RU2768988C1 - Aviation integrated electric power plant - Google Patents
Aviation integrated electric power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768988C1 RU2768988C1 RU2021118105A RU2021118105A RU2768988C1 RU 2768988 C1 RU2768988 C1 RU 2768988C1 RU 2021118105 A RU2021118105 A RU 2021118105A RU 2021118105 A RU2021118105 A RU 2021118105A RU 2768988 C1 RU2768988 C1 RU 2768988C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cryogenic
- power plant
- electric power
- integrated electric
- aviation
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
-
- 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
- B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/08—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of power plant cooling systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
- F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
- F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
- F25D17/08—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation using ducts
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/20—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil wherein the cooling medium vaporises within the machine casing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
Область техники.The field of technology.
Изобретение относится к размещению на летательном аппарате элементов силовых установок, в частности, устройств для циркуляции криогенной среды с принудительной циркуляцией, с использованием трубопроводов для охлаждения элементов высокотемпературных сверхпроводящих компонентов установок.SUBSTANCE: invention relates to placement of elements of power plants on an aircraft, in particular, devices for circulation of a cryogenic medium with forced circulation, using pipelines for cooling elements of high-temperature superconducting components of installations.
Уровень техники.The level of technology.
В авиационной технике к силовым установкам предъявляют самые жесткие требования по удельной мощности, эффективности и безопасности. До недавнего времени и до появления материалов и изделий на основе эффекта высокотемпературной сверхпроводимости было принципиально невозможно создать электрические приводы для движителей высокой мощности на традиционных технологиях, особенно для авиации.In aviation technology, the most stringent requirements for power density, efficiency and safety are imposed on power plants. Until recently, and before the advent of materials and products based on the effect of high-temperature superconductivity, it was fundamentally impossible to create electric drives for high-power propulsion devices using traditional technologies, especially for aviation.
Актуальные для этих задач электрические приводы, спроектированные по самым передовым технологиям и методам, без использования высокотемпературных сверхпроводников (далее ВТСП), имеют компромиссные характеристики с точки зрения эффективности и удельной мощности. Однако, системы передачи и распределения электроэнергии в традиционном исполнении, без использования ВТСП, в несколько раз превышают по массогабаритным параметрам решения на основе сверхпроводников и криогенных технологий.Actual for these tasks, electric drives, designed according to the most advanced technologies and methods, without the use of high-temperature superconductors (hereinafter referred to as HTSC), have compromise characteristics in terms of efficiency and power density. However, conventional power transmission and distribution systems, without the use of HTSC, are several times larger than solutions based on superconductors and cryogenic technologies in terms of weight and size.
Для длительного полета пассажирского или транспортного летательного аппарата (далее ЛА), с целью улучшения технических характеристик, могут применяться гибридные силовые установки (далее ГСУ), в которых питание электродвигателя осуществляется от электрических генераторов с приводом, например, от двигателей внутреннего сгорания. Для длительного полета ЛА класса меньшего, чем для пассажирских и транспортных перевозок, уже используются полностью электрические силовые установки (ЭСУ), в которых первичным источником энергии является накопительная система аккумулирования энергии (батарея, батарейный блок).For a long flight of a passenger or transport aircraft (hereinafter LA), in order to improve technical characteristics, hybrid power plants (hereinafter HPU) can be used, in which the electric motor is powered by electric generators driven, for example, by internal combustion engines. For a long flight of an aircraft of a class smaller than for passenger and transport transportation, all-electric power plants (EPS) are already used, in which the primary energy source is an energy storage system (battery, battery pack).
Электроэнергетические установки являются универсальными, первичный источник энергии в них может быть, как от электрогенератора с приводом, при этом в качестве привода может использоваться, например, двигатель внутреннего сгорания, так и от накопительной системы аккумулирования энергии (батарей, батарейного блока). При этом в каждой из указанных силовых установок для пассажирского или транспортного ЛА можно добиться снижения массогабаритных характеристик и повышения эффективности, если обмотки статора, ротора электродвигателей, электрогенератора, кабели силовой установки выполнены с использованием ВТСП проводников, которые работают при криогенных температурах.Electric power plants are universal, the primary source of energy in them can be either from an electric generator with a drive, while an internal combustion engine can be used as a drive, or from an energy storage system (batteries, battery pack). At the same time, in each of the indicated power plants for a passenger or transport aircraft, it is possible to achieve a reduction in weight and size characteristics and an increase in efficiency if the windings of the stator, rotor of electric motors, electric generator, cables of the power plant are made using HTSC conductors that operate at cryogenic temperatures.
Эффект сверхпроводимости всех известных на сегодняшний день высокотемпературных сверхпроводников лежит в криогенном диапазоне (например, ниже 77°К), поэтому для работы устройств и приборов на основе ВТСП необходим охлаждающий аппарат.The effect of superconductivity of all currently known high-temperature superconductors lies in the cryogenic range (for example, below 77°K), therefore, a cooling apparatus is required for the operation of devices and devices based on HTSC.
