[go: up one dir, main page]

RU2405720C2 - Система и способ энергообеспечения летательного аппарата - Google Patents

Система и способ энергообеспечения летательного аппарата Download PDF

Info

Publication number
RU2405720C2
RU2405720C2 RU2007119942/11A RU2007119942A RU2405720C2 RU 2405720 C2 RU2405720 C2 RU 2405720C2 RU 2007119942/11 A RU2007119942/11 A RU 2007119942/11A RU 2007119942 A RU2007119942 A RU 2007119942A RU 2405720 C2 RU2405720 C2 RU 2405720C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
supply system
aircraft
air
energy supply
Prior art date
Application number
RU2007119942/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007119942A (ru
Inventor
Клаус ХОФЬЯНН (DE)
Клаус ХОФЬЯНН
Хансгеорг ШУЛЬДЦИГ (DE)
Хансгеорг ШУЛЬДЦИГ
Торге ПФАФФЕРОТ (DE)
Торге ПФАФФЕРОТ
Ларс ФРАМ (DE)
Ларс ФРАМ
Ларс НИКЕЛЬ (DE)
Ларс НИКЕЛЬ
Original Assignee
Эйрбас Дойчланд Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эйрбас Дойчланд Гмбх filed Critical Эйрбас Дойчланд Гмбх
Publication of RU2007119942A publication Critical patent/RU2007119942A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2405720C2 publication Critical patent/RU2405720C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/02—Tanks
    • B64D37/04—Arrangement thereof in or on aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
    • B64D11/02—Toilet fittings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space the air being conditioned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/02—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by ducted hot gas or liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/30—Aircraft characterised by electric power plants
    • B64D27/34—All-electric aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/30—Aircraft characterised by electric power plants
    • B64D27/35—Arrangements for on-board electric energy production, distribution, recovery or storage
    • B64D27/355—Arrangements for on-board electric energy production, distribution, recovery or storage using fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H01M8/04022—Heating by combustion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0611—Environmental Control Systems combined with auxiliary power units (APU's)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0644—Environmental Control Systems including electric motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0677—Environmental Control Systems comprising on board oxygen generator systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B64D2041/005—Fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04268—Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к силовым установкам вспомогательного назначения для летательных аппаратов. Предложенная система энергообеспечения на летательном аппарате содержит двигатель, систему топливных элементов, обеспечивающую летательный аппарат электроэнергией, первый резервуар с топливом для двигателя и второй резервуар с топливом для системы топливных элементов. Первый топливный резервуар устроен отдельно от второго топливного резервуара. Система топливных элементов соединена с антиобледенительным устройством крыльев таким образом, что предотвращается обледенение крыльев летательного аппарата за счет использования продуктов, накапливаемых при работе системы топливных элементов. Группа изобретений обеспечивает бесперебойное энергообеспечение летательных аппаратов. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к системам энергообеспечения летательных аппаратов, к летательным аппаратам и к способам их энергообеспечения.
На современных самолетах гражданской авиации для обеспечения пассажиров и экипажа, как правило, используются раздельные системы.
Обеспечение воздуха для дыхания и поддержание давления в кабине осуществляется с помощью системы кондиционирования воздуха, которая содержит один или несколько кондиционеров. В такую систему кондиционирования поступает сжатый воздух, отобранный из двигателей. Этот воздух отбирается из основного воздушного потока двигателя после ступени компрессора.
Аварийная подача кислорода, которая необходима в случае разгерметизации кабины, обычно осуществляется с использованием резервуаров со сжатым газом, или для этого используются химические способы. В обоих случаях максимальное время подачи ограничено и зависит соответственно от емкости резервуаров со сжатым газом или от времени горения хлоратных свечей.
Обеспечение водой на борту летательных аппаратов осуществляется с использованием резервуаров с запасом воды, из которых она подается в пункты потребления: кухни и туалеты. Запас воды зависит от продолжительности полета и ограничен емкостью резервуаров, которая выбирается с учетом ограничений по весу.
