеспечения летательного аппарата, которая уменьшает необходимые бортовые запасы воды.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предлагается система обеспечения летательного аппарата, которая содержит парогенератор, предназначенный для производства водяного пара из водорода и кислорода, и использование полученного пара для обеспечения летательного аппарата водой. В системе обеспечения может использоваться кислород, содержащийся, например, в наружном воздухе. Кроме того, система обеспечения содержит смеситель, который предназначен для регулирования количества воды, подаваемой в парогенератор, для управления температурой или количеством получаемого водяного пара.
В качестве такого парогенератора может использоваться парогенератор, применяемый в процессах стерилизации паром или при регулировке температуры биореакторов, пищевых продуктов, упаковки, медицинских инструментов, тканей или производства чистой воды в фармацевтике.
Использование системы обеспечения, содержащей парогенератор, может быть эффективно для обеспечения летательного аппарата с высокой энергоемкостью, так что система может использоваться, например, в случаях, в которых требуется малый общий вес, повышенная эффективность или высокое быстродействие. Парогенератор, работающий на водороде и кислороде, может иметь высокий кпд, и его запуск может быть осуществлен в течение нескольких секунд. Установки, имеющие сравнительно небольшой вес и малые размеры, могут вырабатывать пар с высокой производительностью.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения система обеспечения содержит также устройство подачи, которое используется для подачи водорода и кислорода в парогенератор. В этом случае в парогенератор всегда будут подаваться достаточные количества исходных материалов.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения система обеспечения содержит также преобразователь энергии, который предназначен для преобразования энергии, содержащейся в водяном паре, вырабатываемом парогенератором, по меньшей мере в один вид энергии, выбранный из группы, содержащей электрическую энергию, механическую энергию или тепловую энергию.
Преобразователь энергии дает возможность использовать горячий водяной пар, вырабатываемый парогенератором, для производства других форм энергии. Например, в качестве преобразователя энергии может быть использована паровая турбина, которая приводится во вращение водяным паром и вырабатывает, например, электрическую или механическую энергию. Кроме того, можно использовать энергию водяного пара непосредственно или опосредованно для приведения в движение летательного аппарата путем использования пара для привода двигателя летательного аппарата или другого движителя.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения система обеспечения содержит также устройство управления для управления производством энергии или подачей исходных материалов в парогенератор, причем устройство управления также предназначено для подключения системы обеспечения при необходимости для обеспечения энергией двигателя летательного аппарата или для непосредственного осуществления движения летательного аппарата.
В результате система обеспечения может быть включена или подсоединена в случае необходимости, например, для обеспечения дополнительной тяговой мощности на этапе взлета летательного аппарата или, например, в качестве аварийного источника тяговой мощности в случае отказа движителя летательного аппарата. В этом случае дополнительно повышается безопасность летательного аппарата и снимается часть нагрузки с двигателей на этапе взлета. Таким образом, повышается безопасность на этапе взлета. Это дает также возможность увеличить срок службы силовой установки.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения в состав системы обеспечения входит устройство получения воды с водоотделителем, предназначенным для отделения воды от водяного пара, вырабатываемого парогенератором.
Водоотделитель дает возможность быстро и эффективно получать воду из водяного пара, в результате чего обеспечивается поддержание на борту запаса воды, достаточного для использования бортовыми потребителями.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство получения воды содержит промежуточный резервуар для воды для временного хранения запаса воды.
В этом случае предотвращается возможная нехватка воды при увеличении ее расхода, поскольку всегда будет храниться достаточный запас пресной воды для того, чтобы компенсировать ее пиковый расход.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения система обеспечения содержит топливную батарею для обеспечения преобразователя энергии водяным паром или для выработки электрической энергии или тяговой мощности (например, за счет использования на выходе батареи системы преобразования энергии).
