Силовая установка для летательного аппарата

Авторы патента:


Силовая установка для летательного аппарата
Силовая установка для летательного аппарата
Силовая установка для летательного аппарата
Силовая установка для летательного аппарата
Силовая установка для летательного аппарата
Силовая установка для летательного аппарата

 


Владельцы патента RU 2448874:

ЭЙРБАС ОПЕРЕЙШНЗ ГМБХ (DE)

Изобретения относятся к области авиации, более конкретно, к силовой установке для летательного аппарата, способу осуществления движения летательного аппарата и летательному аппарату. Силовая установка содержит первый преобразователь (4) энергии, второй преобразователь (5) энергии, движитель (1), первый резервуар (6) с первым топливом и второй резервуар (11) со вторым топливом. Первый преобразователь (4) вырабатывает первую энергию движения, второй преобразователь (5) вырабатывает вторую энергию движения, первый преобразователь (4) энергии и второй преобразователь (5) энергии выполнены таким образом, что обеспечивают первой энергией движения и второй энергией движения движитель (1). Движитель (1) выполнен таким образом, чтобы создавать прямую тягу с использованием первой энергии движения и/или второй энергии движения. Первый резервуар (6) обеспечивает первым топливом первый преобразователь (4) энергии, второй резервуар (11) обеспечивает вторым топливом второй преобразователь (5) энергии, первое топливо отличается от второго топлива и первый преобразователь (4) энергии и/или второй преобразователь (5) работают на первом топливе и втором топливе. Способ осуществления движения летательного аппарата заключается в обеспечении первой энергии движения первым преобразователем (4) энергии, обеспечении второй энергии движения вторым преобразователем (5) энергии, подаче в движитель (1) первой энергии движения и второй энергии движения, создании прямой тяги движителем (1). При этом работу первого преобразователя (4) энергии организуют по выбору на первом топливе или на втором топливе, причем первое топливо отличается от второго топлива. Технический результат заключается в создании более экологически чистой силовой установки для летательного аппарата. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к силовой установке и к способу осуществления движения летательного аппарата, а также к применению силовой установки на летательном аппарате и к летательному аппарату, содержащему такую силовую установку.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время воздушное движение вносит лишь небольшой вклад в глобальное потребление добываемой нефти и в загрязнение воздуха. Однако этот вклад увеличивается по мере того, как уменьшается количество транспортных средств, загрязняющих воздух, и увеличивается объем воздушных перевозок. Кроме того, технический потенциал улучшений и дальнейшего развития современной гражданской коммерческой авиации достиг такой точки, когда достижение даже небольших улучшений возможно только с очень большими затратами.

По этим причинам делаются попытки снизить вред, наносимый окружающей среде газами, выбрасываемыми авиационными двигателями, либо за счет использования специальных видов топлива, либо за счет снижения потребления топлива при использовании специальных силовых установок.

Известны летательные аппараты, на которых использовались гибридные двигательные установки в попытках снизить выбросы загрязняющих веществ. При таком устройстве прямая тяга силовой установки летательного аппарата может быть получена за счет совместного использования различных двигателей и движителей. Используются, например, следующие комбинации: поршневые и реактивные двигатели; поршневые и ракетные двигатели; реактивные и ракетные двигатели; или турбореактивные и прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Такие гибридные силовые установки были осуществлены, например, на экспериментальном самолете МИГ-13 Микояна и Гуревича, а также на самолете Nord 1500 Griffon. Каждая гибридная силовая установка содержит несколько движителей с соответствующим двигателем. Поршневая силовая установка содержит, например, поршневой двигатель для получения энергии движения и воздушный винт или пропеллер, в то время как реактивный двигатель содержит камеру сгорания для получения энергии движения и компрессор.

Если прямая тяга одного движителя, например, работающего от поршневого двигателя, не используется, то пропеллер остается в воздушном потоке и создает аэродинамическое (лобовое) сопротивление.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения, среди прочего, является создание силовой установки, имеющей низкий уровень выбросов загрязняющих веществ.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предлагается силовая установка для летательного аппарата, которая содержит первый преобразователь энергии, второй преобразователь энергии, а также движитель. Первый преобразователь энергии предназначен для обеспечения первой энергии движения. Второй преобразователь энергии предназначен для обеспечения второй энергии движения. Первый преобразователь энергии и второй преобразователь энергии выполнены таким образом, чтобы они обеспечивали движитель первой энергией движения и второй энергией движения. Движитель устроен таким образом, чтобы он вырабатывал прямую тягу с использованием первой энергии движения и/или второй энергии движения.

