RU2786123C1 - Method for operation of hybrid power plant of aircraft - Google Patents

Method for operation of hybrid power plant of aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2786123C1
RU2786123C1 RU2022121590A RU2022121590A RU2786123C1 RU 2786123 C1 RU2786123 C1 RU 2786123C1 RU 2022121590 A RU2022121590 A RU 2022121590A RU 2022121590 A RU2022121590 A RU 2022121590A RU 2786123 C1 RU2786123 C1 RU 2786123C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
heat engine
electric motor
engine
mode
Prior art date
Application number
RU2022121590A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Николаевич Варюхин
Максим Александрович Овдиенко
Александр Валикоевич Гелиев
Денис Игоревич Журавлев
Артур Вадимович Власов
Иван Олегович Киселев
Виктор Савельевич Захарченко
Павел Сергеевич Кулешов
Григорий Сергеевич Иванов
Флюр Рашитович Исмагилов
Вячеслав Евгеньевич Вавилов
Алексей Анатольевич Жеребцов
Оксана Алексеевна Юшкова
Евгений Олегович Жарков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Application granted granted Critical
Publication of RU2786123C1 publication Critical patent/RU2786123C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engine building.
SUBSTANCE: in a method for operation of a hybrid power plant of an aircraft, a thermal engine and an electric engine connected to a propeller engine are started. The hybrid power plant is sequentially operated in take-off, ascent, cruise mode flight, descent, and landing modes. An electrical connection of the electric engine and a generator is performed using a synchronous AC electrical network. Before starting the thermal engine, a kinematic connection between the generator and the thermal engine is turned off, the generator is spined in a motion mode from a DC power supply source, a frequency of rotation of the generator is synchronized with a frequency of rotation of the thermal engine. A kinematic connection is between the engine and the generator is turned on in the take-off mode, and it is implemented in all flight modes.
EFFECT: efficiency of plant operation is increased.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способу работы гибридной силовой установки летательного аппарата, и может быть использовано для обеспечения их автономного запуска.The invention relates to engine building, and in particular to a method of operation of a hybrid power plant of an aircraft, and can be used to ensure their autonomous launch.

Известен способ работы гибридной силовой установки летательного аппарата, заключающийся в том, что осуществляют запуск теплового двигателя и запуск от источника питания постоянного тока стартер-генератора и подают суммарную мощность на винтовой движитель при помощи соответствующих кинематических связей, а после завершения взлета на режимах крейсерского полета, снижения и посадки переключают стартер-генератор в режим генерирования электроэнергии и осуществляют зарядку источника постоянного тока от генератора и режим сопротивления вращению винтового движителя (RU 2694695, 2019 г.). В известном техническом решении кинематическая связь теплового двигателя и стартер-генератора с винтовым движителем осуществляется при помощи редуктора на всех режимах работы гибридного двигателя, при этом после выхода теплового двигателя на взлетный режим кратковременно подключают стартер-генератор в режим электродвигателя с выдачей мощности на винтовой движитель через редуктор.A known method of operation of a hybrid power plant of an aircraft, which consists in starting a heat engine and starting a starter-generator from a DC power source and supplying the total power to the screw propeller using the appropriate kinematic connections, and after completing the takeoff in cruising flight modes, descents and landings switch the starter-generator to the power generation mode and charge the DC source from the generator and the propeller rotation resistance mode (RU 2694695, 2019). In the known technical solution, the kinematic connection of the heat engine and the starter-generator with the screw propeller is carried out using a gearbox in all modes of operation of the hybrid engine, while after the heat engine enters the take-off mode, the starter-generator is briefly connected to the electric motor mode with power output to the screw propeller through reducer.

