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 2462397:

ЭЙРБАС ОПЕРЕЙШНЗ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к силовой установке для летательного аппарата, способу осуществления движения летательного аппарата и летательному аппарату. Силовая установка для летательного аппарата содержит движитель (1) для создания прямой тяги с использованием передаваемой в него энергии движения, первый преобразователь (4) энергии для обеспечения движителя (1) первой энергией движения, получаемой из первого или второго топлива. Первый преобразователь (4) является двигателем, который может работать на разных видах топлива, а первое топливо и второе топливо отличаются друг от друга. Также силовая установка содержит управляющее устройство, предназначенное для управления подачей первого топлива и второго топлива в первый преобразователь (4) энергии, первый резервуар (6), который предназначен для обеспечения первого преобразователя (4) энергии первым топливом, и второй резервуар (11), который предназначен для обеспечения первого преобразователя (4) энергии вторым топливом. Технический результат заключается в снижении уровня выброса загрязняющих веществ при работе силовой установки. 3 н. и 14 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 ДЛЯ 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 прямую тягу летательного аппарата получали с использованием комбинации различных двигателей. Обычно 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 движитель 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

Целью настоящего изобретения, среди прочего, является создание силовой установки, имеющей пониженный уровень выбросов загрязняющих веществ.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предлагается силовая установка для летательного аппарата. Силовая установка содержит движитель и преобразователь энергии. Преобразователь энергии предназначен для обеспечения движителя энергией движения, получаемой из первого топлива. Преобразователь энергии предназначен также для обеспечения движителя энергией движения, получаемой из второго топлива. Движитель предназначен для создания прямой тяги с использованием передаваемой в него энергии движения.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предлагается способ осуществления движения летательного аппарата. Первое топливо и/или второе топливо может подаваться в преобразователь энергии. Энергия движения для движителя вырабатывается преобразователем энергии из первого топлива и/или второго топлива. Затем энергия движения передается в движитель. Движитель создает прямую тягу из передаваемой в него энергии движения.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения вышеописанная силовая установка используется на летательном аппарате.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления 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 он может содержать камеры сгорания и вырабатывать 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, с помощью вала в форме вращающего момента.

Преобразователь энергии, используемый в предлагаемой силовой установке, может преобразовывать два разных вида топлива, например керосина и водорода, в энергию движения. В качестве преобразователей энергии могут использоваться двигатели внутреннего сгорания, двигатели с турбонаддувом, в которых используются камеры сгорания с переменным объемом, поршневые двигатели, а также роторно-поршневые двигатели с переменным временем цикла. Поскольку двигатели или преобразователи энергии могут работать не нескольких видах топлива в зависимости от этапа полета летательного аппарата, то вырабатываемая мощность и уровень выбросов загрязняющих веществ будут соответствовать в определенный момент времени выбранному виду топлива. Таким образом, в зависимости от этапа полета может использоваться подходящий носитель энергии. Например, 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, В одном из вариантов осуществления изобретения первый преобразователь энергии может быть бивалентным преобразователем энергии, который может вырабатывать энергию движения из нескольких разных видов топлива. Такими преобразователями энергии являются, например, двигатели с турбонаддувом, в которых используются камеры сгорания с переменным объемом, поршневые двигатели или роторно-поршневые двигатели с переменными временами циклов. Таким образом, преобразователи энергии пригодны для использования различных видов топлива или носителей энергии. То есть в этом случае повышается экологичность силовой установки летательного аппарата.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит первый резервуар и второй резервуар. Первый резервуар предназначен для обеспечения преобразователя энергии первым топливом, и второй резервуар предназначен для обеспечения преобразователя энергии вторым топливом.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первое топливо отличается от второго топлива.