Например, топливная батарея или система топливной батареи может быть размещена рядом с парогенератором для поддержки его функции по производству водяного пара или обеспечения энергией силовых установок или потребителей электроэнергии на борту летательного аппарата. В этом случае обеспечивается резервирование систем обеспечения летательного аппарата, в результате чего повышается общая безопасность системы и улучшается обеспечение энергией и водой, которые будут всегда достаточны в условиях изменяющегося потребления.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство подачи содержит по меньшей мере один водородный генератор для производства водорода или установку для производства кислорода.
В этом случае исходные материалы, подаваемые в парогенератор (водород и кислород), могут вырабатываться, по меньшей мере частично, непосредственно на борту летательного аппарата. Например, в качестве водородного генератора может использоваться установка риформинга, которая работает на керосине или другом авиационном топливе. В качестве установки получения кислорода может использоваться, например, бортовая система производства кислорода.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство подачи предназначено для подачи кислорода из наружного воздуха или из устройства хранения запаса кислорода. Кроме того, устройство подачи предназначено для подачи водорода из устройства хранения запаса водорода. В случае силовой установки, работающей на водороде, в качестве устройства хранения запаса водорода может использоваться устройство хранения запаса водорода, которое обеспечивает водородом силовую установку. Поэтому в этом случае отпадает необходимость в дополнительном устройстве хранения запаса водорода. В качестве устройства хранения запаса кислорода может использоваться устройство хранения (например, являющееся частью системы обеспечения кислородом летательного аппарата), которое может быть легко и просто заменено в ходе технического обслуживания.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения система обеспечения содержит также смеситель для регулирования количества охлаждающего воздуха или воды, подаваемых в испаритель.
Использование смесителя дает возможность, например, устанавливать температуру пара или количество вырабатываемого пара, соответственно.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения такая система обеспечения используется на летательном аппарате для производства воды.
В этом варианте парогенератор может использоваться для получения пресной воды на борту летательного аппарата, в результате чего существенно уменьшается общее количество пресной воды, которое должен транспортировать летательный аппарат.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения такая система обеспечения используется на летательном аппарате для получения тяговой мощности летательного аппарата.
В этом случае, используя водород и кислород, можно получать энергию, которая используется для непосредственного приведения летательного аппарата в движение с высоким коэффициентом полезного действия.
В другом аспекте настоящего изобретения предлагается способ обеспечения летательного аппарата водой. Описанный способ содержит следующие стадии:
производство водяного пара из водорода и кислорода в парогенераторе, регулирование количества воды, подаваемого в парогенератор для управления температурой или количеством производимой воды, с помощью смесителя, и отделение воды от водяного пара, вырабатываемого в парогенераторе, в устройстве получения воды.
Способ может содержать также стадию осуществления движения летательного аппарата с помощью водяного пара, получаемого в парогенераторе.
В этом случае пар может непосредственно выбрасываться через силовую установку для получения тягового усилия или может непосредственно использоваться для привода двигателя летательного аппарата, так что в результате тяговое усилие создается паром опосредованно.
В другом аспекте настоящего изобретения предлагается летательный аппарат, в котором используется вышеописанная система обеспечения.
Ниже описываются предпочтительные типичные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертеж.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Чертеж - блок-схема, иллюстрирующая структуру системы обеспечения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТИПИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На чертеже представлена блок-схема, иллюстрирующая работу системы обеспечения в соответствии с типичным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, основными частями системы обеспечения являются устройство подачи (элементы 101-108), парогенератор 109 и преобразователь 116 энергии. Устройство подачи состоит из устройства 101 подачи наружного воздуха, устройства 102 хранения запаса кислорода и устройства 103 повышения содержания кислорода, причем указанные устройства соединены с парогенератором 109 с помощью линий 105, 106, 107, соответственно.
В качестве устройства 103 повышения содержания кислорода может использоваться, например, бортовая система получения кислорода, которая производит кислород во время полета. Также в состав устройства подачи может входить насос 130, который может обеспечивать повышение давления воздуха из устройства 101 подачи наружного воздуха перед тем, как он поступит в парогенератор 109. Естественно, насос 130 может быть установлен в другом месте в линиях 105-107. Также может использоваться несколько насосов 130 для обеспечения резервирования или повышения универсальности системы.