В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ осуществления движения летательного аппарата, при котором первая энергия движения обеспечивается первым преобразователем энергии, вторая энергия движения обеспечивается вторым преобразователем энергии, в движитель подается первая энергия движения и/или вторая энергия движения.

В соответствии еще с одним аспектом изобретения предлагается летательный аппарат с вышеописанной силовой установкой.

Термин "преобразователь энергии" относится к машине, которая преобразует энергию. Это может быть, например, двигатель внутреннего сгорания, который, потребляя топливо, может вырабатывать тяговый момент или энергию движения. Также преобразователь энергии может быть, например, электродвигателем, вырабатывающим энергию движения из электрической энергии, или же камерой сгорания, которая вырабатывает энергию движения при сжигании керосина.

Термин "движитель" относится к устройствам, которые могут создавать прямую тягу летательного аппарата. Таким движителем может быть, например, пропеллер или воздушный винт, который при вращении создает прямую тягу летательного аппарата. Кроме того, в качестве движителя может использоваться ступень компрессора или вентилятор авиационного двигателя, поскольку вентилятор или лопатки компрессора создают воздушный поток и, соответственно, прямую тягу. К движителям также относятся ракетные двигатели и прямоточные воздушно-реактивные двигатели.

Термин "энергия движения" относится к энергии, которая необходима движителю для создания им прямой тяги летательного аппарата. Энергия движения может быть передана, например, на вал в форме вращающего момента.

В соответствии с изобретением силовая установка летательного аппарата может содержать два преобразователя энергии, обеспечивающих привод движителя. Например, силовая установка может иметь один движитель, такой как ступень турбины реактивного двигателя, и две камеры сгорания. Первый преобразователь энергии и второй преобразователь энергии могут совместно или отдельно друг от друга обеспечивать первую энергию движения и вторую энергию движения для движителя, так что он может создавать прямую тягу летательного аппарата.