Известен способ работы гибридной силовой установки летательного аппарата, заключающийся в том, что на режимах взлета летательного аппарата, набора высоты, и на режимах, требующих повышения мощности подают энергию на электродвигатель, кинематически связанный с винтовым двигателем, от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты и одновременно от генератора, кинематически связанного с тепловым движителем, а на крейсерском режиме, и при работе в условиях низкой мощности отключают источник питания постоянного тока от электродвигателя и осуществляют работу электродвигателя от генератора (US2020083823, 2020 г.).A known method of operation of a hybrid power plant of an aircraft, which consists in the fact that in the modes of takeoff of the aircraft, climb, and in modes requiring increased power, energy is supplied to the electric motor, kinematically connected to the propeller motor, from a DC power source through a frequency converter and simultaneously from the generator kinematically connected to the heat engine, and in the cruising mode and when operating in low power conditions, the DC power supply is disconnected from the electric motor and the electric motor is operated from the generator (US2020083823, 2020).

Наиболее близким по технической сущности и назначению к заявляемому изобретению является способ работы гибридной силовой установки летательного аппарата, заключающийся в том, что подают топливо и осуществляют запуск теплового двигателя и запуск от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты по меньшей мере одного электродвигателя, кинематически связанного с винтовым движителем, последовательно осуществляют работу гибридной силовой установки на режимах взлета летательного аппарата, набора высоты, полета на крейсерском режиме, снижения и посадки, причем на режимах, требующих повышения мощности дополнительно подают энергию на электродвигатель от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты и одновременно от генератора, кинематически связанного с тепловым двигателем, а на крейсерском режиме, режиме снижения и посадки отключают источник питания постоянного тока от электродвигателя и осуществляют его зарядку от генератора (RU 2727287, 2020 г.).The closest in technical essence and purpose to the claimed invention is a method of operating a hybrid power plant of an aircraft, which consists in supplying fuel and starting a heat engine and starting from a DC power source through a frequency converter of at least one electric motor kinematically connected to screw propulsion, sequentially carry out the operation of the hybrid power plant in the modes of takeoff of the aircraft, climb, flight in cruise mode, descent and landing, and in modes requiring increased power, energy is additionally supplied to the electric motor from a DC power source through a frequency converter and simultaneously from generator kinematically connected to the heat engine, and in cruising mode, descent and landing mode, the DC power source is disconnected from the electric motor and it is charged from the generator (RU 2727287, 2020).

В известных технических решениях, указанных выше, режим запуска осуществляется при постоянной кинематической связи теплового двигателя и генератора. В результате создается дополнительный тормозящий момент, ухудшающий условия автономного запуска, что приводит соответственно к увеличению энергетических затрат и времени запуска. Кроме того, необходимым условием является совпадение частот генератора и электродвигателя, или частоты должны задаваться в жестком соотношении (допустимо незначительное рассогласование в узком диапазоне). На практике в гибридных силовых установках с тепловым двигателем при запуске последнего или на переходных режимах это требование сложно обеспечить, поэтому генератор электрически связан с выпрямителем, от которого постоянный ток подается на преобразователь частоты. Последний в свою очередь преобразует постоянный ток обратно в переменный, но с параметрами, необходимыми для электродвигателя. В результате при таком совмещенном последовательно-параллельном способе подключения происходит потеря около 5% к.п.д., а на режимах создания большой тяги (форсаж) при значительном увеличении тока возникает необходимость дополнительного охлаждения элементов системы энергоснабжения (преобразователя частот), что требует увеличения массогабаритов установки и значительных энергозатрат.In the well-known technical solutions mentioned above, the start mode is carried out with a constant kinematic connection between the heat engine and the generator. As a result, an additional braking torque is created, which worsens the conditions for an autonomous start, which leads, respectively, to an increase in energy costs and start time. In addition, a necessary condition is the coincidence of the frequencies of the generator and the electric motor, or the frequencies must be set in a rigid ratio (a slight mismatch is acceptable in a narrow range). In practice, in hybrid power plants with a heat engine, when starting the latter or during transient conditions, this requirement is difficult to meet, so the generator is electrically connected to the rectifier, from which direct current is supplied to the frequency converter. The latter, in turn, converts the direct current back into alternating current, but with the parameters necessary for the electric motor. As a result, with such a combined series-parallel connection method, there is a loss of about 5% efficiency, and in the modes of creating high thrust (afterburner), with a significant increase in current, it becomes necessary to additionally cool the elements of the power supply system (frequency converter), which requires an increase weight and dimensions of the installation and significant energy consumption.