Также могут использоваться клапаны 123, которые регулируют поступление наружного воздуха, а также кислорода из устройства 102 хранения запаса кислорода или кислорода из устройства 103 повышения содержания кислорода (или из устройства получения кислорода). Клапаны 123 устанавливаются непосредственно на выходах устройств 101-103 (не показано). Также может использоваться трехходовой клапан 123, который устанавливается в точке соединения линий 105-107 и, соответственно, регулирует коэффициент смешения.
Необходимо иметь в виду, что устройства 101-103 подачи кислорода могут использоваться в любом нужном сочетании. Например, в одном типичном варианте осуществления изобретения может использоваться только устройство хранения запаса кислорода, в качестве которого служат баллоны со сжатым газом. В другом типичном варианте осуществления изобретения вместе с устройством 102 хранения запаса кислорода используется устройство 103 повышения концентрации кислорода. В этом случае обеспечивается резервирование, которое повышает безопасность системы и экономит ресурсы.
Кроме того, в состав устройства подачи входит водородный генератор для производства водорода или устройство 104 хранения запаса водорода. Оба устройства могут также использоваться совместно. В качестве устройства хранения запаса водорода может использоваться, например, баллон со сжатым водородом или резервуар с водородом, который также используется для обеспечения работы двигателей летательного аппарата. Система производства воды также может содержать, например, установку риформинга, которая вырабатывает водород из керосина. Однако возможно использование и других типов устройств получения водорода.
Кроме того, в линии 108, по которой водород подается в парогенератор, может быть установлен клапан 122 с внешним управлением.
В парогенератор 109 подается водород и кислород в газообразном виде и из этих газов вырабатывается горячий водяной пар. Затем водяной пар может быть подан по линии 113 через управляющий клапан 126 в преобразователь 116 энергии, в котором по меньшей мере часть энергии, содержащейся в водяном паре, преобразуется в другую форму энергии. Для этой цели может использоваться, например, паровая турбина, обеспечивающая обеспечение энергией электрической, гидравлической, механической или пневматической систем. Кроме того, пар, производимый парогенератором 109, может также использоваться для кондиционирования или увлажнения воздуха, подаваемого в кабину летательного аппарата или в какое-либо бортовое оборудование.
Парогенератор 109 также может быть подсоединен по линии 111 через управляющий клапан 124 к потребителю энергии или к двигательной установке 115 для непосредственного получения тягового усилия для летательного аппарата.
Кроме того, в состав системы обеспечения может входить система 110 топливной батареи, которая вырабатывает электроэнергию, воду и тепло. Вода, вырабатываемая системой 110 топливной батареи, может подаваться по линии 114 через клапан 127 в преобразователь 116 энергии в форме горячего водяного пара, для того чтобы поддерживать или улучшать работу парогенератора, или заменять его.
Кроме того, система 110 топливной батареи может быть подсоединена по линии 112 через клапан 125 к потребителю энергии или к движителю 115 летательного аппарата. В этом случае возможна подача водяного пара в силовую установку 115. Далее, электроэнергия, вырабатываемая системой 110 топливной батареи, может также передаваться к потребителю энергии или в силовую установку 115 летательного аппарата.
Кроме того, может использоваться устройство 129 управления для управления управляющими клапанами 122-128 и смесителем 132, или также парогенератором 109, или системой 110 топливной батареи. Устройство управления может использоваться для управления мощностью, вырабатываемой парогенератором 109 или системой 110 топливной батареи. Например, может регулироваться подача водорода и кислорода в парогенератор 109. Кроме того, устройство управления 129 может управлять подключением потребителей к парогенератору 109 или к системе 110 топливной батареи. Например, устройство управления может быть устроено таким образом, чтобы подключать при необходимости систему обеспечения для подачи энергии в двигатель летательного аппарата или для непосредственного использования в качестве источника тяги летательного аппарата.
Преобразователь энергии 116 соединяется по линии 117 через клапан 128, в качестве которого может использоваться клапан или переключатель, например, с потребителями энергии, системами и с силовой установкой 115 летательного аппарата.