В этом случае силовая установка может содержать несколько преобразователей энергии без необходимости использования нескольких движителей. Известное использование нескольких движителей, для каждого из которых предусмотрен свой преобразователь энергии, может уменьшать выходную мощность, поскольку используется много компонентов, в результате чего увеличиваются потери на трение. Путем подачи в соответствии с изобретением энергии движения на движитель первым преобразователем энергии и другим преобразователем энергии могут быть снижены потери мощности и, соответственно, улучшена эффективность работы силовой установки. В свою очередь, в этом случае обеспечивается снижение выбросов загрязняющих веществ.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения первый преобразователь энергии отличается от второго преобразователя энергии. Это означает, что для получения энергии движения могут использоваться самые разные типы преобразователей энергии. Например, может использоваться двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, и в них могут подаваться соответствующие виды топлива (энергии). В этом случае может быть повышен уровень резервирования и надежности, а также могут быть улучшены экологические характеристики силовой установки. Например, в крейсерском режиме полета можно использовать только электродвигатель, отличающийся низким уровнем выбросов загрязняющих веществ, а во время взлета и посадки может быть дополнительно включен более мощный, хотя и более "грязный", двигатель внутреннего сгорания для обеспечения необходимой энергии движения для движителя.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит также первый вал передачи энергии движения и второй вал передачи энергии движения. Первый вал передачи энергии движения обеспечивает передачу в движитель первой энергии движения, вырабатываемой первым преобразователем энергии. Второй вал передачи энергии движения обеспечивает передачу в движитель второй энергии движения, вырабатываемой вторым преобразователем энергии. Таким образом, в случае неисправности одного вала на движитель все-таки будет передаваться энергия движения, так что риск отказа движителя может быть уменьшен.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит первое соединительное устройство. Первый вал передачи энергии движения и второй вал передачи энергии движения могут быть соединены с помощью первого соединительного устройства. В одном из вариантов, например, первый преобразователь энергии может быть постоянно и жестко соединен с движителем, в то время как второй преобразователь энергии может быть соединен с возможностью отсоединения с помощью второго вала передачи энергии движения с первым валом передачи энергии движения. В этом случае обеспечивается возможность подсоединения второго преобразователя энергии только в случае необходимости. Например, в крейсерском режиме полета летательного аппарата второй преобразователь энергии со вторым валом передачи энергии движения может быть отсоединен с помощью соединительного устройства от первого вала передачи энергии движения и второй преобразователь энергии может быть выключен. Поэтому летательный аппарат может, например, взлетать и садиться с использованием двух двигателей и совершать полет в крейсерском режиме на одном двигателе. Таким образом, выходная мощность силовой установки может оптимальным образом с экономической точки зрения соответствовать потребности в энергии без лишних потерь. Поскольку второй вал передачи энергии движения может быть отсоединен с помощью соединительного устройства, то он не будет вращаться вхолостую, в результате чего на первом валу передачи энергии движения не будет дополнительного торможения.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит второе соединительное устройство и третье соединительное устройство. Первый вал передачи энергии движения может быть соединен с движителем с помощью второго соединительного устройства, так чтобы первая энергия движения передавалась на движитель. Второй вал передачи энергии движения может быть соединен с движителем с помощью третьего соединительного устройства, так чтобы вторая энергия движения передавалась на движитель. Если первый преобразователь энергии или второй преобразователь энергии отключают, то он может быть отсоединен от первого вала передачи энергии движения или от второго вала передачи энергии движения, соответственно, с помощью второго соединительного устройства или третьего соединительного устройства. Такой вариант обладает тем достоинством, что количество часов эксплуатации может быть равным образом распределено между двумя преобразователями энергии за счет выборочной работы первого преобразователя энергии или второго преобразователя энергии в случае полета летательного аппарата на одном двигателе. В этом случае износ каждого из преобразователей энергии может быть снижен, в результате чего может быть получена экономия затрат на эксплуатацию.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит первый резервуар с первым топливом. Первый резервуар может быть устроен таким образом, чтобы первое топливо из него подавалось в первый преобразователь энергии и второй преобразователь энергии. Таким образом, топливо может подаваться в каждый из преобразователей энергии без необходимости использования большого пространства для размещения резервуара. То есть в этом случае может быть уменьшен размер пространства, необходимого для установки резервуара.

Термин "топливо" относится к исходному продукту преобразователей энергии, из которого в качестве выходного продукта получают энергию движения. Топливо превращают в энергию движения в преобразователях энергии. В качестве топлив могут использоваться традиционные топлива, например углеводороды, такие как бензин, керосин, дизельное топливо, водород, метан, природный газ и синтетические углеводороды. Кроме того, в качестве носителей энергии могут использоваться экологичные виды топлива с обычными техническими свойствами, например синтетические углеводороды, свойства которых аналогичны свойствам керосина и которые могут быть получены из угля, газа или из биомассы и их смесей. Кроме того, экологичные виды топлива могут иметь нетрадиционные свойства, например они могут быть термически неустойчивыми или газообразными носителями энергии. К таким топливам относятся легко сжижаемые углеводороды, углеводородные газы или водород. Кроме того, в этом смысле топливом может быть и электрическая энергия, которая используется, например, в преобразователе энергии, содержащем электродвигатель. Электрическая энергия может быть получена, например, из батарей или из топливных элементов.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит первый резервуар с первым топливом и второй резервуар со вторым топливом. Первый резервуар предназначен для подачи первого топлива по меньшей мере в первый преобразователь энергии, и второй резервуар предназначен для подачи второго топлива по меньшей мере во второй преобразователь энергии. В этом случае два преобразователя энергии могут быть установлены совершенно независимо друг от друга, каждый с отдельным резервуаром, в результате чего исключается необходимость в установке длинных топливных магистралей между преобразователями энергии. При этом можно повысить надежность, поскольку снижается вероятность утечек. Кроме того, достигается снижение веса и снижение затрат.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первый резервуар устроен таким образом, чтобы он подавал первое топливо в первый преобразователь энергии и во второй преобразователь энергии. Второй резервуар устроен таким образом, чтобы он подавал второе топливо в первый преобразователь энергии и во второй преобразователь энергии. В этом случае может обеспечиваться резервирование, при котором в случае отсутствия первого топлива все-таки можно обеспечивать первый преобразователь энергии и второй преобразователь энергии вторым топливом. При этом может быть повышена надежность и снижена вероятность отказа силовой установки.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первое топливо отличается от второго топлива. В этом варианте первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии может работать на первом топливе и втором топливе.