Так из уровня техники известна система криообеспечения по патенту RU №2616147 (F25B 45/00, 12.04.2017), предназначенная для ввода и удаления хладагента в высокотемпературных сверхпроводящих устройствах. При этом система содержит дополнительную дренажную магистраль с установленным вентилем, подогревателем паров азота и вакуумным насосом, систему подачи газообразного гелия в криостат и его барботирования через криогенную жидкость в емкости. Изобретение предназначено для увеличения эффективности и надежности поддержания заданного уровня температуры криогенной жидкости в ВТСП обмотках электрических машин.So from the prior art, a cryoprovision system is known according to patent RU No. 2616147 (F25B 45/00, 04/12/2017), designed to introduce and remove refrigerant in high-temperature superconducting devices. At the same time, the system contains an additional drainage line with an installed valve, a nitrogen vapor heater and a vacuum pump, a system for supplying gaseous helium to the cryostat and bubbling it through the cryogenic liquid in the tank. The invention is intended to increase the efficiency and reliability of maintaining a given level of cryogenic liquid temperature in HTSC windings of electrical machines.
Недостатками данной системы является использование криорефрижератора для компенсации тепловых потерь, который существенно увеличивает массу криосистемы, имея при этом ограниченную холодопроизводительность. Исходя из схематического изображения криосистемы, для ее работы требуется перепад высот между криосистемой и охлаждаемым объектом, что не всегда может быть реализовано при применении криосистемы для охлаждения двигателя на транспортном средстве. Таким образом, данную систему криообеспечения невозможно использовать на борту летательного аппарата из-за высокой массы системы и сложности в обеспечении безопасной автономной работы. Также приведенное устройство рассчитано на охлаждение только одного потребителя, и даже при установке второго циркуляционного насоса применение криорефрижератора для компенсации тепловых потерь не позволяет регулировать глубину переохлаждения каждого потребителя независимо, поскольку криорефрижератор переохлаждает весь запас хладагента в баке.The disadvantages of this system is the use of a cryocooler to compensate for heat losses, which significantly increases the mass of the cryosystem, while having a limited cooling capacity. Based on the schematic representation of the cryosystem, its operation requires a height difference between the cryosystem and the cooled object, which cannot always be realized when using a cryosystem to cool the engine on a vehicle. Thus, this cryoprovision system cannot be used on board an aircraft due to the high mass of the system and the difficulty in ensuring safe autonomous operation. Also, the given device is designed for cooling only one consumer, and even when a second circulation pump is installed, the use of a cryo-cooler to compensate for heat losses does not allow one to control the depth of subcooling of each consumer independently, since the cryo-cooler supercools the entire refrigerant supply in the tank.
Также из уровня техники известны силовые установки с использованием криогенного охлаждения для достижения высоких удельных показателей мощности в авиационной технике.Also known from the prior art are power plants using cryogenic cooling to achieve high specific power in aviation technology.
Из патентного документа US 2019009917 (B60L 0/10, 10.01.2019) известна система привода и способ обеспечения кинетической энергией двигательного устройства летательного аппарата. Приводная система выполнена в виде последовательной гибридной системы, которая содержит электродвигатель для приведения в движение двигательного устройства, генератор для обеспечения электрической энергией электродвигателя и двигатель внутреннего сгорания для обеспечения работы генератора. В конструкции генератора есть элементы, использующие при работе свойства сверхпроводимости. В качестве хладагента для генератора используется водород. Как только водород в области, окружающей генератор, превышает заданную температуру, водород извлекается из генератора в газообразном состоянии и подается в устройство, которое обрабатывает водород таким образом, что обеспечивается энергия, которая может быть использована в приводной системе. Устройство может представлять собой топливный элемент и/или двигатель внутреннего сгорания, выполненный, например, в виде водородной турбины. За счет системы и способа по указанному патенту достигается оптимальное соотношение мощности и веса для серийной гибридной приводной системы транспортного средства.From patent document US 2019009917 (B60L 0/10, 01/10/2019) a drive system and a method for providing kinetic energy to an aircraft propulsion device are known. The drive system is made in the form of a series hybrid system, which contains an electric motor to drive the propulsion device, a generator to provide electric power to the electric motor, and an internal combustion engine to ensure the operation of the generator. The design of the generator has elements that use the properties of superconductivity during operation. Hydrogen is used as a coolant for the generator. Once the hydrogen in the area surrounding the generator exceeds a predetermined temperature, the hydrogen is extracted from the generator in a gaseous state and fed to a device that treats the hydrogen in such a way that energy is provided that can be used in the drive system. The device may be a fuel cell and/or an internal combustion engine made, for example, in the form of a hydrogen turbine. The system and method of said patent achieves an optimal power-to-weight ratio for a commercial vehicle hybrid drive system.