В патентном документе ЕР 0957026 В1 описывается летательный аппарат с устройством энергообеспечения, в котором водород, используемый в качестве топлива, подается в двигатель и в систему топливных элементов из общего бака.
Также существует потребность в бесперебойном энергообеспечении летательных аппаратов.
Такая потребность может удовлетворяться с помощью системы энергообеспечения летательного аппарата и способа энергообеспечения летательного аппарата в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения система энергообеспечения на летательном аппарате содержит двигатель для перемещения летательного аппарата, батарею топливных элементов, обеспечивающую летательный аппарат электроэнергией, первый резервуар с топливом для двигателя и второй резервуар с топливом для топливной батареи. В соответствии с изобретением первый резервуар с топливом устроен отдельно от второго резервуара с топливом.
В соответствии с другим аспектом изобретения обеспечивается способ энергообеспечения летательного аппарата, в котором летательный аппарат приводится в движение с помощью тягового двигателя, электроэнергия поступает из батареи топливных элементов, и при этом двигатель работает на топливе, поступающем из первого резервуара, и топливная батарея работает на топливе, поступающем из второго резервуара. Первый резервуар с топливом устроен отдельно от второго резервуара с топливом.
Как можно видеть, один из существенных признаков изобретения заключается в том, что энергообеспечение летательного аппарата (например, самолета или дирижабля) осуществляется с использованием двигателя, предназначенного для перемещения летательного аппарата, и топливной батареи, предназначенной для снабжения электроэнергией потребителей на летательном аппарате (электроэнергия может вырабатываться также и двигателем). Соответствующие топливные резервуары для двигателя и для топливной батареи выполняются раздельно, то есть они разделены как функционально, так и физически, в результате чего надежно предотвращается неблагоприятное влияние отказа одного топливного резервуара или одной системы энергообеспечения на другой топливный резервуар или другую систему энергообеспечения. Также должно быть обеспечено бесперебойное энергообеспечение систем летательного аппарата, в частности в случае аварии, при которой, например, двигатель выходит из строя или по меньшей мере его работа нарушается. Два топливных резервуара для размещения топлива для двигателя и для топливной батареи реализуются в форме отдельно устроенных частей, поэтому если топливо кончится в одном из двух резервуаров, то для поддержания хотя бы частично работы важных систем может использоваться топливо из другого топливного резервуара. Двигатель также может содержать генератор, например стартер-генератор, для дополнительного энергообеспечения летательного аппарата.
Поэтому изобретение может обеспечивать устойчивую к нарушениям современную систему энергообеспечения, которая проста в управлении и надежно снабжает потребителей на летательном аппарате механической и электрической энергией. В соответствии с настоящим изобретением на летательном аппарате устанавливается батарея топливных элементов, которая может обеспечивать потребителей энергией. В соответствии с изобретением в этом случае можно отказаться от отбора воздуха из двигателя, как это сейчас осуществляется на современных самолетах. Эта форма энергии может быть заменена электрической энергией.
Система обеспечения предпочтительно используется не только для снабжения энергией, но также и для полного обеспечения кабины и летательного аппарата.
Изобретение также может обеспечить систему обеспечения кабины с высокой степенью интеграции и летательный аппарат с такой системой. В изобретении предлагается установка для летательного аппарата, которая служит для снабжения пассажирской кабины и кабины экипажа воздухом для дыхания, а также кислородом для использования в аварийных ситуациях и водой, причем все это обеспечивается одновременно с использованием интегрированной системы топливных элементов.
Термин "топливная батарея" относится к электрохимическим топливным элементам, преобразующим энергию реакции непрерывно подаваемого топлива (например, водорода) и окислителя (например, кислорода) в электрическую энергию, которая может использоваться для подачи потребителям электроэнергии. В водородно-кислородных топливных элементах продуктом взаимодействия исходных материалов, водорода и кислорода, является вода, а энергия, высвобождаемая в процессе экзотермической реакции, может использоваться для энергоснабжения потребителей.