В одном из вариантов осуществления изобретения первый и второй преобразователи энергии могут содержать бивалентный преобразователь энергии, который может вырабатывать энергию движения из нескольких разных видов топлива. Такими преобразователями энергии являются, например, двигатели с турбонаддувом, в которых используются переменные камеры сгорания, поршневые двигатели или роторно-поршневые двигатели с переменными временами циклов. Таким образом, преобразователи энергии пригодны для использования различных видов топлива или носителей энергии. В этом случае в зависимости от этапа полета может использоваться подходящий носитель энергии. Более экологичное топливо может подаваться в преобразователь энергии, когда самолет находится в зоне аэропорта, и менее экологичное топливо может использоваться, когда самолет находится на большой высоте. То есть в этом случае улучшается экологичность летательного аппарата.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первое и/или второе топливо выбирают из группы, содержащей бензин, керосин, дизельное топливо, водород, метан, природный газ и синтетические углеводороды.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения движитель может быть выбран из группы, содержащей турбовинтовые движители, реактивные двигатели, двухконтурные реактивные двигатели и пропеллерные движители.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии выбирают из группы, содержащей газовые турбины, роторно-поршневые двигатели и электродвигатели.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит также управляющее устройство. Управляющее устройство предназначено для управления первым преобразователем энергии и вторым преобразователем энергии. Таким образом, в зависимости от потребности может быть включен либо первый преобразователь энергии для получения первой энергии движения, либо второй преобразователь энергии для получения второй энергии движения. То есть управляющее устройство позволяет обеспечить гибкость регулирования выходной мощности движителя.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления настоящего изобретения управляющее устройство обеспечивает управление первым преобразователем энергии и вторым преобразователем энергии таким образом, чтобы в первом рабочем режиме в движитель могла передаваться первая энергия движения и вторая энергия движения.

Также управляющее устройство обеспечивает управление первым преобразователем энергии и вторым преобразователем энергии таким образом, чтобы во втором рабочем режиме в движитель могла передаваться первая энергия движения или вторая энергия движения. Таким образом, в зависимости от этапа полета может быть выбран первый или второй рабочий режим, который может быть задан с помощью управляющего устройства. Например, если необходимо подавать в движитель большое количество энергии движения, то управляющее устройство автоматически переключается в первый рабочий режим, а если требуется меньшее количество энергии, то управляющее устройство переключается во второй рабочий режим, в котором энергию движения вырабатывает первый преобразователь энергии или второй преобразователь энергии. В этом случае можно исключить ненужный расход энергии. Например, в крейсерском режиме полета, в котором требуется меньше энергии движения, первый преобразователь энергии или второй преобразователь энергии может быть полностью отсоединен. В этом случае могут быть снижены потери энергии, связанные с трением, и потери, когда один из преобразователей энергии вращается вхолостую.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемого в изобретении способа энергия движения обеспечивается первым преобразователем энергии и вторым преобразователем энергии в зависимости от этапа полета. В случае летательного аппарата термин "этап полета" может относиться, например, к взлету, посадке или полету на крейсерской высоте. На этапах взлета и посадки летательный аппарат, соответственно, поднимается или опускается, и в этом случае требуется больше энергии движения. На этапе полета в крейсерском режиме необходимо меньше энергии движения.

В соответствии с вариантом предложенного в изобретении летательного аппарата он имеет внешний контур. В этом варианте первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии установлены внутри внешнего контура. Термин "внешний контур" летательного аппарата может относиться, например, к обшивке летательного аппарата, которая отделяет внутреннее пространство летательного аппарата от внешней среды. Поскольку первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии установлены внутри внешнего контура и, соответственно, не выступают во внешний воздушный поток, то лобовое сопротивление уменьшается, в результате чего снижается расход топлива и выброс загрязняющих веществ.

Варианты предлагаемой в изобретении силовой установки также относятся к способу, к применению и к летательному аппарату и наоборот.