Таким образом, существенным недостатком известных технических решений, указанных выше, является низкая эффективность работы гибридной силовой установки.Thus, a significant drawback of the known technical solutions mentioned above is the low efficiency of the hybrid power plant.

Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в расширении арсенала технических средств, а именно в создании способа работы гибридной силовой установки летательного аппарата, обеспечивающего повышение эффективности ее работы.The technical problem solved by the claimed invention is to expand the arsenal of technical means, namely, to create a method of operation of the hybrid power plant of the aircraft, providing an increase in the efficiency of its operation.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в реализации его назначения, т.е. в создании способа работы гибридной силовой установки летательного аппарата, обеспечивающего повышение ее эффективности за счет повышения к. п. д. путем исключения дополнительного тормозного момента при реализации автономного запуска теплового двигателя, снижения расхода топлива и уменьшения выброса продуктов сгорания топлива в окружающую среду на крейсерском режиме полета, и снижение энергозатрат на охлаждение конструктивных элементов системы энергоснабжения.The technical result achieved by the implementation of the proposed invention is the implementation of its purpose, i.e. in creating a method of operation of a hybrid power plant of an aircraft, providing an increase in its efficiency by increasing efficiency by eliminating additional braking torque when implementing an autonomous start of a heat engine, reducing fuel consumption and reducing the emission of fuel combustion products into the environment in cruising mode flight, and reducing energy consumption for cooling the structural elements of the power supply system.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что при осуществлении способа работы гибридной силовой установки летательного аппарата, заключающегося в том, что подают топливо и осуществляют запуск теплового двигателя и запуск от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты по меньшей мере одного электродвигателя, кинематически связанного с винтовым движителем, последовательно осуществляют работу гибридной силовой установки на режимах взлета летательного аппарата, набора высоты, полета на крейсерском режиме, снижения и посадки, причем на режимах, требующих повышения мощности дополнительно подают энергию на электродвигатель от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты и одновременно от генератора, кинематически связанного с тепловым двигателем, а на крейсерском режиме, режиме снижения и посадки отключают источник питания постоянного тока от электродвигателя и осуществляют его зарядку от генератора, согласно предлагаемому техническому решению электрическую связь по меньшей мере одного электродвигателя и генератора осуществляют при помощи синхронной электрической сети переменного тока, предварительно перед запуском теплового двигателя отключают кинематическую связь между генератором и тепловым двигателем, раскручивают генератор в двигательном режиме от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты, синхронизируют частоту вращения генератора с частотой вращения теплового двигателя, включают кинематическую связь между тепловым двигателем и генератором на режиме взлета и осуществляют ее на всех режимах полета.The claimed technical result is achieved due to the fact that when implementing the method of operating a hybrid power plant of an aircraft, which consists in supplying fuel and starting a heat engine and starting from a DC power source through a frequency converter of at least one electric motor kinematically connected to screw propulsion, sequentially carry out the operation of the hybrid power plant in the modes of takeoff of the aircraft, climb, flight in cruise mode, descent and landing, and in modes requiring increased power, energy is additionally supplied to the electric motor from a DC power source through a frequency converter and simultaneously from generator, kinematically connected with the heat engine, and in cruising mode, descent and landing mode, the DC power source is disconnected from the electric motor and it is charged from the generator, according to the proposed technical in the solution, the electrical connection of at least one electric motor and the generator is carried out using a synchronous AC electrical network, prior to starting the heat engine, the kinematic connection between the generator and the heat engine is disconnected, the generator is spun in motor mode from the DC power source through the frequency converter, the frequency is synchronized rotation of the generator with the rotational speed of the heat engine, include kinematic connection between the heat engine and the generator in the takeoff mode and carry it out in all flight modes.