Для получения воды из горячего пара, вырабатываемого парогенератором, может использоваться дроссельный регулятор, устройство охлаждения или аналогичные устройства вместе с водоотделителем 118 вместо газовой турбины 116 или вместе с ней. При этом отработавшие газы могут выпускаться по линии 119. Кроме того, для временного хранения запаса воды может использоваться устройство 120 промежуточного хранения воды, соединенное линией 131 с соответствующими потребителями 121 воды. Если вода используется в качестве питьевой, то при необходимости в нее могут добавляться минеральные вещества.
Также может использоваться смеситель 132, например, содержащий управляющий клапан, который может обеспечивать подачу воды в парогенератор 109 из резервуара 133 с водой вместе с наружным воздухом. В этом случае можно регулировать, например, температуру или количество вырабатываемого водяного пара.
Клапаны 122-128 и смеситель 132 соединены с устройством управления 129 (с обратной связью или без обратной связи), при этом может осуществляться независимое управление их работой. Работой клапанов 122-128, смесителя 132, парогенератора 109 и системы 110 топливной батареи можно управлять по соответствующим проводным линиям или по радио.
Парогенератор 109, работающий на водороде и кислороде, может содержать установку, в которой водород и кислород (или воздух) могут реагировать в контролируемых условиях для формирования водяного пара. Температура пара может быть получена в диапазоне от 200°С до 3300°С, например, путем добавления соответствующих количеств воды. Кроме того, для охлаждения горячего пара может дополнительно подаваться воздух.
Парогенератор 109 имеет очень высокий кпд и может быть запущен в течение нескольких секунд. Таким образом, небольшие и легкие установки могут использоваться для производства очень больших количеств пара. Водяной пар является побочным продуктом, который может быть сконденсирован в воду. Температура получаемого пара может регулироваться в широком диапазоне температур и может быть установлена в течение нескольких секунд с тепловым кпд порядка 95%.
Кроме того, в горячие газообразные продукты сгорания может впрыскиваться вода, которая, испаряясь, обеспечивает регулирование характеристик полученного водяного пара. В этом случае возможно очень быстрое установление необходимых характеристик пара. К достоинствам такого генератора горячего пара относятся:
высокая чистота пара, быстрое реагирование на управляющие воздействия, возможность регулирования характеристик и малые геометрические размеры.
Вместо чистого кислорода также может использоваться воздух или смесь воздуха с кислородом. Водяной пар, получаемый в парогенераторе 109 или в системе 110 топливной батареи, может использоваться для привода паровой турбины, которая, в свою очередь, может использоваться для получения необходимой формы энергии. В частности, могут быть получены формы энергии для обеспечения работы пневматических, электрических, гидравлических, механических, тепловых (обогрев) систем и тепловых насосов.
В этом случае кроме энергии производится вода, которая может быть использована в системах летательного аппарата. В результате меньшие количества воды необходимо транспортировать в полете, поскольку вода может вырабатываться непрерывно или по мере необходимости в процессе полета. Таким образом, обеспечивается полезное снижение взлетного веса летательного аппарата. Если для осуществления вышеописанного процесса используется воздух, то на борт должен быть загружен только запас водорода и оборудование системы подачи. В этом случае можно снизить общий вес на несколько сотен килограммов. В результате летательный аппарат может эксплуатироваться с большей эффективностью, причем вырабатываемая механическая энергия может одновременно использоваться для одной из систем летательного аппарата, указанных на чертеже, в результате чего повышается эффективность всей системы. Тяговое усилие для движения летательного аппарата также может вырабатываться с использованием этой энергии.
В частности, высокая интенсивность производства энергии дает возможность использования системы обеспечения в качестве кратковременного или долговременного источника энергии. Например, энергия может подаваться в силовые установки летательного аппарата. Также можно кратковременно использовать систему обеспечения для производства энергии в поддержку силовых установок на этапе взлета, когда летательному аппарату необходимо больше мощности, чем при полете в крейсерском режиме. Также система обеспечения может использоваться, например, при отказе силовой установки или на взлете для поддержки основной силовой установки. В этом случае мощность может обеспечиваться в форме тяговой мощности или в форме мощности, которая может поступать в силовую установку. Также возможно совместное использование с другими системами летательного аппарата.