Недостатком данного решения является то, что система привода подразумевает одностороннюю подачу хладагента из резервуара на сверхпроводниковый компонент с последующим испарением. Хладагент (часть теплоносителя может быть передана в газообразном состоянии) от генератора передается на топливный элемент, откуда продукт реакции в топливном (деионизированная вода) элементе передается на электродвигатель для его охлаждения. Однако поскольку требуемая холодильная мощность может меняться во времени, а для надежного функционирования системы привода необходимо, чтобы подаваемого хладагента было достаточно в любой момент времени, необходимо либо создавать сложную систему обратной связи, регулирующей подачу хладагента, либо всегда подавать хладагент в избыточном количестве, чтобы перекрыть теплоприток, что приводит к неэффективному расходованию хладагента. Также в описании к решению не уделяется внимание, как охлаждать несколько сверхпроводниковых компонентов-потребителей, расположенных в разных частях транспортного средства.The disadvantage of this solution is that the drive system implies a one-way supply of refrigerant from the reservoir to the superconducting component, followed by evaporation. The coolant (part of the coolant can be transferred in a gaseous state) from the generator is transferred to the fuel cell, from where the reaction product in the fuel (deionized water) element is transferred to the electric motor for cooling. However, since the required cooling capacity can vary over time, and because the drive system requires that the supply of refrigerant is sufficient at all times to function reliably, it is necessary either to create a complex feedback system that regulates the supply of refrigerant, or to always supply excess refrigerant to shut off heat gain, resulting in inefficient use of the refrigerant. Also, in the description of the solution, no attention is paid to how to cool several superconducting consumer components located in different parts of the vehicle.
Наиболее близким к предложенному изобретению является техническое решение по патенту RU №2730734 (B60K 6/22,25.08.2020). Согласно данному техническому решению гибридная силовая установка включает преобразователь первичной энергии в механическую (ППЭМ) с первичным источником энергии (ПИЭ), где в качестве преобразователя может быть двигатель внутреннего сгорания (ДВС), газотурбинный двигатель (ГТД), турбовинтовой двигатель (ТВД), турбореактивный двигатель (ТРД) и др. В качестве ПИЭ используется, например, химическое, ядерное топливо и др. ГСУ также содержит генератор электрической энергии, один или несколько электродвигателей, соединительные кабели, альтернативные источники энергии, накопительную систему аккумулирования энергии, блок распределения энергии (распределительное устройство), контроллеры и преобразовательные устройства. Дополнительно содержит блоки криоохлаждения соединительных кабелей силовой установки, выполненные с использованием сверхпроводникового материала, блоки криоохлаждения вентилей преобразовательных устройств, блоки криоохлаждения электрогенератора и электродвигателей, которые содержат обмотки якоря и возбуждения, выполненные из сверхпроводникового материала. Блоки криоохлаждения соединительных кабелей силовой установки, вентилей преобразовательных устройств, а также обмоток якоря и возбуждения электрогенератора и электродвигателей объединены в единую систему криогенного обеспечения. За счет чего достигается повышение удельной мощности, улучшение массогабаритных показателей, повышение КПД.The closest to the proposed invention is the technical solution according to the patent RU No. 2730734 (
Однако, в рамках обеспечения криогенного охлаждения в данной ГСУ каждый компонент силовой установки охлаждается отдельным блоком криогенного охлаждения, что создает большое число криогенных трубопроводов и крионасосов.However, within the framework of providing cryogenic cooling in this HPS, each component of the power plant is cooled by a separate cryogenic cooling unit, which creates a large number of cryogenic pipelines and cryopumps.
Криогенный трубопровод представляет собой двойную стальную трубу с вакуумной теплоизоляцией, обычно имеющую вес 2-5 кг/м.п., и теплоприток 2-10 Вт/м.п. Каждое криогенно охлаждаемое устройство имеет по два трубопровода - по одному криогенная среда подается в устройство, по второму осуществляется возврат в криосистему. При условии охлаждения всех устройств от единой криогенной системы, в условиях воздушного судна двигатели возможно располагать на расстоянии 15-30 метров от криосистемы. Таким образом, даже при наличии всего двух криогенно-охлаждаемых электродвигателей вес трубопроводов может составлять от 120 до 600 кг, и создавать дополнительный теплоприток в криогенный объем от 120 до 1200 Вт. Такую же тепловую нагрузку и дополнительный вес создают криогенно-охлаждаемые кабели и другие устройства. Кроме того, каждый криогенный контур требует установку независимого насосного аппарата, который создает дополнительно до 500 Вт теплопритока. В целом указанные недостатки оставляют техническое решение экспериментальным (исследовательским), сложно реализуемым в реальных условиях эксплуатации ЛА.The cryogenic pipeline is a double vacuum insulated steel pipe, typically having a weight of 2-5 kg/m.p., and a heat input of 2-10 W/m.p. Each cryogenically cooled device has two pipelines - one of the cryogenic medium is supplied to the device, the second is returned to the cryosystem. Under the condition that all devices are cooled from a single cryogenic system, in aircraft conditions, the engines can be located at a distance of 15-30 meters from the cryosystem. Thus, even with only two cryogenically cooled electric motors, the weight of the pipelines can be from 120 to 600 kg, and create an additional heat influx into the cryogenic volume from 120 to 1200 W. Cryo-cooled cables and other devices create the same thermal load and additional weight. In addition, each cryogenic circuit requires the installation of an independent pumping apparatus, which creates an additional 500 W of heat gain. In general, these shortcomings leave the technical solution experimental (research), difficult to implement in real aircraft operating conditions.
Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the essence of the invention.