Термин "топливо" относится к исходному продукту преобразователей энергии, из которого в качестве выходного продукта получают энергию движения. Топливо превращается в преобразователях энергии в энергию движения. 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 также 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 первое топливо 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 силовая установка может содержать еще один преобразователь энергии для получения второй энергии движения. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения силовая установка может содержать два или более преобразователей энергии для приведения в действие движителя. Например, силовая установка может иметь один движитель, такой как ступень турбины реактивного двигателя, и две камеры сгорания. В каждом случае 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 чтобы он мог создавать прямую тягу летательного аппарата.

В этом случае силовая установка может содержать несколько преобразователей энергии без необходимости использования несколько 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 вторым 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 резервуар предназначен для обеспечения второго преобразователя энергии первым топливом. Второй резервуар предназначен для обеспечения второго преобразователя энергии вторым топливом. Второй преобразователь энергии также предназначен для обеспечения движителя энергией движения при работе на первом топливе или на втором топливе. 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. В каждом случае 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 чтобы он мог создавать прямую тягу летательного аппарата.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения силовая установка содержит также третий резервуар с третьим топливом и четвертый резервуар с четвертым топливом, причем второй преобразователь энергии устроен таким образом, чтобы он обеспечивал движитель энергией движения при работе на третьем или четвертом топливе. Таким образом, первый преобразователь энергии и второй преобразователь энергии могут обеспечиваться топливом независимо друг от друга, так что снижается вероятность отказа.

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 предназначен для передачи в движитель первой энергии движения, вырабатываемой первым преобразователем энергии. Второй вал передачи энергии движения предназначен для передачи 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 вероятность отказа движителя может быть уменьшена.

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 первым валом передачи энергии движения с помощью второго вала передачи энергии движения, с возможностью отсоединения. 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. 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 выборочного задания 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 также управляющее устройство, которое предназначено для управления первым преобразователем энергии и/или вторым преобразователем энергии. Управляющее устройство может, например, задавать, какое топливо будет подаваться в первый преобразователь энергии или во второй преобразователь энергии. Таким образом, за счет выбора вида топлива управляющее устройство может задавать определенный уровень выброса загрязняющих веществ.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления настоящего изобретения управляющее устройство обеспечивает управление первым преобразователем энергии и вторым преобразователем энергии таким образом, чтобы первую энергию движения и вторую энергию движения можно было передавать в движитель в первом рабочем режиме. Также управляющее устройство обеспечивает управление первым преобразователем энергии и вторым преобразователем энергии таким образом, чтобы первую энергию движения или вторую энергию движения можно было передавать в движитель во втором рабочем режиме. 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 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 управляющим устройством можно управлять вручную.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения управляющее устройство устроено таким образом, чтобы управлять подачей первого и второго топлива в первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии. В зависимости от требуемых выходных характеристик силовой установки управляющее устройство может автоматически обеспечивать подачу определенного первого топлива или второго топлива в преобразователь энергии и, соответственно, задавать мощность и уровень выброса загрязняющих веществ силовой установки.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии выбирают из группы, содержащей двигатели с турбонаддувом, двигатели с турбонаддувом, в которых используются камеры сгорания с переменным объемом, поршневые двигатели, роторно-поршневые двигатели, электродвигатели, газовые турбины и топливные элементы.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемого в изобретении способа первое топливо или второе топливо подается в преобразователь энергии в зависимости от этапа полета. Например, на этапе взлета, когда требуется много энергии, может использоваться топливо, содержащее больше энергии, а на этапе посадки может использоваться более экологичное топливо. Таким образом, уровень выходной энергии движения или мощность преобразователя энергии может задаваться в зависимости от этапа полета. За счет возможности регулирования выходной мощности и уровня выброса загрязняющих веществ преобразователя энергии могут быть снижены эксплуатационные расходы и уровень выбросов двигателей.

В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемого в изобретении летательного аппарата он имеет внешний контур, и преобразователь энергии установлен внутри внешнего контура.