Существенность отличительных признаков технического решения подтверждается тем, что только совокупность всех признаков, описывающая предлагаемое техническое решение, позволяет обеспечить решение поставленной технической проблемы с достижением заявленного технического результата, а именно:The significance of the distinguishing features of the technical solution is confirmed by the fact that only the totality of all the features describing the proposed technical solution makes it possible to provide a solution to the technical problem posed with the achievement of the claimed technical result, namely:

- предварительное отключение перед запуском теплового двигателя кинематической связи между генератором и тепловым двигателем, раскручивание генератора в двигательном режиме от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты, синхронизация частоты вращения генератора с частотой вращения теплового двигателя, и включение кинематической связи между тепловым двигателем и генератором на режиме взлета исключает дополнительный тормозной момент на валу теплового двигателя при реализации автономного запуска теплового двигателя, и сокращает время выхода на режим с номинальными оборотами;- preliminary shutdown before starting the heat engine of the kinematic connection between the generator and the heat engine, spinning up the generator in motor mode from a DC power source through a frequency converter, synchronization of the generator speed with the speed of the heat engine, and switching on the kinematic connection between the heat engine and the generator in the mode take-off eliminates additional braking torque on the heat engine shaft when implementing an autonomous start of the heat engine, and reduces the time to reach the nominal speed mode;

- осуществление электрической связи по меньшей мере одного электродвигателя и генератора при помощи синхронной электрической сети переменного тока, и осуществление кинематической связи между тепловым двигателем и генератором на всех режимах полета обеспечивает повышение коэффициента полезного действия путем снижения энергозатрат на охлаждение конструктивных элементов системы энергоснабжения, снижение расхода жидкого топлива и уменьшение выброса продуктов сгорания топлива в окружающую среду.- the implementation of electrical connection of at least one electric motor and generator using a synchronous AC electrical network, and the implementation of kinematic communication between the heat engine and the generator in all flight modes provides an increase in efficiency by reducing energy consumption for cooling the structural elements of the power supply system, reducing the flow of liquid fuel and reducing the emission of fuel combustion products into the environment.

Настоящее изобретение поясняется следующим подробным описанием способа работы гибридной силовой установки летательного аппарата и ссылкой на иллюстрацию, где представлена схема гибридной силовой установки, реализующей предлагаемое техническое решение. На чертеже приняты следующие обозначения:The present invention is explained by the following detailed description of the method of operation of the hybrid power plant of the aircraft and reference to the illustration, which shows a diagram of a hybrid power plant that implements the proposed technical solution. The following designations are adopted in the drawing:

1 - стартер;1 - starter;

2 - тепловой двигатель;2 - heat engine;

3 - обгонная муфта;3 - overrunning clutch;

4 - генератор;4 - generator;

5 -электродвигатель;5 - electric motor;

6 - винтовой движитель;6 - screw propeller;

7 - выпрямитель;7 - rectifier;

8 - преобразователь частоты;8 - frequency converter;

9 - источник постоянного тока;9 - direct current source;

10 - синхронная электрическая сеть переменного тока;10 - synchronous electrical network of alternating current;

11 - электрическая сеть постоянного тока;11 - DC electrical network;

12 - электрическая сеть переменного тока.12 - AC electrical network.