Важно отметить, что некоторые компоненты (устройства), использующие сверхпроводимость при работе (на фиг. 1 - схеме авиационной интегрированной электроэнергетической установки они условно обозначены более темными прямоугольниками и объединены термином: «криогенные элементы»), как гибридных силовых установок, так и электроэнергетических силовых установок могут работать только во взаимосвязи, и выход из строя, в частности, потеря криогенного охлаждения одного устройства приведет к невозможности использовать второе и все функционально взаимосвязанные. Так, например, взаимосвязанную пару компонентов установки образуют электродвигатель и питающий его ВТСП кабель, которые могут работать только при исправном функционировании друг друга. В случае выхода из строя, например, насоса снабжения криогенной средой одного из устройств, автоматически станет невозможна эксплуатация второго, даже в случае, если его насос снабжения криогенной средой исправен.It is important to note that some components (devices) that use superconductivity during operation (in Fig. 1 - a diagram of an aviation integrated electric power plant, they are conventionally indicated by darker rectangles and are united by the term: "cryogenic elements"), both hybrid power plants and electric power plants installations can only work in interconnection, and failure, in particular, the loss of cryogenic cooling of one device will lead to the inability to use the second and all functionally interconnected. So, for example, an interconnected pair of installation components is formed by an electric motor and an HTS cable that feeds it, which can only work if each other is functioning properly. If, for example, the cryogenic medium supply pump of one of the devices fails, the operation of the second one will automatically become impossible, even if its cryogenic medium supply pump is in good order.
Таким образом, при объединении в криогенный контур, например, электродвигателя и питающего его ВТСП кабеля, снижается требуемое количество криогенных трубопроводов и криогенных насосов, вдвое снижается теплоприток по криогенным магистралям и, как следствие, вдвое снижается риск отказа системы из-за отказа криогенного насоса.Thus, when combined in a cryogenic circuit, for example, an electric motor and a HTSC cable feeding it, the required number of cryogenic pipelines and cryogenic pumps is reduced, the heat influx through cryogenic lines is halved and, as a result, the risk of system failure due to the failure of the cryogenic pump is halved.
Объединение возможно выполнить за счет подключения магистрали подачи криогенной среды от криосистемы к электродвигателю, магистраль возврата криогенной среды из электродвигателя подключить к магистрали подачи криогенной среды к ВТСП кабелю, а возвратную магистраль ВТСП кабеля подключить к криосистеме. Аналогично возможно объединить магистрали коммутационно-защитных устройств (токоограничивающего и распределительного устройств) и, если в силовой установке используется генератор, то возможно объединить магистрали генератора и ВТСП кабеля питания от генератора.Combining can be performed by connecting the cryogenic medium supply line from the cryosystem to the electric motor, connecting the cryogenic medium return line from the electric motor to the cryogenic medium supply line to the HTSC cable, and connecting the HTSC cable return line to the cryosystem. Similarly, it is possible to combine the lines of switching and protective devices (current-limiting and distribution devices) and, if a generator is used in the power plant, it is possible to combine the lines of the generator and the HTSC power cable from the generator.
Техническим результатом осуществления изобретения является снижение общей массы авиационной интегрированной электроэнергетической установки и достижение стабильной работы установки за счет снижения тепловой нагрузки на криогенную систему установки и исключения неиспользуемых криогенных насосов.The technical result of the invention is to reduce the total weight of the aviation integrated electric power plant and achieve stable operation of the plant by reducing the thermal load on the cryogenic system of the plant and eliminating unused cryogenic pumps.
Указанный технический результат достигается за счет того, что авиационная интегрированная электроэнергетическая установка, содержащая следующие компоненты: по меньшей мере, один двигатель, соединительные кабели, распределительное устройство, выполненные с использованием сверхпроводниковых материалов с возможностью криоохлаждения, накопительную систему аккумулирования энергии и криосистему с, по меньшей мере, одним контуром криогенного охлаждения для взаимосвязанных компонентов установки, выполненных с использованием сверхпроводниковых материалов.This technical result is achieved due to the fact that an aviation integrated electric power plant containing the following components: at least one engine, connecting cables, a switchgear made using superconducting materials with the possibility of cryocooling, an energy storage system and a cryosystem with at least at least one cryogenic cooling circuit for interconnected components of the installation, made using superconducting materials.
Также авиационная интегрированная электроэнергетическая установка может включать в себя генератор, выполненный с использованием сверхпроводниковых материалов с возможностью криоохлаждения, связанный с приводом от преобразователя первичной энергии в механическую и с выпрямительным устройством для вырабатываемого электричества.Also, an aviation integrated electric power plant may include a generator made using superconducting materials with the possibility of cryocooling, connected to a drive from a primary energy converter into mechanical energy and to a rectifier for generated electricity.
Кроме того, авиационная интегрированная электроэнергетическая установка может включать в себя токоограничивающее устройство.In addition, the aircraft integrated electric power plant may include a current limiting device.
Контуры криогенного охлаждения в авиационной интегрированной электроэнергетической установке могут быть выполнены для охлаждения следующих взаимосвязанных компонентов установки, выполненных с использованием сверхпроводниковых материалов: «двигателя и кабеля», и дополнительно для «генератора и кабеля» и дополнительно для «токоограничивающего устройства и распределительного устройства».Cryogenic cooling circuits in an aircraft integrated electric power plant can be designed to cool the following interconnected plant components made using superconducting materials: "motor and cable", and additionally for "generator and cable" and additionally for "current limiting device and switchgear".