Осуществление изобретения не ограничивается предпочтительными вариантами, показанными на чертеже. Напротив, можно себе представить множество вариантов, в которых используется описанное техническое решение и принцип изобретения, причем разные варианты могут иметь самые различные конфигурации.

Claims (14)

1. Система обеспечения летательного аппарата водой, содержащая парогенератор (109) и смеситель (132), причем парогенератор (109) предназначен для производства из водорода и кислорода водяного пара, а смеситель (132) предназначен для регулирования количества воды, подаваемой в парогенератор (109) для регулирования температуры или количества вырабатываемого пара.
2. Система обеспечения по п.1, которая дополнительно используется для осуществления движения летательного аппарата с помощью вырабатываемого ею водяного пара.
3. Система обеспечения по п.1 или 2, которая содержит дополнительно устройство подачи (101-108) водорода и кислорода в парогенератор (109).
4. Система обеспечения по п.1 или 2, которая содержит дополнительно преобразователь энергии (116), предназначенный для преобразования энергии, содержащейся в водяном паре, вырабатываемом парогенератором (109), по меньшей мере в один вид энергии, выбранный из группы, содержащей электрическую энергию, механическую энергию или тепловую энергию.
5. Система обеспечения по п.2, которая содержит дополнительно устройство управления (129) для регулирования производства энергии или для управления подачей исходных материалов в парогенератор (109), причем устройство управления (129) дополнительно предназначено для подключения системы обеспечения при необходимости для подачи энергии в двигатель летательного аппарата или энергии, непосредственно используемой для движения летательного аппарата.
6. Система обеспечения по п.1, которая содержит дополнительно устройство получения воды (118, 119, 120) с водоотделителем, предназначенное для отделения воды от водяного пара, вырабатываемого в парогенераторе (109).
7. Система обеспечения по п.6, в которой устройство получения воды (118, 119, 120) содержит дополнительно устройство (120) хранения запаса воды.
8. Система обеспечения по п.1, которая содержит дополнительно батарею (110) топливных элементов для подачи водяного пара в преобразователь (116) энергии или для выработки электроэнергии или тяговой энергии.
9. Система обеспечения по одному из пп.3-7, в которой устройство подачи (101-108) содержит, по меньшей мере, одно устройство, выбранное из группы, содержащей водородный генератор (104) для получения водорода и установку (103) для получения кислорода.
10. Система обеспечения по одному из пп.3-7, в которой устройство подачи (101-108) предназначено для подачи кислорода из наружного воздуха (101) или из устройства (102) хранения запаса кислорода и для подачи водорода из устройства (104) хранения запаса водорода.
11. Система обеспечения по п.1, в которой смеситель (132) дополнительно предназначен для регулирования количества охлаждающего воздуха, подаваемого в парогенератор (109).
12. Способ обеспечения летательного аппарата водой, который содержит следующие стадии: производство водяного пара из водорода и кислорода в парогенераторе (109), регулирование количества воды, подаваемой в парогенератор (109) для управления температурой или количеством производимой воды с помощью смесителя (132), и отделение воды от водяного пара, вырабатываемого в парогенераторе (109), в устройстве получения воды (118, 119, 120).
13. Способ по п.12, который дополнительно содержит стадию использования водяного пара, получаемого с использованием парогенератора (109) для осуществления движения летательного аппарата.
14. Летательный аппарат, содержащий систему обеспечения по одному из пп.1-11.