Кроме того, помимо первого преобразователя энергии и второго преобразователя энергии могут использоваться и другие преобразователи энергии, которые вырабатывают энергию движения для движителя. Также помимо работы на первом и втором топливах каждый из преобразователей энергии может работать, например, на нескольких разных видах топлива.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже описываются более подробно несколько вариантов осуществления изобретения в целях его пояснения и обеспечения лучшего понимания, при этом делаются ссылки на прилагаемые чертежи. На чертежах показано:

фигура 1 - схематический вид известной силовой установки;

фигура 2 - схематический вид одного из вариантов осуществления изобретения с двумя преобразователями энергии и одним резервуаром;

фигура 3 - схематический вид другого варианта осуществления изобретения с двумя преобразователями энергии и одним резервуаром;

фигура 4 - схематический вид одного из вариантов осуществления изобретения с двумя преобразователями энергии и двумя резервуарами;

фигура 5 - схематический вид одного из вариантов осуществления изобретения с двумя преобразователями энергии и одним резервуаром;

фигура 6 - схематический вид варианта осуществления бивалентного преобразователя энергии, содержащего две топливные магистрали.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фигуре 2 приведен схематический вид варианта осуществления предлагаемой в изобретении силовой установки для летательного аппарата. Силовая установка содержит первый преобразователь 4 энергии, второй преобразователь 5 энергии и движитель 1. Первый преобразователь 4 энергии обеспечивает первую энергию движения, и второй преобразователь 5 энергии обеспечивает вторую энергию движения. При таком устройстве первый преобразователь 4 энергии и второй преобразователь 5 энергии обеспечивают движитель 1 первой энергией движения и второй энергией движения. Движитель 1 может вырабатывать прямую тягу с использованием первой энергии движения и второй энергии движения.

На фигуре 1 показана схема известной силовой установки. Движитель 1 соединен с первым преобразователем 4 энергии с помощью первого вала 2 передачи энергии. В первый преобразователь 4 энергии из резервуара 6 поступает топливо, которое преобразуется в преобразователе 4 в энергию движения. Энергия движения передается на движитель 1 с помощью первого вала 2 передачи энергии. Например, с помощью первого вала 2 энергия движения подается на воздушный винт или пропеллер 1, причем энергия движения может вырабатываться, например, поршневым двигателем 4.

На фигуре 2, как уже было указано, приведен первый вариант осуществления настоящего изобретения. С помощью первого вала 2 передачи энергии и второго вала 7 передачи энергии первая и вторая энергия движения из преобразователей 4 и 5 соответственно подаются на движитель 1. Первый преобразователь 4 энергии и второй преобразователь 5 энергии могут быть соединены с помощью соединительного устройства 3. В оба преобразователя энергии может поступать первое топливо из первого резервуара 6. Преобразователи 4, 5 энергии вырабатывают энергию из первого топлива, поступающего из первого резервуара 6.

С помощью соединительного устройства 3 в зависимости от потребности второй вал 7 передачи энергии может быть соединен со вторым валом 2 передачи энергии, так чтобы второй преобразователь 5 энергии подавал энергию движения в движитель 1. Например, если не требуется много энергии, то второй вал 7 передачи энергии может быть отсоединен от первого вала 2 передачи энергии с помощью соединительного устройства 3, так чтобы энергия движения передавалась только первым валом 2 передачи энергии с первым преобразователем 4 энергии. Таким образом, исключается ненужное холостое вращение вала 7, и, соответственно, энергия второго преобразователя 5 не будет тратиться, например, на преодоление сил трения.

Кроме того, конструкции первого преобразователя энергии и второго преобразователя энергии могут различаться. Например, первый преобразователь энергии может содержать поршневой двигатель, а второй преобразователь энергии может содержать электродвигатель, причем поршневой двигатель и электродвигатель могут вместе или по отдельности подавать энергию на первый вал 2 передачи энергии и/или на второй вал 7 передачи энергии.

Таким образом, в варианте осуществления изобретения, представленном на фигуре 2, можно задавать потребность в энергии движения в зависимости от этапа полета. Например, на этапах взлета или посадки на летательном аппарате может вырабатываться энергия движения обоими преобразователями энергии, а в крейсерском режиме полета может быть достаточно энергии, вырабатываемой одним преобразователем энергии. Таким образом, возможно достаточно эффективное, без существенных потерь, обеспечение энергией в зависимости от потребности.