При этом криосистема содержит распределительный бак с насосами и, по меньшей мере, один выход и один вход для криогенных трубопроводов по количеству криогенных контуров, а распределительный бак криосистемы включает в себя, по меньшей мере, один насос по количеству криогенных контуров.In this case, the cryosystem contains a distribution tank with pumps and at least one outlet and one inlet for cryogenic pipelines according to the number of cryogenic circuits, and the distribution tank of the cryosystem includes at least one pump according to the number of cryogenic circuits.
При этом соединение криогенных контуров может быть выполнено через быстроразъемные муфты для облегчения ремонта и обслуживания силовой установки.At the same time, the connection of cryogenic circuits can be made through quick couplings to facilitate the repair and maintenance of the power plant.
Также авиационная интегрированная электроэнергетическая установка может быть выполненная с возможностью использовать для каждого из двигателей отдельную систему управления, при этом каждый из двигателей связан с отдельным движителем.Also, the aircraft integrated electric power plant may be configured to use a separate control system for each of the engines, with each of the engines associated with a separate propulsion unit.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг. 1 представлена схема авиационной интегрированной электроэнергетической установки (АИЭУ).In FIG. 1 shows a diagram of an aviation integrated electric power plant (AIEU).
Питание потребителей электроэнергии заявленной авиационной интегрированной электроэнергетической установки может осуществляться от генератора (1) или от накопительной системы аккумулирования энергии, выполненной в виде батарейного блока (7) электроэнергии без использования генератора (1) электроэнергии в электроэнергетической системе.Power consumers of the declared aviation integrated electric power plant can be supplied from a generator (1) or from an energy storage system made in the form of a battery pack (7) of electricity without using a generator (1) of electricity in the electric power system.
Пример реализации, заявленной авиационной интегрированной электроэнергетической установки представлен (фиг. 1) с использованием, по меньшей мере, одного генератора (1) электроэнергии, приводимого в движение первичным приводом (2). Первичный привод (2) представляет собой либо двигатель внутреннего сгорания, либо газотурбинный двигатель, либо турбовинтовой двигатель, либо турбореактивный двигатель. Так как в примере реализации АИЭУ использован генератор (1), питание потребителей электроэнергии осуществляется от генератора (1) электроэнергии, вырабатываемое электричество с которого выпрямляется выпрямительным устройством (на фиг. 1 обозначено, как в/у) (3) и по высокотемпературному сверхпроводящему кабелю (4) передается на распределительное устройство (5).An example of implementation of the claimed aviation integrated electric power plant is presented (Fig. 1) using at least one generator (1) of electricity driven by the primary drive (2). The primary drive (2) is either an internal combustion engine, or a gas turbine engine, or a turboprop engine, or a turbojet engine. Since a generator (1) is used in the AIEU implementation example, power consumers are supplied from a generator (1) of electricity, the electricity generated from which is rectified by a rectifier (in Fig. 1 it is indicated as a / y) (3) and via a high-temperature superconducting cable (4) is transferred to the switchgear (5).
Выпрямительным устройством (3) является силовой блок на основе диодов, тиристоров или иных полупроводниковых приборов, который на вход получает переменный ток с обмоток генератора (1), а на выходе выдает постоянный ток.The rectifier device (3) is a power unit based on diodes, thyristors or other semiconductor devices, which receives alternating current from the generator windings (1) at the input, and produces direct current at the output.
Распределительное устройство (5) может включать в себя не менее двух пар контактов для подключения к линии питания постоянного тока, каждая из которых подключена через контактор, позволяющий управляемо подключать или отключать линию.The switchgear (5) may include at least two pairs of contacts for connection to the DC power line, each of which is connected through a contactor that allows the line to be connected or disconnected in a controlled manner.
От распределительного устройства (5) электроэнергия раздается внешним потребителям (8), таким как: системы авионики, навигации, климатические системы и т.д., а также через один или несколько кабелей (9) на, по меньшей мере, одну систему управления (10) (на фиг. 1 обозначена, как с/у), по меньшей мере, одним двигателем (11), приводящих в движение, по меньшей мере, один движитель (12).From the switchgear (5), electricity is distributed to external consumers (8), such as: avionics, navigation, climate systems, etc., as well as through one or more cables (9) to at least one control system ( 10) (in Fig. 1 it is designated as c / y), at least one engine (11), driving at least one propulsor (12).
Также к распределительному устройству (5) через токоограничивающее устройство (6) (далее по тексту - ТОУ), подключен батарейный блок (7). При этом использование ТОУ (6) является опциональным.Also, a battery pack (7) is connected to the switchgear (5) through a current-limiting device (6) (hereinafter referred to as TOU). In this case, the use of TOU (6) is optional.
В систему управления (10) двигателя (11) входят силовые полупроводниковые устройства, такие как IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором) или MOSFET транзисторы (металл - окисел -полупроводник, так же известные, как МОП-транзисторы) и Field-Effect-Transistors (транзистор, управляемый электрическим полем), которые осуществляют преобразование постоянного тока на входе в переменный ток на выходе, при чем частота и фаза переменного тока зависят от уставки частоты вращения и углового положения вала двигателя.The control system (10) of the motor (11) includes power semiconductor devices such as IGBTs (insulated gate bipolar transistors) or MOSFETs (metal-oxide-semiconductor, also known as MOSFETs) and Field-Effect-Transistors (electric field controlled transistor) that convert DC input to AC output, where the frequency and phase of the AC depend on the speed setting and the angular position of the motor shaft.
