[发明专利]飞行器中的多源电功率分配

说明书

技术领域

本发明涉及用于飞行器的电功率分配系统和向飞行器系统提供电功率的方法。

背景技术

传统上，为了向重要的和不重要的电负载提供电功率，飞行器依靠由推进式燃气涡轮发动机驱动的发电机，并且在某些情况下依靠辅助功率单元(APU)，其独立于发电机而产生功率。在这些系统故障的情况下，使用“冲压空气涡轮”(RAT)来维持给予重要的飞行器负载的功率。重要的飞行器负载包括航空电子系统(例如)以及任何其它的对飞行关键的设备。不重要的飞行器负载包括舱室照明、食物准备和娱乐系统(例如)以及其它对飞行并不关键的设备。RAT包括涡轮/推进器，其能够从飞行器的底架(under-carriage)可伸缩地释放，以便延伸到外部气流中以由此被驱动，并且因此驱动发电机。RAT效率低，因为几乎所有的时间，它们都没有被利用，它们还给飞行器增加了重量。另外，按年度执行在飞行器(on-board)上没有乘客的情况下的测试飞行要求对RAT进行功能性测试。RAT和APU两者是产生功率的低效率的方式，并且由于环境和成本的考虑，存在在任何可能的情况下减少航空燃料消耗的需要。

发明内容

本发明提供了一种向飞行器提供电功率的方法，其包括从多个功率源选择性地获得(source)功率，功率源包括由发动机驱动的一个或多个发电机以及从包括一个或多个电存储装置、一个或多个燃料电池以及一个或多个热电功率源的组中选择的至少一个其它的功率源。

另外，本发明提供了一种用于飞行器的电功率分配系统，其包括：多个不同的电功率源，其包括一个或多个由发动机驱动的发电机以及从包括一个或多个电存储装置、一个或多个燃料电池以及一个或多个热电功率源的组中选择的至少一个其它的功率源；以及电功率总线，借助于电功率总线，电功率源可连接到飞行器的负载，该系统具有可操作来从各个功率源中选择性地获得功率的控制器。

附图说明

参照附图，仅以示例的方式，下文有本发明的实施例的详细描述，其中：

图1为说明功率分配系统的实施例的结构的示意图；以及

图2示出了图1中示出的功率分配系统的备选实施例。

具体实施方式

图1示意性地示出了飞行器功率分配系统1，其包括彼此独立地由飞行器的发动机驱动的四个发电机2、3、4、5。大体上，使用的是每个发动机一个发电机。各个发电机2、3、4、5的输出连接到相应的局部高压功率总线8、9、10、11。发电机产生高压AC或DC电流，其需要被转换成用于操作飞行器的舱室和紧急功率系统的适当的水平。图1中和贯穿附图示出的一对相对的平行线32示意性地表示用于在系统的不同构件之间建立电气连接的开关。在优选的实施例中，对每个发电机提供了至少一根高压功率总线8、9、10、11，而不是一根高功率总线用于所有的发电机。以这种方式，因为系统不依赖于仅仅一根高功率总线，提供了更大的冗余度。高压功率总线各自连接到将电压降低到28V的转换装置12、13、14、15，并且转换装置被连接到局部低压功率总线16、17、18、19。再一次，通过为每个转换装置12、13、14、15提供一根低压功率总线实现更大的冗余度。从低压功率总线16到19，为了将功率分配到舱室各处以及为了操作紧急系统，电流传到一个或多个舱室和紧急功率总线20、21。功率分配系统1具有多个不同的功率源，其不仅包括发动机驱动的发电机2、3、4、5，而且还包括热电产生装置22、27，包括电池的电存储装置23、26以及燃料电池24、25中的至少一个。在另一方面中，燃料电池通过使用铝催化剂28、29生产的氢提供功率，铝催化剂28、29容许在飞行器（on-board）上从航空燃料生产氢。氢存储在氢存储容器30、31中。基于通过燃料的催化作用生产氢的速率来选择存储容量。

在以GE航空系统有限公司(GE Aviation System Ltd)的名义和具有申请参考249731/16389的共同未决的英国专利申请中示出和描述了热电产生装置，其公开通过参照结合在本文中。该功率源包括安装在发动机排气区段的一批热电偶，其利用否则将会被抛弃的废排气热。

如由参考标号6和7所示出的，RAT和APU已经被除去，因为不再需要它们。