Изобретение обеспечивает, в частности, создание нового сочетания компонентов интегрированной системы кабины, которое позволяет осуществить надежное энергоснабжение на летательном аппарате.
Такая система обеспечения на летательном аппарате может быть снабжена герметизированной кабиной, двигателями, из которых в соответствии с изобретением необязательно должен отбираться воздух, системой топливных элементов, системами кондиционирования воздуха и получения воды, а также системой подготовки и распределения воды для обеспечения потребности в воде пассажиров и членов экипажа.
В соответствии с изобретением можно будет отказаться, в частности, от вспомогательной силовой установки (ВСУ), предназначенной для запуска двигателя, а также от отдельных запасов сжатого воздуха и энергии и по меньшей мере от части батарей.
В соответствии с изобретением двигатели могут быть снабжены стартер-генераторами, в частности, для запуска двигателя и для выработки электроэнергии для потребителей на летательном аппарате.
Система кондиционирования воздуха может быть снабжена отдельными электрическими компрессорами. Необходимая электроэнергия может обеспечиваться стартер-генераторами или системой топливных элементов.
Система топливных элементов также может кроме выработки электроэнергии обеспечивать воду для системы водоснабжения на летательном аппарате. Может осуществляться обработка (кондиционирование) этой воды перед подачей потребителям на летательном аппарате, чтобы сделать ее пригодной для питья.
В соответствии с изобретением кислород, который должен подаваться в систему топливных элементов, может быть получен, например, из воздуха в кабине с помощью отдельного вентилятора или из наружного воздуха, поступающего непосредственно в кондиционер воздуха. Снабжение кислородом системы топливных элементов также может осуществляться с использованием наружного воздуха (после повышения его давления).
В низкотемпературных топливных элементах РЕМ-типа (элементы с полимерным электролитом и аналогичные типы элементов) в качестве топлива предпочтительно используется водород или водородная фракция газообразного продукта риформинга. В топливных элементах DMFC (элементы с непосредственным использованием метанола) в качестве топлива используется метанол.
В качестве топлива для двигателей может использоваться углеводородный продукт (например, керосин) или также водород. Топливо для двигателей размещается в одном топливном резервуаре, а топливо для топливной батареи размещается в другом топливном резервуаре.
В соответствии с изобретением в дополнение к вышеуказанным компонентам может использоваться, например, установка для получения кислорода. В такой установке кислород может вырабатываться из наружного воздуха путем мембранного разделения для использования в случае разгерметизации кабины.
Для работы такой установки для получения кислорода необходим сжатый воздух, который обычно получают отбором воздуха из двигателей, и в соответствии с изобретением он также может быть получен из электрических компрессоров. В этом случае могут использоваться те же самые компрессоры, которые обеспечивают систему кондиционирования воздуха, когда система обеспечения работает в нормальном режиме. Если это не аварийный режим, то кислород, вырабатываемый установкой для получения кислорода, может использоваться для увеличения парциального давления кислорода на стороне катода топливных элементов. Достоинством является также то, что установка для получения кислорода обеспечивает систему кондиционирования воздуха в нормальном режиме работы увеличенным парциальным давлением кислорода, так что давление в кабине может быть снижено. Соответственно, могут быть снижены требования по потреблению энергии, по весу и по размещению, поскольку могут использоваться компрессоры меньших размеров.
На другой стороне мембраны установки для получения кислорода аккумулируется воздух с пониженным содержанием кислорода, основным компонентом которого является азот. Этот воздух с пониженным содержанием кислорода может рассматриваться как смесь инертных газов, которая в соответствии с изобретением может использоваться для продувки кожуха системы топливных элементов для предотвращения формирования там взрывоопасных смесей.
Этот газ также может использоваться в топливных баках, которые в качестве носителей энергии содержат жидкие углеводороды, для замещения кислорода в пространстве над жидким топливом и, соответственно, уменьшения концентрации взрывоопасных смесей ниже предельной опасной концентрации.