В АИЭУ предусмотрена возможность использовать для каждого из двигателей (11) отдельную систему управления (10). При этом каждый из двигателей (11) связан с отдельным движителем (12).The AIEU provides for the possibility to use a separate control system (10) for each of the engines (11). In this case, each of the engines (11) is connected to a separate propulsion unit (12).
Движитель (12) - это узел преобразования механической энергии на валу электродвигателя в пропульсивную, например, воздушный винт или вентилятор.The mover (12) is a unit for converting mechanical energy on the motor shaft into propulsive energy, for example, a propeller or a fan.
Для обеспечения криогенного охлаждения всех компонентов (устройств) АИЭУ в своем составе имеет криогенную систему (13) заполненную криогенной средой, которая посредством криогенных насосовTo ensure cryogenic cooling of all components (devices), the AIEU includes a cryogenic system (13) filled with a cryogenic medium, which, by means of cryogenic pumps,
(14) подается в контуры охлаждения АИЭУ через криогенные трубопроводы (15).(14) is supplied to the AIEU cooling circuits through cryogenic pipelines (15).
В частности, раскрытые по настоящему изобретению контуры охлаждения могут состоять из:In particular, the refrigeration circuits disclosed in accordance with the present invention may consist of:
- генератора (1) и ВТСП кабеля (4);- generator (1) and HTSC cable (4);
- двигателя (11) и ВТСП кабеля (9);- motor (11) and HTSC cable (9);
токоограничивающего устройства (6) и распределительного устройства (5).current limiting device (6) and switchgear (5).
В качестве генератора (1) и двигателей (11) используются сверхпроводящий генератор и сверхпроводящие электродвигатели.As a generator (1) and engines (11), a superconducting generator and superconducting electric motors are used.
Генератор (1) и двигатели (11) содержат, по меньшей мере, по одному сверхпроводящему компоненту, например, с обмотками якоря и возбуждения на основе высокотемпературных сверхпроводящих материалов второго поколения с высокой токонесущей способностью, которые находятся в сверхпроводящем состоянии, когда компоненты находятся при соответствующей криогенной температуре.The generator (1) and motors (11) each contain at least one superconducting component, for example, with armature and excitation windings based on high-temperature superconducting materials of the second generation with high current-carrying capacity, which are in a superconducting state when the components are at an appropriate cryogenic temperature.
Т.е. для поддержания генератора (1) и двигателей (11) в рабочем состоянии при криогенной температуре хладагента, в них подается криогенная среда. В качестве криогенной среды может использоваться, например, водород в жидком состоянии, азот, неон, гелий и т.п.Those. to maintain the generator (1) and engines (11) in working order at the cryogenic temperature of the coolant, they are supplied with a cryogenic medium. As the cryogenic medium, for example, liquid hydrogen, nitrogen, neon, helium, and the like can be used.
В качестве сверхпроводникового материала соединительных ВТСП кабелей (4,9) авиационной интегрированной электроэнергетической установки, а также обмоток якоря и возбуждения генератора (1) и двигателей (11) и ТОУ (6), используется сверхпроводниковый материал в виде длинномерных лент на базе ВТСП.As a superconducting material for connecting HTSC cables (4,9) of an aviation integrated electric power plant, as well as armature and excitation windings of a generator (1) and engines (11) and TOU (6), a superconducting material is used in the form of long tapes based on HTSC.
Криосистема (13) содержит распределительный бак, по меньше мере, один криогенный насос (14) и, по меньшей мере, один выход и вход для криогенных трубопроводов (15) по количеству криогенных контуров в АИЭУ.The cryosystem (13) contains a distribution tank, at least one cryogenic pump (14) and at least one outlet and inlet for cryogenic pipelines (15) according to the number of cryogenic circuits in the AIEU.
В качестве криогенных насосов (14) могут использоваться насосы центробежного типа.Centrifugal type pumps can be used as cryogenic pumps (14).
Каждый из криогенных трубопроводов (15) представляет собой двойную трубу, выполненную из гофрированной нержавеющей стали с вакуумной теплоизоляцией.Each of the cryogenic pipelines (15) is a double tube made of corrugated stainless steel with vacuum thermal insulation.
При этом, так как генератор (1) и токоограничивающее устройство (6) являются не обязательными компонентами (устройствами) для реализации функции АИЭУ, то количество криогенных контуров для охлаждения взаимосвязанных компонентов авиационной интегрированной электроэнергетической установки может изменяться, равно, как могут изменяться взаимосвязанные компоненты, для которых осуществляется охлаждение и последовательность объединения взаимосвязанных компонентов криогенных контуров так же может отличной от приведенной в примере реализации изобретения.At the same time, since the generator (1) and the current-limiting device (6) are optional components (devices) for the implementation of the AIEU function, the number of cryogenic circuits for cooling the interconnected components of the aviation integrated electric power plant can change, as well as the interconnected components can change, for which cooling is carried out and the sequence of combining interconnected components of cryogenic circuits can also be different from that shown in the example of the invention.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
В предложенной АИЭУ (фиг. 1) использован генератор (1) синхронного типа, два двигателя (11) синхронного типа, связанные с двумя движителями (12), расположенные на крыльях (не показаны).The proposed AIEU (Fig. 1) uses a generator (1) of a synchronous type, two engines (11) of a synchronous type associated with two propellers (12) located on the wings (not shown).