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже описываются более подробно несколько вариантов осуществления изобретения в целях его пояснения и обеспечения лучшего понимания, и 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 бивалентного преобразователя энергии, содержащего две топливные магистрали;

фигура 3 - схематический вид одного из вариантов осуществления изобретения с двумя преобразователями энергии и двумя видами топлива;

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

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

фигура 6 - схематический вид одного из вариантов осуществления изобретения с двумя преобразователями энергии и двумя топливными резервуарами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одинаковые или сходные элементы на различных фигурах имеют одинаковые ссылочные обозначения. Чертежи на фигурах являются схематическими и выполнены без соблюдения масштаба.

На фигуре 2 представлен вариант осуществления преобразователя энергии 4, 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 может быть бивалентным или иметь гибридную конструкцию. Это означает, что преобразователь 4 энергии может, с одной стороны, вырабатывать энергию движения в результате сжигания обычного керосина, и, с другой стороны, может работать также на нетрадиционном топливе, например на природном газе. В этом случае в зависимости от экономических или экологических требований может выбираться подача первого или второго топлива, так чтобы силовая установка могла обеспечивать энергию движения или прямую тягу достаточно эффективно с экономической и экологической точек зрения. Например, можно 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.

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 может подаваться на воздушный винт или пропеллер 1, причем энергия движения может вырабатываться, например, поршневым двигателем 4.

На фигуре 5, как уже было указано, приведена схема первого варианта осуществления настоящего изобретения. С помощью первого вала 2 передачи энергии и второго вала 7 передачи энергии первая и вторая энергия движения из первого и второго 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 могут вырабатывать энергию движения из первого топлива, поступающего из первого резервуара 6.

На фигурах 3 и 4 приведен схематический вид одного из вариантов 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, соответственно. Движитель 1 может вырабатывать прямую тягу с использованием первой энергии движения и второй энергии движения.

С помощью соединительного устройства 3, в зависимости от потребности, второй вал 7 передачи энергии движения может быть соединен со вторым валом 2 передачи энергии движения, 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 от первого преобразователя 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 движения и/или на второй вал 7 передачи энергии движения.

Таким образом, в вариантах осуществления изобретения, представленных на фигурах 3 или 4, 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 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 5 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 6 содержит керосин, то в качестве первого преобразователя 4 энергии может быть использована камера сгорания, и если второй резервуар 11 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, то энергия движения может вырабатываться более экологичным из преобразователей 4, 5 энергии, например электродвигателем, который не выбрасывает вредных веществ.

На фигуре 5 показан другой вариант осуществления предлагаемой в изобретении силовой установки. Как можно видеть на фигуре 5, 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.

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, широко распространено мнение, 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 больших высотах может использоваться обычная тяга, создаваемая преобразователем энергии, содержащим камеру сгорания. Таким образом, силовая установка будет эффективна не только с экономической, но и с экологической точки зрения.

На фигуре 6 представлен один из вариантов осуществления изобретения с первым преобразователем 4 энергии и вторым преобразователем 5 энергии, которые могут работать на топливе, поступающем 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 движения и вторые валы 7, 7' передачи энергии движения. 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. При необходимости преобразователи 4, 5 энергии могут быть подсоединены 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.

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, более эффективная как с экономической, так и с экологической точки зрения.

Необходимо иметь в виду, что слово "содержащий" не исключает использования и других элементов или стадий, а использование в описании единственного числа при указании элементов или стадий не исключает использования нескольких таких элементов или стадий. Далее, необходимо отметить, что признаки или стадии, которые были описаны со ссылками на один из вышеуказанных вариантов осуществления изобретения, могут быть также использованы совместно с другими признаками или стадиями других вышеуказанных вариантов. Ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничения.