Гибридная силовая установка летательного аппарата содержит подключенные последовательно стартер 1, тепловой двигатель 2, кинематически связанный при помощи, например, обгонной муфты 3 с генератором 4, и электродвигатель 5, кинематически связанный с винтовым движителем 6. Параллельно генератору 4 и электродвигателю 5 подключены выпрямитель 7, преобразователь частоты 8 и источник 9 постоянного тока. При этом связь по меньшей мере одного электродвигателя 5 и генератора 4 осуществляется при помощи синхронной электрической сети 10 переменного тока, связь выпрямителя 7, преобразователя 8 частоты и источника 9 постоянного тока осуществляется при помощи электрической сети 11 постоянного тока, а связь преобразователя частоты 8 с электродвигателем 5 осуществляется при помощи электрической сети 12 переменного тока.The hybrid power plant of the aircraft contains a starter 1 connected in series, a heat engine 2, kinematically connected by means of, for example, a freewheel 3 with a generator 4, and an electric motor 5, kinematically connected to a screw propeller 6. Parallel to the generator 4 and the electric motor 5, a rectifier 7 is connected, frequency converter 8 and DC source 9. At the same time, the connection of at least one electric motor 5 and the generator 4 is carried out using a synchronous electrical network 10 AC, the connection of the rectifier 7, the frequency converter 8 and the DC source 9 is carried out using the electric network 11 DC, and the connection of the frequency converter 8 with the electric motor 5 is carried out using the electrical network 12 alternating current.

Способ работы гибридной силовой установки летательного аппарата осуществляется следующим образом.The method of operation of the hybrid power plant of the aircraft is as follows.