Система энергообеспечения в соответствии с изобретением используется в антиобледенительных системах крыльев. Воздух, накапливающийся на катодах системы топливных элементов, может использоваться для получения воды. Поскольку воздух на катодах имеет температуру, близкую к рабочей температуре топливных элементов, то для получения воды путем конденсации необходимо понижать температуру воздуха, например, в теплообменнике и использовать конденсатоотводчик. Для того чтобы получить как можно больше конденсата, воздух, скапливающийся на катоде, должен быть охлажден до температуры в диапазоне 1°С-10°С. Батарея топливных элементов также должна охлаждаться, поскольку реакция, проходящая в топливных элементах, является экзотермической. Тепло, аккумулируемое конденсатором, и тепло, отводимое при охлаждении топливной батареи, может быть с помощью теплонасосной установки возвращено воздуху, выделяющемуся на катодах. Полученный таким образом горячий воздух может быть подан по системе трубопроводов к кромкам крыльев и использоваться для предотвращения их обледенения. Вышеупомянутые компрессоры также выделяют отходящее тепло. Это отходящее тепло также может быть с помощью теплонасосной установки передано воздуху, выделяющемуся на катодах.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения созданная таким образом конструкция содержит летательный аппарат для транспортировки пассажиров и/или грузов и может быть снабжена по меньшей мере одной герметизированной кабиной.
Такой летательный аппарат может содержать по меньшей мере один двигатель, из которого предпочтительно не отбирается воздух и который снабжен стартер-генераторами для его запуска и для энергообеспечения. Кроме того, может использоваться по меньшей мере одна система кондиционирования воздуха с отдельным компрессором для подачи в герметизированную кабину свежего воздуха для пассажиров и для экипажа и для обеспечения его необходимого давления. Конструкция также содержит по меньшей мере одну модульную систему топливных элементов, которая может полностью или частично заменить обычно используемую систему баков с запасом воды. Такая система топливных элементов может содержать несколько батарей топливных элементов с одной общей системой подачи топлива и воздуха и с одной общей системой отвода отходящего воздуха и отходящего газа, а также отбора электроэнергии и может использоваться для обеспечения электроэнергией герметизированной кабины, системы обеспечения необходимого давления в кабине и компрессора системы кондиционирования воздуха, а также для обеспечения водой системы водоснабжения летательного аппарата. Эта вода может быть получена из отходящего воздуха катодов системы топливных элементов и затем обработана для использования ее в качестве питьевой воды, подаваемой по сети водоснабжения. Двигатель и система топливных элементов могут обеспечиваться топливом из топливных резервуаров, которые полностью отделены друг от друга, причем в качестве топлива для топливных элементов может использоваться водород в жидкой или газообразной форме или метанол (в зависимости от типа используемых топливных элементов). В качестве топлива для двигателей может использоваться углеводородный продукт (например, керосин) или также жидкий или газообразный водород.
На летательном аппарате может отсутствовать вспомогательная силовая установка для обеспечения электроэнергии и сжатого воздуха для запуска двигателя, для электроснабжения летательного аппарата при его нахождении на земле и/или для обеспечения аварийного электропитания.
Вода может вырабатываться непрерывно в течение всего полета летательного аппарата, и ее предварительно обрабатывают для использования в качестве питьевой воды в пунктах потребления (кухни, туалеты, души и/или система увлажнения воздуха).
Использованная вода (сток) может отводиться системой отсоса и накапливаться в сборниках, которые сливаются на земле.
В конструкции в соответствии с изобретением избыточная вода может сбрасываться за борт с помощью гидрораспределителя перед осуществлением конденсации отходящего газа, выделяющегося на катодах системы топливных элементов.
Дополнительно может быть обеспечена установка для получения кислорода, которая работает на сжатом воздухе и разделяет газы с помощью молекулярной мембраны для обеспечения кислородом пассажиров или экипажа в случае разгерметизации кабины и для повышения парциального давления кислорода в воздухе, выделяющемся на катодах системы топливных элементов, когда летательный аппарат функционирует в нормальном режиме. Соответственно, может быть повышена эффективность работы топливных элементов.