1. Силовая установка для летательного аппарата, содержащая движитель (1), который предназначен для создания прямой тяги с использованием передаваемой в него энергии движения, первый преобразователь (4) энергии, который предназначен для обеспечения движителя (1) первой энергией движения, получаемой по меньшей мере из первого топлива или получаемой по меньшей мере из второго топлива, при этом первый преобразователь (4) является двигателем, который может работать на разных видах топлива, а первое топливо, и второе топливо отличаются друг от друга, управляющее устройство, предназначенное для управления подачей первого топлива и второго топлива в первый преобразователь (4) энергии, первый резервуар (6), который предназначен для обеспечения первого преобразователя (4) энергии первым топливом, и второй резервуар (11), который предназначен для обеспечения первого преобразователя (4) энергии вторым топливом.

2. Силовая установка по п.1, содержащая также второй преобразователь (5) энергии для получения второй энергии движения.

3. Силовая установка по п.2, в которой первый резервуар (6) предназначен для обеспечения второго преобразователя (5) энергии первым топливом, второй резервуар (11) предназначен для обеспечения второго преобразователя (5) энергии вторым топливом, и второй преобразователь (5) энергии предназначен для обеспечения движителя (1) второй энергией движения, получаемой из первого или второго топлива.

4. Силовая установка по п.2, которая содержит также третий резервуар с третьим топливом и четвертый резервуар с четвертым топливом, причем второй преобразователь (5) энергии предназначен для обеспечения движителя (1) второй энергией движения, получаемой из третьего или четвертого топлива.

5. Силовая установка по п.3, в которой первый преобразователь (4) энергии отличается от второго преобразователя (5) энергии.

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

7. Силовая установка по п.6, содержащая также первое соединительное устройство (3), причем первый вал (2) передачи энергии движения и второй вал (7) передачи энергии движения могут быть соединены с помощью первого соединительного устройства (3).

8. Силовая установка по п.7, содержащая также второе соединительное устройство (8), третье соединительное устройство (9), причем первый вал (2) передачи энергии движения соединяется 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 соединяется с движителем (1) с помощью второго соединительного устройства (9), так чтобы вторую энергию движения можно было передавать в движитель (1).

9. Силовая установка по п.2, содержащая также управляющее устройство, которое предназначено для управления первым преобразователем (4) энергии и/или вторым преобразователем (5) энергии.

10. Силовая установка по п.9, в которой управляющее устройство предназначено для управления подачей первого топлива и второго топлива в первый преобразователь (4) энергии и/или второй преобразователь (5) энергии.

11. Силовая установка по п.9 или 10, в которой управляющее устройство выполнено таким образом, чтобы обеспечивать управление первым преобразователем (4) энергии и вторым преобразователем (5) энергии таким образом, чтобы можно было передавать в движитель (1) первую энергию движения и вторую энергию движения в первом рабочем режиме или же передавать в движитель (1) первую энергию движения или вторую энергию движения во втором рабочем режиме.

12. Силовая установка по п.2, в которой первый преобразователь энергии и/или второй преобразователь энергии выбирают из группы, содержащей двигатели с турбонаддувом, двигатели с турбонаддувом, в которых используются камеры сгорания с переменным объемом, поршневые двигатели, роторно-поршневые двигатели, электродвигатели и газовые турбины.

13. 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.

14. Способ осуществления движения летательного аппарата, содержащий: подачу первого топлива в преобразователь (4) энергии из первого резервуара (6), подачу второго топлива в преобразователь (4) энергии из второго резервуара (11), управление подачей первого и второго топлива в преобразователь (4) энергии, получение энергии движения преобразователем (4) энергии из первого и/или второго топлива, передачу энергии движения в движитель (1), создание прямой тяги движителем (1), причем первое топливо и второе топливо отличаются друг от друга, и преобразователь (4) является двигателем, который может работать на разных видах топлива.

15. Способ по п.14, содержащий подачу первого топлива или второго топлива в преобразователь (4) энергии в зависимости от этапа полета.

16. Летательный аппарат, содержащий силовую установку по любому из пп.1-13.

17. Летательный аппарат по п.16, у которого преобразователь (4) энергии установлен внутри внешнего контура аппарата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиации. .

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 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