Предварительно перед запуском теплового двигателя 2 при помощи обгонной муфты 3 отключают кинематическую связь между генератором 4 и тепловым двигателем 2. Через преобразователь 8 частоты от источника 9 постоянного тока через электрическую сеть 11 постоянного тока раскручивают электродвигатель 5 и генератор 4 (последний как обратимую электромашину). Одновременно подают топливо в тепловой двигатель 2 и осуществляют независимый пуск последнего от стартера 1. В процессе раскрутки синхронизируют частоту вращения генератора 4 с частотой вращения теплового двигателя 2, после чего через обгонную муфту 3 осуществляют кинематическую связь между генератором 4 с тепловым двигателем 2. При этом обгонная муфта 3 передает момент вращения от теплового двигателя 2 к генератору 4 только после того, как частота вращения генератора 4 и электродвигателя 5 превысит частоту вращения теплового двигателя 2, что позволяет исключить дополнительный тормозящий момент, приводящий к ухудшению условий в режиме автономного запуска теплового двигателя 2. Для создания тягового усилия, необходимого для реализации режима взлета летательного аппарата (на чертеже не показан), увеличивают шаг винтового движителя 6. При этом изменяются (по сравнению с известными техническими решениями, использующими выпрямитель и преобразователь частоты) режимы работы теплового двигателя 2 и винтового движителя 6. Возрастает крутящий момент, и электродвигатель 5 начинает тормозиться. Поскольку используется синхронная электрическая сеть 10 переменного тока, то генератор 4, вращаемый тепловым двигателем 2, также будет тормозится вместе с электродвигателем 5, поэтому для поддержания частоты вращения увеличивают подачу топлива. При ускорении электродвигателя 5 возможны аналогичные обратные действия с уменьшением подачи топлива. Синхронная электрическая сеть 10 переменного тока между генератором 4 и электродвигателем 5 исключает двойное преобразование электроэнергии через электрическую сеть 11 постоянного тока сначала в выпрямителе 7, затем в преобразователе 8 частоты, т.е. обеспечивается передачу крутящего момента от теплового двигателя 2 на винтовой движитель 6 через синхронную электрическую сеть 10 переменного тока. Применение синхронной электрической сети 10 переменного тока для связи электродвигателя 5 и генератора 4 с исключением выпрямителя 7 и преобразователя частоты 8 позволяет снизить потери на преобразование энергии (порядка 5%), а также снижает затраты энергии на охлаждение конструктивных элементов системы энергоснабжения (преобразователя частоты 8). Таким образом, выпрямитель 7, включенный параллельно генератору 4 и электродвигателю 5, не участвует в передаче электрической энергии от генератора 4 к электродвигателю 5 через преобразователь частоты 8, т.е. переменный ток от генератора 4 подается на электродвигатель 5 по прямой последовательной схеме подключения через синхронную электрическую сеть 10 переменного тока. При этом работа синхронной электрической сети 10 переменного тока возможна только в узком диапазоне нагрузок и скорости их изменения. В этом случае на всех режимах полета, отключают источник 9 постоянного тока от электродвигателя 5, а параллельную схему подключения используют для зарядки источника 9 постоянного тока от генератора 4. На режимах, требующих повышения мощности (форсаж), энергию на электродвигатель 5 подают одновременно от генератора 4, и дополнительно от источника 9 постоянного тока через преобразователь частоты 8. В этом случае потери к.п.д. будут только на переходных краткосрочных режимах, что позволяет снизить требования по охлаждению выпрямителя 7 и преобразователя частоты 8. При этом кинематическую связь между тепловым двигателем 2 и генератором 4 осуществляют постоянно на всех режимах полета.Prior to starting the heat engine 2, the freewheel 3 disconnects the kinematic connection between the generator 4 and the heat engine 2. Through the frequency converter 8, the electric motor 5 and the generator 4 (the latter as a reversible electric machine) are spun from the DC source 9 through the DC electrical network 11. At the same time, fuel is supplied to the heat engine 2 and the latter is started independently from the starter 1. During the spin-up, the rotational speed of the generator 4 is synchronized with the rotational speed of the heat engine 2, after which, through the overrunning clutch 3, the kinematic connection between the generator 4 and the heat engine 2 is carried out. overrunning clutch 3 transmits the torque from the heat engine 2 to the generator 4 only after the rotational speed of the generator 4 and the electric motor 5 exceeds the rotational speed of the heat engine 2, which makes it possible to eliminate additional braking torque, leading to deterioration in conditions in the mode of autonomous start of the heat engine 2 To create the traction force necessary to implement the take-off mode of the aircraft (not shown in the drawing), the pitch of the screw propeller 6 is increased. i 2 and screw propulsion 6. The torque increases, and the electric motor 5 starts to slow down. Since a synchronous alternating current electrical network 10 is used, the generator 4 rotated by the heat engine 2 will also be braked along with the electric motor 5, so the fuel supply is increased to maintain the rotation speed. When accelerating the electric motor 5, similar reverse actions are possible with a decrease in the fuel supply. The synchronous AC electrical network 10 between the generator 4 and the electric motor 5 eliminates the double conversion of electricity through the DC electrical network 11, first in the rectifier 7, then in the frequency converter 8, i.e. transmission of torque from the heat engine 2 to the screw propeller 6 through a synchronous AC network 10 is ensured. The use of a synchronous electrical network 10 AC to connect the electric motor 5 and generator 4 with the exception of the rectifier 7 and the frequency converter 8 allows you to reduce energy conversion losses (about 5%), and also reduces energy costs for cooling the structural elements of the power supply system (frequency converter 8) . Thus, the rectifier 7, connected in parallel with the generator 4 and the electric motor 5, does not participate in the transfer of electrical energy from the generator 4 to the electric motor 5 through the frequency converter 8, i.e. alternating current from the generator 4 is supplied to the electric motor 5 in a direct series connection through a synchronous electrical network 10 alternating current. In this case, the operation of the synchronous electrical network 10 AC is possible only in a narrow range of loads and their rate of change. In this case, in all flight modes, the DC source 9 is disconnected from the electric motor 5, and the parallel connection scheme is used to charge the DC source 9 from the generator 4. In modes requiring increased power (afterburner), energy is supplied to the electric motor 5 simultaneously from the generator 4, and additionally from a DC source 9 through a frequency converter 8. In this case, the loss of efficiency. will only be in transient short-term modes, which reduces the requirements for cooling the rectifier 7 and the frequency converter 8. In this case, the kinematic connection between the heat engine 2 and the generator 4 is carried out constantly in all flight modes.