Следует отметить, что далее конкретные значения токов, давления и температур приведены для наглядности и в частных воплощениях изобретения могут существенно отличаться.It should be noted that further specific values of currents, pressures and temperatures are given for clarity and in particular embodiments of the invention may differ significantly.
Ток порядка 1000 А от генератора (1) поступает по ВТСП кабелям (4) через выпрямительное устройство (3) на распределительное устройство (5), откуда распределяется на внешних потребителей (8) порядка 10 А и на двигатели (11) порядка 500 А через ВТСП кабели (9) и две системы управления (10) по числу двигателей (11) для приведения в действие движителей (12).A current of about 1000 A from the generator (1) is supplied via HTSC cables (4) through a rectifier (3) to a switchgear (5), from where it is distributed to external consumers (8) of about 10 A and to motors (11) of about 500 A through HTSC cables (9) and two control systems (10) according to the number of motors (11) to drive the propellers (12).
Криосистема (13) содержит распределительный бак, заправленный криогенной средой (жидкий азот), четыре выхода и входа в распределительном баке для криогенных трубопроводов (15) и четыре центробежных криогенных насоса (14) по количеству криогенных контуров в АИЭУ.The cryosystem (13) contains a distribution tank filled with a cryogenic medium (liquid nitrogen), four outlets and inlets in the distribution tank for cryogenic pipelines (15) and four centrifugal cryogenic pumps (14) according to the number of cryogenic circuits in the AIEU.
Для поддержания ВТСП компонентов (устройств) АИЭУ в рабочем состоянии в требуемом количестве криогенной среды, с минимальным испарением азота в процессе работы АИЭУ, криогенная среда из распределительного бака криосистемы (13) посредствам криогенных насосовTo maintain the HTSC components (devices) of the AIEU in working condition in the required amount of cryogenic medium, with minimal nitrogen evaporation during AIEU operation, the cryogenic medium from the distribution tank of the cryosystem (13) by means of cryogenic pumps
(14) с давлением 0,5 бара подается в контуры охлаждения АИЭУ через криогенные трубопроводы (15) на контуры охлаждения «Генератор - ВТСП кабель»; на два контура «Двигатели - ВТСП кабели» и контур «ТОУ - Распределительное устройство».(14) with a pressure of 0.5 bar is supplied to the AIEU cooling circuits through cryogenic pipelines (15) to the cooling circuits "Generator - HTSC cable"; into two circuits "Motors - HTSC cables" and a circuit "TOU - Switchgear".
Каждый криогенно охлаждаемый компонент (устройство) из указанных контуров охлаждения АИЭУ имеет по два трубопровода (15) - по одному криогенная среда подается в компонент (устройство), по второму осуществляется возврат в криосистему (13).Each cryogenically cooled component (device) from the indicated cooling circuits of the AIEU has two pipelines (15) - one of the cryogenic medium is supplied to the component (device), the second is returned to the cryosystem (13).
Так в контуре охлаждения «Генератор - ВТСП кабель» жидкий азот циркулирует, поступая из криосистемы (13) по трубопроводу (15) в генератор (1), далее прямоточно по следующей части трубопровода (15) в линию ВТСП кабеля (4), далее прямоточно по следующей части трубопроводаSo in the cooling circuit "Generator - HTSC cable" liquid nitrogen circulates, coming from the cryosystem (13) through the pipeline (15) to the generator (1), then straight-through through the next part of the pipeline (15) into the line of the HTSC cable (4), then straight-through along the next part of the pipeline
(15) жидкий азот возвращается в криосистему (13), где охлаждается до температуры 72 К.(15) liquid nitrogen returns to the cryosystem (13), where it is cooled to a temperature of 72 K.
В контурах охлаждения «Двигатели - ВТСП кабели» жидкий азот циркулирует, поступая из криосистемы (13) по соответствующим трубопроводам (15), в соответствующие двигатели (11), далее прямоточно по следующим частям трубопровода (15) в линии кабелей (9), далее прямоточно по следующим частям трубопровода (15) жидкий азот возвращается в криосистему (13), где охлаждается до температуры 72 К.In the cooling circuits "Motors - HTSC cables", liquid nitrogen circulates, coming from the cryosystem (13) through the corresponding pipelines (15), into the corresponding engines (11), then directly through the following parts of the pipeline (15) into the cable lines (9), then direct-flow through the following parts of the pipeline (15), liquid nitrogen returns to the cryosystem (13), where it is cooled to a temperature of 72 K.
В контуре охлаждения «ТОУ - Распределительное устройство» жидкий азот циркулирует, поступая из криосистемы (13) по трубопроводу (15) первоначально в ТОУ (6), далее прямоточно по следующей части трубопровода (15) в распределительное устройство (5), далее прямоточно по следующей части трубопровода (15) жидкий азот возвращается в криосистему (13), где охлаждается до температуры 72 К.In the cooling circuit "TOU - Switchgear", liquid nitrogen circulates, coming from the cryosystem (13) through the pipeline (15), initially to the TOU (6), then straight through the next part of the pipeline (15) to the switchgear (5), then straight through the next part of the pipeline (15), liquid nitrogen returns to the cryosystem (13), where it is cooled to a temperature of 72 K.