На фигуре 3 показан другой вариант осуществления предлагаемой в изобретении силовой установки. Как можно видеть на фигуре 3, первый преобразователь 4 энергии может быть подсоединен к движителю 1 с помощью второго соединительного устройства 8 и второй преобразователь 5 энергии может быть подсоединен к движителю 1 с помощью третьего соединительного устройства 9. Таким образом, количество часов эксплуатации первого преобразователя 4 энергии и второго преобразователя 5 энергии может быть распределено равномерно. Например, в случае работы на одном двигателе количество часов эксплуатации может быть равномерно распределено между двумя преобразователями 4, 5 энергии. В этом случае можно избежать разных циклов технического обслуживания отдельных преобразователей энергии, так что возможно сокращение объемов технического обслуживания и соответствующих затрат.

На фигуре 4 представлен еще один вариант осуществления изобретения, в котором для каждого преобразователя энергии предусмотрен отдельный резервуар 6, 11 с топливом. То есть первый преобразователь 4 энергии соединен с первым резервуаром 6, а второй преобразователь 5 энергии соединен со вторым резервуаром 11. Второй преобразователь энергии может быть соединен с первым валом 2 передачи энергии через второй вал 7 передачи энергии с помощью первого соединительного устройства 3. В этом случае обеспечивается возможность использования разных преобразователей 4, 5 энергии, которые к тому же работают на разном топливе. Например, если первый резервуар 1 содержит керосин, то в качестве первого преобразователя 4 энергии может быть использована камера сгорания, и если второй резервуар 4 содержит электрическую батарею, то в качестве второго преобразователя 5 энергии может быть использован электродвигатель. В этом варианте в зависимости от потребности могут использоваться наиболее подходящие характеристики отдельных преобразователей 4, 5 энергии. Например, если летательный аппарат находится в зоне аэропорта, энергия движения может вырабатываться более экологичным электродвигателем, который не выбрасывает вредных веществ.

Также на разных высотах полета могут использоваться разные преобразователи 4, 5 энергии. Если преобразователь 4, 5 энергии, например, работает на водороде, то в качестве отработавшего газа выбрасывается водяной пар. На высотах, не превышающих 10000 м, этот водяной пар остается в атмосфере в течение только 2 недель, максимум 6 недель. С другой стороны, часто считают, что CO2 может оставаться в атмосфере примерно до ста лет. Таким образом, например, преобразователь энергии, работающий на водороде, может быть использован на высотах до 10000 м, а на бóльших высотах может использоваться обычная тяга, создаваемая преобразователем энергии, содержащим камеру сгорания. Таким образом, помимо экономических соображений силовая установка также будет эффективна с экологической точки зрения.

На фигуре 5 представлен один из вариантов осуществления изобретения с первым преобразователем 4 энергии и вторым преобразователем 5 энергии, в которые топливо поступает из первого резервуара 6. Соответствующая энергия движения из первого преобразователя 4 или из второго преобразователя 5 энергии может передаваться в движитель 1 соответственно через первые валы 2, 2' передачи энергии и вторые валы 7, 7' передачи энергии. С помощью различных передаточных механизмов, таких как первая коническая зубчатая передача 18 и вторая коническая зубчатая передача 19, энергия движения может передаваться на значительные расстояния к движителю 1. Таким образом, например, первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии могут располагаться на достаточном расстоянии от движителя 1. Преобразователи 4, 5 энергии могут быть подсоединены при необходимости с помощью второго соединительного устройства 8 или третьего соединительного устройства 9.

Кроме того, резервуар 6, первый преобразователь 4 энергии и второй преобразователь 5 энергии могут быть интегрированы в конструкцию летательного аппарата. Если первый преобразователь 4 энергии, второй преобразователь 5 энергии и резервуар 6 расположены, например, внутри внешнего контура летательного аппарата, то снаружи, в потоке набегающего воздуха, может находиться только движитель 1. Таким образом, обеспечивается возможность снижения лобового сопротивления, так что потери на аэродинамическое сопротивление уменьшаются.