Таким образом, предварительное отключение перед запуском теплового двигателя кинематической связи между генератором и тепловым двигателем, осуществление запуска электродвигателя и генератора в двигательном режиме от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты, синхронизация частоты вращения генератора с частотой вращения теплового двигателя, включение кинематической связи между тепловым двигателем и генератором на режиме взлета и осуществление ее на всех режимах полета обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в реализации его назначения, т.е. в создании способа работы гибридной силовой установки летательного аппарата, обеспечивающего повышение ее эффективности за счет повышения к.п.д. путем исключения дополнительного тормозного момента при реализации автономного запуска теплового двигателя, снижения расхода жидкого топлива и уменьшения выброса продуктов сгорания топлива в окружающую среду на крейсерском режиме полета, и снижение энергозатрат на охлаждение конструктивных элементов системы энергоснабжения на крейсерском режиме полета.Thus, preliminary shutdown before starting the heat engine of the kinematic connection between the generator and the heat engine, starting the electric motor and the generator in motor mode from a DC power source through a frequency converter, synchronizing the generator speed with the speed of the heat engine, switching on the kinematic connection between the heat engine and a generator in the takeoff mode and its implementation in all flight modes ensures the achievement of the technical result, which consists in the implementation of its purpose, i.e. in creating a method of operation of a hybrid power plant of an aircraft, providing an increase in its efficiency by increasing efficiency. by eliminating additional braking torque when implementing an autonomous start of a heat engine, reducing the consumption of liquid fuel and reducing the emission of fuel combustion products into the environment in the cruising flight mode, and reducing energy costs for cooling the structural elements of the power supply system in the cruising flight mode.

Claims (1)

Способ работы гибридной силовой установки летательного аппарата, заключающийся в том, что подают топливо и осуществляют запуск теплового двигателя и запуск от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты по меньшей мере одного электродвигателя, кинематически связанного с винтовым движителем, последовательно осуществляют работу гибридной силовой установки на режимах взлета летательного аппарата, набора высоты, полета на крейсерском режиме, снижения и посадки, причем на режимах, требующих повышения мощности, дополнительно подают энергию на электродвигатель от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты и одновременно от генератора, кинематически связанного с тепловым двигателем, а на крейсерском режиме, режиме снижения и посадки отключают источник питания постоянного тока от электродвигателя и осуществляют его зарядку от генератора, отличающийся тем, что электрическую связь по меньшей мере одного электродвигателя и генератора осуществляют при помощи синхронной электрической сети переменного тока, предварительно перед запуском теплового двигателя отключают кинематическую связь между генератором и тепловым двигателем, раскручивают генератор в двигательном режиме от источника питания постоянного тока через преобразователь частоты, синхронизируют частоту вращения генератора с частотой вращения теплового двигателя, включают кинематическую связь между тепловым двигателем и генератором на режиме взлета и осуществляют ее на всех режимах полета.A method of operating a hybrid power plant of an aircraft, which consists in supplying fuel and starting a heat engine and starting from a DC power source through a frequency converter at least one electric motor kinematically connected to a screw propeller, sequentially operating the hybrid power plant in modes aircraft takeoff, climb, cruising flight, descent and landing, and in modes requiring increased power, additional energy is supplied to the electric motor from a DC power source through a frequency converter and simultaneously from a generator kinematically connected to a heat engine, and cruising mode, descent and landing mode, the DC power source is disconnected from the electric motor and it is charged from the generator, characterized in that the electrical connection of at least one electric motor and the generator is carried out using switchgear of a synchronous AC electrical network, prior to starting the heat engine, the kinematic connection between the generator and the heat engine is disconnected, the generator is spun in motor mode from the DC power source through the frequency converter, the generator speed is synchronized with the heat engine speed, the kinematic connection between the heat engine is switched on engine and generator in takeoff mode and carry it out in all flight modes.
RU2022121590A 2022-08-09 Method for operation of hybrid power plant of aircraft RU2786123C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786123C1 true RU2786123C1 (en) 2022-12-19