В качестве альтернативного варианта конструкция в соответствии с изобретением может также содержать установку для получения кислорода, которая работает на сжатом воздухе и разделяет газы с помощью молекулярной мембраны для обеспечения кислородом пассажиров или экипажа в случае разгерметизации кабины и для повышения парциального давления кислорода в воздухе, подаваемом системой кондиционирования воздуха, когда летательный аппарат функционирует в нормальном режиме. Это дает возможность снизить давление в кабине, что позволяет сократить энергопотребление, поскольку становится возможным использовать менее мощные компрессоры, имеющие уменьшенные размеры.
В системе энергообеспечения в соответствии с изобретением на катодах топливных элементов может аккумулироваться воздух, температура которого близка к рабочей температуре топливных элементов. Его температура может быть понижена с использованием теплообменника и конденсатоотводчика. Это позволяет получить достаточное количество конденсата, воздух, охладить воздух на катодах до температуры в диапазоне 1°С-10°С и эффективно охладить батарею топливных элементов. В результате тепло, аккумулируемое конденсатором, и тепло, отводимое при охлаждении топливной батареи, может быть с помощью теплонасосной установки возвращено воздуху, выделяющемуся на катодах, для того, чтобы затем подать полученный горячий воздух к кромкам крыльев по системе трубопроводов для предотвращения обледенения крыльев. Компрессор системы кондиционирования воздуха также выделяет отходящее тепло, которое может передаваться воздуху, выделяющемуся на катодах, с помощью теплонасосной установки.
В зависимости от типа используемых топливных элементов в качестве топлива, подаваемого в систему топливных элементов, может использоваться водород для низкотемпературных и высокотемпературных мембранных топливных элементов с полимерным электролитом. В топливных элементах непосредственного использования метанола используется метанол. Топливо может поступать из бака с газообразным или жидким водородом или из бака с метанолом, причем топливный бак может размещаться в хвостовой части летательного аппарата за хвостовым оперением. Такой бак может быть жестко закреплен в указанном месте или же может быть выполнен в форме съемного модуля.
В качестве альтернативного варианта топливо может поступать в топливные элементы из отдельной установки, которая способна производить газообразное топливо для использования в топливных элементах, например водород, из углеводородного продукта, такого как керосин.
Отходящее топливо батареи топливных элементов может использоваться для испарения и/или предварительного нагрева топлива, необходимого для работы топливных элементов, в частности водорода, который поступает из бака с жидким водородом.
При использовании установки для получения кислорода с молекулярным ситом воздух с пониженным содержанием кислорода накапливается на одной из сторон молекулярного сита. Этот воздух в основном состоит из азота и поэтому может рассматриваться как смесь инертных газов. Эта газовая смесь может использоваться для продувки кожуха батареи топливных элементов для предотвращения формирования там взрывоопасных смесей и, соответственно, для повышения безопасности работы. Такой воздух с пониженным содержанием кислорода может использоваться для подачи инертного газа в топливные баки для снижения их взрывоопасности.
