[發明專利]混合式飛機

有效

• 申請號: 201380030858.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN104364155A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 弗蘭克·安東;斯文·格迪加;約翰內斯·沃倫貝格
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: B64C31/024
• 分類號: B64C31/024;B64D27/24;B64D27/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種混合式飛機以及一種用于制造飛機的方法。所述飛機具有內燃機，借助所述內燃機能夠產生驅動功率用于驅動飛機的螺旋槳。飛機特別是理解為發動機驅動的剛性機翼飛機。然而，飛機也理解為例如旋翼飛行器機(旋翼飛機、直升機)和動力滑翔機。

背景技術

在具有螺旋槳驅動的當今的飛機、例如輕型飛機中，內燃機、例如活塞式發動機或渦輪發動機剛性地通過軸或通過傳動機構與螺旋槳耦合，以便驅動所述螺旋槳。由于在內燃機和螺旋槳之間有機械耦合，如此構造的飛機驅動裝置集中地安裝在飛機上、主要在機翼上或在機身頂端上。這些位置證明是有利的妥協，以便一方面關于螺旋槳位置而且另一方面關于內燃機的這樣位置的結構標準相互協調。在此，內燃機相應地以大功率補償隨著這種協調帶來的電流損耗。然而，這導致飛機的相應大的燃油消耗。

在印刷出版物DE?10?2011?103?572?A1中描述了一種能自起動的滑翔機，所述滑翔機具有可再次充電的直流電源和帶至少兩個電動機的電驅動裝置以分別驅動一個螺旋槳。滑翔機也可以具有內燃機，所述內燃機具有與其耦合的發電機用于在飛行期間給直流電源充電。內燃機和發電機共同構成備用發電機。在飛行期間，電動機由可再次充電的直流電源供給能量。當未超出直流電源的工作電壓的預定極限值時，必須減少相關的功率或者借助備用發電機再次給直流電源充電。

在印刷出版物US?2?462?201?A中描述了一種具有電驅動的螺旋槳和由渦輪機驅動的發電機的飛機。發電機和用于螺旋槳的電動機直接通過3相發電機總線耦合。接近飛機的重心地布置發電機和渦輪機。

在印刷出版物US?4?605?185?A中描述了一種具有電驅動的螺旋槳的飛機，所述螺旋槳從發電機得到所述螺旋槳的電能，所述飛機通過內燃機驅動。內燃機如此強大，以至于飛機能夠以比通常更大的速度飛行。對于內燃機發生故障的情況，設置用于供電的蓄電池，所述蓄電池使得電動機能在緊急情況下工作。

在印刷出版物DE?10?2008?014?404?A1中描述了一種具有混合式驅動裝置的飛行器，其中，燃料發動機驅動用于產生電流的發電機，并且所述電流給用作初級驅動裝置的電動機和/或緩沖蓄電池供電，其中，也能夠以來自緩沖蓄電池的電流給電動機供電。當燃料發動機發生故障時，由緩沖蓄電池給電動機供電，為此如此設計緩沖蓄電池供電，即始終確保飛行器可靠地著陸，其方式是，如此設計所述蓄電池，即實現15分鐘的剩余飛行時間。

在印刷出版物WO?2011/144690?A1中描述了一種直升機，在直升機中利用電機驅動旋翼，其中，為此所需的電能通過馬達發電機單元產生，此外，由發電機產生的電能輸出到電存儲器上，因此，如果馬達發電機單元一個或多個內燃機發生故障時，由所述存儲器中間儲存的能量可以用于對電機的應急供電。中間儲存的能量也可以用于服務電機所需的功率中的峰值。

在印刷出版物DE?195?25?267?C2中描述了一種驅動裝置，所述驅動裝置使用氫氣作為能量源，所述氫氣根據需求直接地或者通過鋰、鈉和其他基本元素以及水的反應產生，并且接著借助驅動單元、例如燃氣渦輪機或柴油機或者借助具有發電機的熱力發動機轉換成驅動能量。

在印刷出版物WO?2011/144696?A1中描述了一種偏轉翼飛機，在所述偏轉翼飛機中，用于驅動所有螺旋槳所需的功率由共同的馬達單元或渦輪機單元提供，接著功率通過電耦合器根據傳播任務最佳地分布在螺旋槳上，所述螺旋槳由電動機驅動。

在印刷出版物US?1,511,448?A中描述了一種具有電驅動的螺旋槳的飛機，其中，電驅動馬達從發電機得到所述電驅動馬達的能量，所述發電機由發動機驅動。發動機可以布置在飛機的機頭中，而具有電動機的螺旋槳可以安裝在機翼上。

在印刷出版物US?4,554,989中描述了一種直升機，其旋翼被電驅動，其中，發電機產生用于驅動旋翼所需的電能。發電機由渦輪機驅動，所述渦輪機的豎排氣道向上敞開。

在印刷出版物DE?10?2010?021?026?A1描述了一種用于飛行器的混合式驅動和能量系統。能量產生系統通過變換器將電能提供給直升機的主旋翼的第一電動機。能量產生系統可以包括例如汪克爾發動機(Wankelmotor)和發電機。在直升機的巡航中，當用于主旋翼的電動機的功率需要量不是如同在起動時那樣大時，則能量產生系統的如此可支配的附加功率可以用于給蓄電池充電。

在印刷出版物US?2011/0089290?A1描述了一種具有噴氣式發動機的飛機，所述噴氣式發動機布置在機翼表面上，以便因此減少驅動機構的噪音發射到底板。