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3162713A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-03 Sikorsky Aircraft Corporation Power leveling controller
RU174731U1 (en) * 2017-03-07 2017-10-30 Борис Яковлевич Тузов HYBRID SCREEN
RU2662339C2 (en) * 2016-01-19 2018-07-25 Евгений Петрович Юриков Rotor-craft
RU2692513C2 (en) * 2014-10-20 2019-06-25 Сафран Хеликоптер Энджинз Hybrid power plant of multi-engine aircraft
RU2694695C1 (en) * 2018-12-05 2019-07-16 Шамиль Абдулбарович Сулейманов Method of distribution and control of rotorcraft with helicopter drive hybrid system
RU2716391C2 (en) * 2017-12-12 2020-03-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли России Unmanned aerial vehicle of vertical take-off and landing
RU2727287C1 (en) * 2019-10-23 2020-07-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Hybrid power plant
RU2773972C1 (en) * 2021-11-22 2022-06-14 Анатолий Михайлович Криштоп Cristop rotor-wing aircraft (crwa), hybrid power plants (hpp) and method for functioning of crwa with hpp (options)

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692513C2 (en) * 2014-10-20 2019-06-25 Сафран Хеликоптер Энджинз Hybrid power plant of multi-engine aircraft
EP3162713A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-03 Sikorsky Aircraft Corporation Power leveling controller
RU2662339C2 (en) * 2016-01-19 2018-07-25 Евгений Петрович Юриков Rotor-craft
RU174731U1 (en) * 2017-03-07 2017-10-30 Борис Яковлевич Тузов HYBRID SCREEN
RU2716391C2 (en) * 2017-12-12 2020-03-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли России Unmanned aerial vehicle of vertical take-off and landing
RU2694695C1 (en) * 2018-12-05 2019-07-16 Шамиль Абдулбарович Сулейманов Method of distribution and control of rotorcraft with helicopter drive hybrid system
RU2727287C1 (en) * 2019-10-23 2020-07-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Hybrid power plant
RU2773972C1 (en) * 2021-11-22 2022-06-14 Анатолий Михайлович Криштоп Cristop rotor-wing aircraft (crwa), hybrid power plants (hpp) and method for functioning of crwa with hpp (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11542021B2 (en) Aircraft propulsion system
CN105691610B (en) For helicopter hybrid power system and there is its helicopter
US10131441B2 (en) Aircraft electrical network
CN106458322B (en) The framework and corresponding helicopter of multi engine helicopter propulsion system
CN104627377B (en) Electric system for aircraft
US11608188B2 (en) Hybrid propulsion for an aircraft
CN106232475B (en) The framework and corresponding helicopter of multi engine helicopter propulsion system
US9365276B2 (en) Drive cascade system for a watercraft
CN101767645A (en) Novel electric propulsion system
CN108528735B (en) Tandem type hybrid power aircraft and control method thereof
EP3992085A1 (en) Starting methods for hybrid-electric aircraft
CN109094790A (en) A kind of the power configuration scheme and control method of the hybrid power system for helicopter
CN107565727B (en) Variable speed internal combustion engine generator set-variable speed constant frequency AC/DC salient pole synchronous generator set
RU2786123C1 (en) Method for operation of hybrid power plant of aircraft
CN201694383U (en) Electric power propulsion system
CN106936130A (en) Bank electricity access system and its cut-in method based on ship direct current networking
CN110481800A (en) Hybrid power system and multi-rotor aerocraft for multi-rotor aerocraft
CN206679237U (en) The fault traversing system of ship direct current networking electric propulsion system
CN112706929B (en) Hybrid power system for fixed wing unmanned aerial vehicle and propelling method
RU2483972C1 (en) Method of controlling ship combined power plant
CN215646182U (en) Power supply system for hybrid aircraft
US20230246573A1 (en) Propulsion channel for aircraft
CN117585170A (en) Distributed multi-oar vertical take-off and landing aircraft hybrid power system and management method
EP4187737A1 (en) Electrical power system
CN218431697U (en) High-power direct current hybrid system and ship