RU2007138627/11A 2005-03-24 2006-03-24 Система обеспечения летательного аппарата водой RU2394725C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US66503305P 2005-03-24 2005-03-24
US60/665,033 2005-03-24
DE102005013824A DE102005013824A1 (de) 2005-03-24 2005-03-24 Versorgungssystem für ein Luftfahrzeug
DE102005013824.1 2005-03-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007138627A RU2007138627A (ru) 2009-04-27
RU2394725C2 true RU2394725C2 (ru) 2010-07-20

Family

ID=36998741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007138627/11A RU2394725C2 (ru) 2005-03-24 2006-03-24 Система обеспечения летательного аппарата водой

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7828244B2 (ru)
EP (1) EP1861312B1 (ru)
JP (1) JP4881944B2 (ru)
CN (1) CN101146712B (ru)
BR (1) BRPI0614017A2 (ru)
CA (1) CA2597488C (ru)
DE (2) DE102005013824A1 (ru)
RU (1) RU2394725C2 (ru)
WO (1) WO2006100094A1 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007013345B4 (de) * 2007-03-20 2022-07-07 Airbus Operations Gmbh Energieregelvorrichtung für ein Flugzeug
EP2090335B1 (en) * 2008-02-12 2016-05-04 Zodiac Aerotechnics Oxygen breathing device
US8232670B2 (en) * 2009-01-30 2012-07-31 The Boeing Company Localized utility power system for aircraft
DE102009010546A1 (de) * 2009-02-25 2010-09-09 Airbus Deutschland Gmbh System und Verfahren zur Kühlung eines Flugzeugbereichs unter Einsatz eines flugzeugexternen Luftaggregats
DE102009014601A1 (de) * 2009-03-24 2010-09-30 Airbus Deutschland Gmbh Integriertes Monument
US8657227B1 (en) 2009-09-11 2014-02-25 The Boeing Company Independent power generation in aircraft
US8738268B2 (en) 2011-03-10 2014-05-27 The Boeing Company Vehicle electrical power management and distribution
EP2712013B1 (en) * 2012-09-20 2018-08-15 Airbus Operations GmbH Fuel cell system for an aircraft, method for operating a fuel cell system in an aircraft and aircraft with such a fuel cell system
FR3013802B1 (fr) 2013-11-26 2015-12-18 Snecma Generateur de vapeur ameliore par dissipation de chaleur d'une pile a combustible
HUE049822T2 (hu) 2014-05-01 2020-10-28 Alakai Tech Corporation Tiszta üzemanyagos több rotoros (multirotor) légi jármû személyes légi szállításra pilótával ellátott és pilóta nélküli mûködéssel
US10774741B2 (en) 2016-01-26 2020-09-15 General Electric Company Hybrid propulsion system for a gas turbine engine including a fuel cell
DE102017127293A1 (de) 2017-11-20 2019-05-23 Airbus Operations Gmbh Sauerstoffversorgungsvorrichtung und Verfahren zum Versorgen einer Passagierkabine eines Luftfahrzeugs mit Sauerstoff
DE102018208602A1 (de) 2018-05-30 2019-12-05 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur Desinfektion eines Wassersystems eines Luftfahrzeugs
DE102018208611A1 (de) 2018-05-30 2019-12-05 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur Desinfektion eines Wassersystems eines Luftfahrzeugs
EP4080297A1 (de) * 2021-04-23 2022-10-26 Airbus Operations GmbH Wasserversorgungssystem für ein flugzeug
CN114715410B (zh) * 2022-05-24 2024-07-12 北京亿华通科技股份有限公司 一种航空空气系统及其控制方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB870271A (en) 1957-08-14 1961-06-14 Garrett Corp Non-air breathing power plant
SE320600B (ru) * 1965-06-23 1970-02-09 Asea Ab
FR2636674A1 (fr) 1988-09-16 1990-03-23 Gen Electric Dispositif et procede de production d'electricite
US5135184A (en) * 1990-08-22 1992-08-04 The Johns Hopkins University Propellant utilization system