На фигуре 6 представлен вариант осуществления преобразователя энергии 4, 5, в который из первого резервуара 6 поступает первое топливо, и из второго резервуара 11 поступает второе топливо. При таком устройстве первое и второе топлива могут быть разными. Таким образом, преобразователь 4, 5 может быть бивалентным или иметь гибридную конструкцию. Это означает, что преобразователь 4, 5 энергии может, с одной стороны, вырабатывать энергию движения в результате сжигания обычного керосина и, с другой стороны, может работать также, например, на природном газе. В этом случае в зависимости от экономических или экологических требований может выбираться подача первого или второго топлива, так что силовая установка может обеспечивать энергию движения или прямую тягу достаточно эффективно с экономической и экологической точек зрения. Также можно, например, использовать экологически чистое топливо при полете вблизи населенных районов, в частности в зоне аэропорта, а более эффективное топливо, которое, однако, связано с повышенным выбросом загрязняющих веществ, использовать при полете на крейсерской высоте.

Для управления соединительными устройствами 3, 8, 9 преобразователей 4, 5 энергии может использоваться управляющее устройство, которое в автоматическом режиме в соответствии с потребностью может подсоединять первый преобразователь 4 энергии или второй преобразователь 5 энергии для получения энергии движения. В этом случае кроме ручного управления первой энергией движения и второй энергией движения может также осуществляться автоматическое управление, так что может быть обеспечена силовая установка, эффективная с экономической и экологической точек зрения.

1. Силовая установка для летательного аппарата, содержащая первый преобразователь (4) энергии, второй преобразователь (5) энергии, движитель (1), первый резервуар (6) с первым топливом и второй резервуар (11) со вторым топливом, причем первый преобразователь (4) вырабатывает первую энергию движения, второй преобразователь (5) вырабатывает вторую энергию движения, первый преобразователь (4) энергии и второй преобразователь (5) энергии выполнены таким образом, что обеспечивают первой энергией движения и второй энергией движения движитель (1), движитель (1) выполнен таким образом, чтобы создавать прямую тягу с использованием первой энергии движения и/или второй энергии движения, первый резервуар (6) обеспечивает первым топливом по меньшей мере первый преобразователь (4) энергии, второй резервуар (11) обеспечивает вторым топливом по меньшей мере второй преобразователь (5) энергии, первое топливо отличается от второго топлива, и первый преобразователь (4) энергии и/или второй преобразователь (5) работают на первом топливе и втором топливе.

2. Силовая установка по п.1, в которой первый преобразователь (4) энергии отличается от второго преобразователя (5) энергии.

3. Силовая установка по п.1 или 2, которая содержит также первый вал (2) передачи энергии движения и второй вал (7) передачи энергии движения, причем первый вал (2) передачи энергии движения обеспечивает передачу первой энергии движения, вырабатываемой первым преобразователем (4) энергии, в движитель (1), и второй вал (7) передачи энергии движения обеспечивает передачу второй энергии движения, вырабатываемой вторым преобразователем (5) энергии, в движитель (1).

4. Силовая установка по п.3, которая содержит также: первое соединительное устройство (3); причем первый вал (2) передачи энергии движения и второй вал (7) передачи энергии движения выполнены с возможностью их соединения с помощью первого соединительного устройства (3).

5. Силовая установка по п.3, которая содержит также второе соединительное устройство (8), третье соединительное устройство (9), причем первый вал (2) передачи энергии движения выполнен с возможностью соединения с движителем (1) с помощью второго соединительного устройства (8), так чтобы первую энергию движения можно было передавать в движитель (1);
и второй вал (7) передачи энергии движения выполнен с возможностью соединения с движителем (1) с помощью третьего соединительного устройства (9), так чтобы вторую энергию движения можно было передавать в движитель (1).

6. Силовая установка по п.1, у которой первый резервуар (6) обеспечивает первым топливом первый преобразователь (4) энергии и второй преобразователь (5) энергии.

7. Силовая установка по п.1,
в которой первый резервуар (6) обеспечивает первым топливом первый преобразователь (4) энергии и второй преобразователь (5) энергии; и второй резервуар (11) обеспечивает вторым топливом первый преобразователь (4) энергии и второй преобразователь (5) энергии.

8. Силовая установка по п.1, в которой первое топливо и/или второе топливо выбирают из группы, содержащей бензин, керосин, дизельное топливо, водород, метан, природный газ и синтетические углеводороды.

9. Силовая установка по п.1, в которой движитель (1) выбирают из группы, содержащей турбовинтовые движители, реактивные двигатели, двухконтурные реактивные двигатели и пропеллерные движители.