Распределение электроэнергии в системе энергообеспечения может осуществляться с помощью центрального блока управления.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Ниже описаны варианты системы энергообеспечения для летательного аппарата в соответствии с изобретением. Эти варианты также относятся к летательному аппарату и к способу обеспечения энергией летательного аппарата.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит антиобледенительное устройство крыльев, которое соединено с батареей топливных элементов таким образом, что антиобледенительное устройство способно предотвращать обледенение крыльев за счет использования продуктов, которые накапливаются при работе топливной батареи. Соответственно, отходящее тепло, которое может выделяться в топливных элементах, например, в горячих водяных парах, образующихся в водородно-кислородных топливных элементах, может эффективно использоваться для оттаивания льда на крыльях летательного аппарата, снабженного системой энергообеспечения, или в качестве средства защиты крыльев от обледенения. Эта энергия может использоваться альтернативно или дополнительно в других частях системы энергообеспечения, например, для испарения жидкого водорода, используемого в качестве топлива для двигателя и/или для топливных элементов. Антиобледенительное устройство крыльев летательного аппарата может обеспечиваться энергией, содержащейся в водяных парах, выделяющихся при работе топливных элементов, и может работать особенно эффективно в сочетании с системой водоснабжения летательного аппарата, в которой для получения воды используются охлажденные и сконденсированные водяные пары. Таким образом, побочный продукт работы топливных элементов, а именно водяной пар, может быть эффективно использован на летательном аппарате несколькими способами, в частности для нагрева других компонентов, а также в качестве источника воды. То есть водоснабжение может быть осуществлено с малыми затратами и без использования тяжелых дополнительных баков.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения устроена таким образом, что для получения воды осуществляют конденсацию водяного пара, накапливающегося в качестве побочного продукта работы топливных элементов, перед его использованием в антиобледенительном устройстве крыльев, и продукт, остающийся после конденсации, может нагреваться тепловым насосом для подачи в антиобледенительное устройство. Таким образом, водяной пар предпочтительно подвергается конденсации для получения воды перед его использованием в антиобледенительном устройстве крыльев. Предпочтительно конденсацию выполняют до того, как воздух с пониженным содержанием кислорода нагревается тепловым насосом и подается в антиобледенительное устройство крыльев.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения устроена таким образом, что остающаяся часть побочного продукта, выделяющегося при работе топливных элементов, может быть смешана с отходящим газом, выделяющимся на анодах топливных элементов, в нагревателе вместе с подаваемым водородом. Таким образом, можно осуществлять смешивание с анодным газом, так называемым газом продувки, и дополнительно нагревать смесь в нагревателе вместе с дополнительно подаваемым водородом для получения теплосодержания, необходимого для работы антиобледенительного устройства.
При накоплении отходящего воздуха, выделяющегося на катодах топливных элементов и имеющего температуру, близкую к рабочей температуре топливных элементов, его температура может быть понижена с помощью теплообменника и конденсатоотводчика для того, чтобы получить как можно больше конденсата. Отходящий воздух на катодах топливных элементов может быть охлажден до температуры в интервале 1°С-10°С. Также можно охлаждать батарею топливных элементов, причем тепло, аккумулируемое конденсатором, и тепло, отводимое при охлаждении топливной батареи, может быть с помощью теплонасосной установки возвращено воздуху, выделяющемуся на катодах, для того, чтобы затем подать полученный горячий воздух к кромкам крыльев по системе трубопроводов для предотвращения обледенения крыльев. Компрессор системы кондиционирования воздуха также выделяет отходящее тепло, которое может быть передано воздуху на катодах с помощью теплонасосной установки.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит дополнительно генератор, соединенный с двигателем. Такой генератор устроен таким образом, что он вырабатывает энергию для запуска двигателя и для обеспечения летательного аппарата электроэнергией. Такой генератор, который встраивается в систему энергообеспечения, в соответствии с изобретением может дополнительно улучшить энергоснабжение компонентов летательного аппарата.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит дополнительно центральный блок управления, который предназначен для централизованного управления энергообеспечением на летательном аппарате. Такой центральный блок управления может быть выполнен в форме центра управления предлагаемой в изобретении системой энергообеспечения, который согласует энергию, вырабатываемую двигателем, и энергию, вырабатываемую батареей топливных элементов, и осуществляет необходимое распределение вырабатываемой энергии по потребителям. Этот блок управления может также управлять обеспечением летательного аппарата водой, полученной из отходящего газа топливных элементов, а также газообменом для различных потребителей газа (герметизированная кабина, топливные элементы и др.). Центральный блок управления может быть выполнен в форме программы компьютера, то есть в форме программного продукта, или же в форме одной или нескольких специализированных микросхем, то есть в форме аппаратных средств, или же в гибридной форме, сочетающей программное обеспечение и аппаратные элементы.