Так как все ВТСП компоненты (устройства) АИЭУ охлаждаются от единой криогенной системы (13), в условиях ЛА двигатели (11) возможно расположить на расстоянии 20 метров от криосистемы (13), общий вес трубопроводов, выполненных в соответствии с заявленным изобретением, при удельном весе 3 кг/м.п., составит 120 кг, а теплоприток при удельном теплопритоке 2 Вт/м.п. - 80 Вт.Since all HTSC components (devices) of the AIEU are cooled from a single cryogenic system (13), in aircraft conditions, the engines (11) can be located at a distance of 20 meters from the cryosystem (13), the total weight of pipelines made in accordance with the claimed invention, with a specific weighing 3 kg/m.p., will be 120 kg, and the heat gain at a specific heat gain of 2 W/m.p. - 80 W.
Таким образом, за счет последовательного объединения криогенных контуров криогенных компонентов (устройств), входящих в авиационную интегрированную электроэнергетическую установку достигается снижение общей массы АИЭУ и стабильная работа установки за счет снижения тепловой нагрузки на криогенную систему и исключения криогенных насосов, необходимость в которых отсутствует при реализации заявленного решения.Thus, due to the sequential combination of cryogenic circuits of cryogenic components (devices) included in the aviation integrated electric power plant, a reduction in the total mass of the AIEU and stable operation of the plant is achieved by reducing the thermal load on the cryogenic system and eliminating cryogenic pumps, which are not necessary when implementing the stated solutions.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118105A RU2768988C1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Aviation integrated electric power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118105A RU2768988C1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Aviation integrated electric power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768988C1 true RU2768988C1 (en) | 2022-03-28 |
Family
ID=81075810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021118105A RU2768988C1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Aviation integrated electric power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768988C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006016134A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Converteam Ltd. | Superconducting electrical machines |
US9748820B2 (en) * | 2013-12-04 | 2017-08-29 | Hyper Tech Research, Inc. | Superconducting generators and motors and methods for employing same |
GB2548123A (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-13 | Rolls Royce Plc | Aircraft superconducting electrical propulsion system |
WO2020025530A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting magnet, method for the production thereof, electric machine and hybrid electric aircraft |
RU2730734C1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Hybrid power plant for vehicles |
-
2021
- 2021-06-22 RU RU2021118105A patent/RU2768988C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006016134A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Converteam Ltd. | Superconducting electrical machines |
US9748820B2 (en) * | 2013-12-04 | 2017-08-29 | Hyper Tech Research, Inc. | Superconducting generators and motors and methods for employing same |
GB2548123A (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-13 | Rolls Royce Plc | Aircraft superconducting electrical propulsion system |
WO2020025530A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting magnet, method for the production thereof, electric machine and hybrid electric aircraft |
RU2730734C1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Hybrid power plant for vehicles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Berg et al. | HTS electrical system for a distributed propulsion aircraft | |
Masson et al. | HTS machines as enabling technology for all-electric airborne vehicles | |
US20190009917A1 (en) | Drive system and method for driving a propulsion device of a vehicle using cryogenic cooling | |
US7544108B2 (en) | Power generation, distribution, and on-board power supply system for low-emissive surface marine (navy) ships of different classes and sizes | |
Dezhin et al. | Development of the future aircraft propulsion system based on HTS electrical equipment with liquid hydrogen cooling | |
CN109874370B (en) | System having an electric machine with a cryogenic component and method for operating the system | |
GB2548123A (en) | Aircraft superconducting electrical propulsion system | |
EP2575227B1 (en) | A Superconducting Electrical System | |
US20040262924A1 (en) | Marine propulsion unit | |
Nøland et al. | Next-generation cryo-electric hydrogen-powered aviation: A disruptive superconducting propulsion system cooled by onboard cryogenic fuels | |
Sirimanna et al. | Electric propulsors for zero-emission aircraft: Partially superconducting machines | |
US7935450B2 (en) | Method for operation of an energy system, as well as an energy system | |
Nam et al. | Conceptual design of an aviation propulsion system using hydrogen fuel cell and superconducting motor | |
CN112249292A (en) | Full electric propulsion system of liquid hydrogen high-temperature superconducting motor | |
RU2768988C1 (en) | Aviation integrated electric power plant | |
RU2730734C1 (en) | Hybrid power plant for vehicles | |
Asli et al. | Thermal management challenges in hybrid-electric propulsion aircraft | |
CN113169551B (en) | Energy supply system for a wading installation with a first and a second winding system of a generator system for feeding different dc voltage buses | |
Makida et al. | Design of SMES system with liquid hydrogen for emergency purpose | |
Telikapalli et al. | Resiliency analysis of cryocoolers based large scale superconducting distribution networks of electric transport systems | |
US20240063729A1 (en) | Electrical Power System Converter Control | |
EP4227223A1 (en) | System for superconducting electronics in aerospace applications | |
Thome et al. | Integration of electromagnetic technologies into shipboard applications | |
RU2767668C1 (en) | Cryosystem of an aviation integrated electric power plant based on hts | |
Kifune et al. | Fuel Saving Effect of Hybrid Propulsion System-Case: Tugboat is on Service |