DE4323719C2 (de) * 1993-07-15 1995-06-22 Daimler Benz Aerospace Airbus Verfahren und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Wasserversorgung an Bord eines Flugzeuges
RU2079684C1 (ru) 1994-07-25 1997-05-20 Малое инновационное предприятие Научно-исследовательского института тепловых процессов "Теплоэн" Парогенератор
RU2202732C2 (ru) 2000-01-17 2003-04-20 Специализированная организация по проектированию, монтажу и наладке газоиспользующего и котельного оборудования (ООО "Промэнергогаз-2") Способ работы и устройство теплоэнергетической установки с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу
FR2819580B1 (fr) 2001-01-16 2003-04-04 Ind Du Ponant L Generateur de vapeur destine a humidifier l'air d'une enceinte ou l'air traite dans un systeme de conditionnement d'air
DE10216361B4 (de) * 2001-10-11 2004-08-05 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren zur Effizienzsteigerung und Verminderung von Abgasen bei Brennstoffzellensystemen
US7550218B2 (en) 2001-10-11 2009-06-23 Airbus Deutschland Gmbh Apparatus for producing water onboard of a craft driven by a power plant
DE10249588B4 (de) * 2002-04-16 2006-10-19 Airbus Deutschland Gmbh Anordnung zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges
US7767359B2 (en) * 2002-10-24 2010-08-03 Airbus Deutschland Gmbh Device for producing water on board of an airplane

Also Published As

Publication number Publication date
CN101146712B (zh) 2011-06-29
DE102005013824A1 (de) 2006-10-05
JP2008534342A (ja) 2008-08-28
US20080191094A1 (en) 2008-08-14
BRPI0614017A2 (pt) 2011-03-01
CA2597488C (en) 2013-04-23
DE602006006557D1 (de) 2009-06-10
CA2597488A1 (en) 2006-09-28
JP4881944B2 (ja) 2012-02-22
EP1861312A1 (en) 2007-12-05
RU2007138627A (ru) 2009-04-27
WO2006100094A1 (en) 2006-09-28
CN101146712A (zh) 2008-03-19
EP1861312B1 (en) 2009-04-29
US7828244B2 (en) 2010-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394725C2 (ru) Система обеспечения летательного аппарата водой
CN100526160C (zh) 飞行器中能量供应的供应系统、飞行器及向飞行器供应能量的方法
CA2502951C (en) Device for producing water on board of an airplane
US9768461B2 (en) Renewal energy power generation system
RU2497723C2 (ru) Летательный аппарат с гибридным питанием энергией
US8623566B2 (en) Aircraft fuel cell system
KR101884282B1 (ko) 간헐적 리뉴어블 에너지 소스로부터의 에너지를 사용하여 에너지 그리드를 공급하기 위한 시스템 및 방법
RU2654551C1 (ru) Система и способ для снабжения энергосети энергией из непостоянного возобновляемого источника энергии
CN101014760B (zh) 压缩空气产生系统
CN104852067B (zh) 基于燃料电池的飞机发电系统
WO2008113850A4 (en) Power regulating device for an aircraft
KR101827644B1 (ko) 전기 및 증기 공급 시스템을 위한 방법 및 그 시스템
WO2012063102A1 (en) A steam generation system for thermal and related power applications using stoichiometric oxyhydrogen fuel stock
US20050271917A1 (en) Electrochemical reactor for aircraft and method for operating the electrochemical reactor
AU2012246757A2 (en) A combined magnetohydrodynamic and electrochemical method and facility for namely electric power generation
RU129998U1 (ru) Комбинированная парогазотурбинная установка на продуктах гидротермального окисления алюминия
CN105757978A (zh) 一种船载热泵热水器系统及制热方法
CN205579973U (zh) 一种船载热泵热水器系统
RU2492116C1 (ru) Авиационная силовая установка на базе топливных элементов
RU2423616C2 (ru) Система производства сжатого воздуха и ее применение
RU2444637C2 (ru) Способ генерации энергии
CN117654394A (zh) 结合可再生能源近零排放的氢气制取甲醇系统及方法
CN116639651A (zh) 一种液氨分解制氢氢动力风电运维船
Mackay et al. Modeling of fuel cell APU utilization for aeronautical applications
JP2024076031A (ja) 燃料電池発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170325