В соответствии еще с одним из вариантов осуществления изобретения система энергообеспечения содержит дополнительно устройство снабжения воздухом для подачи воздуха для дыхания в кабину, причем электроэнергия для работы устройства может подаваться из топливной батареи и/или из генератора. Обычно в кабину подается воздух для дыхания находящихся в ней пассажиров и членов экипажа. Этот воздух может быть получен из среды, окружающей летательный аппарат. Устройство подачи воздуха может получать электроэнергию из генератора и/или из топливной батареи для кондиционирования воздуха, например, в системе кондиционирования воздуха.
В соответствии еще с одним из вариантов осуществления изобретения система энергообеспечения содержит компрессор для подачи сжатого воздуха в устройство снабжения воздухом. Иначе говоря, система кондиционирования воздуха может быть снабжена отдельным компрессором.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит двигатель постоянного тока, который предназначен для привода компрессора. Компрессор может приводиться двигателем постоянного или переменного тока или трехфазным двигателем для обеспечения герметизированной кабины свежим воздухом и для поддержания в ней необходимого давления.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения установка для получения кислорода в системе энергообеспечения устроена таким образом, что она используется для повышения парциального давления кислорода в воздухе для дыхания, подаваемом устройством снабжения воздухом, когда летательный аппарат функционирует в нормальном режиме. Таким образом, указанная установка кислорода может повышать парциальное давление кислорода в воздухе кабины, подаваемом системой кондиционирования воздуха, когда летательный аппарат функционирует в нормальном режиме, что позволяет уменьшить давление в кабине и, соответственно, снизить требования по потреблению энергии, по весу и размещению, поскольку могут использоваться менее мощные компрессоры, имеющие меньшие размеры.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит дополнительно устройство снабжения водой, используемое предпочтительно для непрерывного получения воды, причем это устройство устроено таким образом, чтобы получать воду из побочных продуктов, выделяющихся при работе топливных элементов. Происходит накопление побочного продукта реакции в форме водяного пара, в частности, при использовании водородно-кислородных топливных элементов (или топливных элементов, работающих на водороде и кислороде атмосферного воздуха), причем может быть осуществлена конденсация водяного пара для получения воды, используемой после соответствующей обработки в качестве питьевой/технической воды в пунктах потребления летательного аппарата (например, в кухнях, туалетах и т.п.). Это позволяет снизить вес летательного аппарата, поскольку отпадает необходимость в отдельных баках с запасом воды.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит устройство обработки полученной воды для того, чтобы сделать ее пригодной для питья. Вода может вырабатываться непрерывно в течение всего полета летательного аппарата, и после обработки ее подают для использования в качестве питьевой воды в пункты потребления (кухни, туалеты, души и/или систему увлажнения воздуха).
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения содержит устройство вывода сточной воды, которое используется для вывода использованной воды с помощью системы отсоса для накопления в сборниках, которые сливаются на земле. Использованная вода может выводиться с помощью системы отсоса и затем накапливаться в сборниках, которые сливаются на земле.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система вывода содержит устройство выброса избыточного количества воды, которая содержится в накапливающихся побочных продуктах работы топливных элементов, перед осуществлением конденсации. Избыточные количества воды могут выбрасываться за борт с помощью гидрораспределителя, в частности, перед осуществлением конденсации отходящего газа, образующегося на катодах топливных элементов.
Топливные элементы предлагаемой в изобретении системы энергообеспечения могут быть соединены с кабиной таким образом, что исходные материалы на стороне катодов топливных элементов, которые требуются для их работы, могут подаваться из кабины. Для работы топливных элементов может быть необходимо, в частности, чтобы в качестве исходного материала использовался кислород. Этот кислород получают из воздуха, отбираемого из кабины, в которой размещаются пассажиры, и подают в топливные элементы.