10. Силовая установка по п.1, в которой первый преобразователь (4) энергии и/или второй преобразователь (5) энергии выбирают из группы, содержащей газовые турбины, роторнопоршневые двигатели и электродвигатели.

11. Силовая установка по п.1, содержащая также управляющее устройство, которое предназначено для управления первым преобразователем (4) и вторым преобразователем (5) энергии.

12. Силовая установка по п.11, в которой управляющее устройство обеспечивает управление первым преобразователем (4) энергии и вторым преобразователем (5) энергии, так чтобы в первом рабочем режиме можно было передавать в движитель (1) первую энергию движения и вторую энергию движения, так чтобы во втором рабочем режиме можно было передавать в движитель (1) первую энергию движения или вторую энергию движения.

13. Способ осуществления движения летательного аппарата, который содержит: обеспечение первой энергии движения первым преобразователем (4) энергии, обеспечение второй энергии движения вторым преобразователем (5) энергии, подачу в движитель (1) первой энергии движения и второй энергии движения, создание прямой тяги движителем (1), при этом работу первого преобразователя (4) энергии организуют по выбору на первом топливе или на втором топливе, причем первое топливо отличается от второго топлива.

14. Способ по п.13, в котором энергия движения обеспечивается первым преобразователем (4) энергии и вторым преобразователем (5) в зависимости от этапа полета.

15. Летательный аппарат, содержащий силовую установку по любому из пп.1-12.

16. Летательный аппарат по п.15, в котором первый преобразователь (4) энергии и/или второй преобразователь (5) энергии установлены внутри внешнего контура аппарата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к воздушным судам. .

Изобретение относится к летательному аппарату со смешанным режимом аэродинамического и космического полета, а также к способу его пилотирования. .

Изобретение относится к авиации. .

Изобретение относится к авиационной технике. .

Изобретение относится к летательному аппарату с пониженным воздействием на окружающую среду. .

Изобретение относится к технике летательных аппаратов. .

Изобретение относится к устройствам для создания тяги для летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области авиации

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к силовой установке для летательного аппарата, способу осуществления движения летательного аппарата и летательному аппарату

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при разработке самолетов местных воздушных линий пассажировместимостью 18-24 места

Изобретение относится к управляемым аэростатическим летательным аппаратам. Аэростатический летательный аппарат содержит подъемный баллонет, несущий баллонет и энергетическую установку, включающую нагреватель. Подъемный баллонет заполнен рабочим телом энергетической установки, расположенной в энергогондоле и включающей компрессор, нагреватель, турбину, силовую нагрузку и магистрали рабочего тела, соединенные с подъемным баллонетом. Несущий баллонет секционирован и снабжен средством изменения его объема. Изобретение направлено на повышение энерговооруженности. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Самолет // 2551548
Изобретение относится к области авиационной техники. Самолет содержит фюзеляж, крыло, турбовинтовой реактивный двигатель и реактивный пропеллер со стреловидно расположенными лопастями с большим углом стреловидности. Изобретение направлено на повышение экономичности. 2 ил.

Летательный аппарат с силовой установкой для перемещения в воздушном пространстве содержит закрытый, обтекаемый фюзеляж, оснащенный несущим крылом, хвостовым оперением и взлетно-посадочным устройством. В фюзеляже размещена силовая установка, преобразующая энергию вращающегося вала двигателя в кинетическую энергию поступательного движения фюзеляжа. Изобретение направлено на защиту двигателя от попадания посторонних предметов. 13 ил., 1 табл.
Изобретение относится к авиационной технике. Способ формирования подъемной силы за счет управления пограничным слоем в верхней части крыла летательного аппарата, выполненного с системой отбортованных отверстий в виде полой усеченной фигуры с уменьшающимся внутрь крыла поперечным сечением отверстий. Отсос пограничного слоя из верхней части крыла выполняют раздельно для правого борта радиальным вентилятором одностороннего всасывания правого вращения и для левого борта радиальным вентилятором одностороннего всасывания левого вращения. При этом предполагается соединение внутренней части отверстий посредством отсасывающих труб раструбных форм с входом в бортовой радиальный вентилятор и используется динамическое давление на выходе вентиляторов. Изобретение направлено на повышение эффективности формирования подъемной силы и увеличения тяги.
Наверх