Топливные элементы могут быть соединены со средой, окружающей летательный аппарат, таким образом, что исходные материалы на стороне катодов топливных элементов, которые требуются для их работы, могут подаваться из окружающей среды. В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения кислород, необходимый для работы топливных элементов, может быть получен из среды, окружающей летательный аппарат, то есть из атмосферного воздуха, давление которого при необходимости повышают и затем подают в топливные элементы для преобразования ионов водорода, содержащихся в водороде или в другом топливе, в отходящий газ на катоде, Н2О и избыточный воздух.
Устройство снабжения воздухом может быть соединено со средой, окружающей летательный аппарат, таким образом, чтобы получать наружный воздух с целью обеспечения кабины воздухом для дыхания. В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения воздух, полученный из атмосферы, используется для обеспечения пассажиров и экипажа воздухом для дыхания после дополнительного обогащения кислородом и повышения давления, если это необходимо.
Это может быть достигнуто, в частности, с помощью установки для получения кислорода, которая служит для соединения устройства снабжения воздухом с окружающей средой для снабжения кабины воздухом для дыхания, обогащенным кислородом. Установка для получения кислорода позволяет обеспечивать достаточный уровень содержания кислорода в воздухе, полученном таким образом для обеспечения дыхания пассажиров в кабине.
Установка для получения кислорода может быть устроена таким образом, что в ней используется сжатый воздух и молекулярное сито для разделения газов. Соответственно, может использоваться дополнительная установка для получения кислорода, которая работает на сжатом воздухе и разделяет газы с помощью молекулярной мембраны для обеспечения кислородом пассажиров или экипажа в случае разгерметизации кабины, с одной стороны, и для повышения парциального давления кислорода в подаваемом воздухе, скапливающемся на катодах топливных элементов, когда летательный аппарат функционирует в нормальном режиме, для повышения эффективности работы топливной батареи, с другой стороны.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения построена таким образом, что воздух с пониженным содержанием кислорода, накапливающийся при работе установки для получения кислорода, может использоваться для продувки кожуха топливной батареи. В соответствии с принципом работы установки для получения кислорода на одной из сторон молекулярного сита накапливается воздух с пониженным содержанием кислорода, который в основном состоит из азота и поэтому может рассматриваться как смесь инертных газов. Эта смесь инертных газов может использоваться для продувки кожуха батареи топливных элементов для предотвращения формирования там взрывоопасных смесей.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления изобретения система энергообеспечения устроена таким образом, что воздух с пониженным содержанием кислорода, накапливающийся при работе установки для получения кислорода, может использоваться для воздействия на газообразную фазу углеводородных продуктов, содержащихся в первом и/или втором топливных баках. Этот инертный газ с пониженным содержанием кислорода может также использоваться для воздействия на газообразную фазу в топливных баках, содержащих легковоспламеняющиеся жидкие углеводороды, для замещения имеющегося там кислорода, в результате чего снижается уровень пожароопасности.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемой в изобретении системы энергообеспечения система топливных элементов имеет модульную структуру и содержит несколько батарей топливных элементов с общими устройствами подачи исходных материалов и отвода выделяющихся побочных продуктов. Система топливных элементов, имеющая модульную структуру, может содержать несколько топливных батарей, для которых может использоваться общее устройство подачи воздуха и топлива и общее устройство отвода отходящего воздуха и отходящего газа, а также отбора электроэнергии.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемой в изобретении системы энергообеспечения первый топливный бак может быть устроен для обеспечения двигателя топливом, в качестве которого могут использоваться углеводородные продукты или жидкий или газообразный водород. Кроме того, второй топливный бак может быть устроен для обеспечения топливных элементов топливом, в качестве которого может использоваться жидкий или газообразный водород или метанол. Таким образом, в зависимости от типа используемых топливных элементов в качестве топлива может использоваться водород в жидкой или газообразной форме или метанол, а в качестве топлива для двигателя может использоваться либо углеводородный продукт, например керосин, или же также жидкий или газообразный водород. Водород для топливных элементов также может быть извлечен из углеводородного продукта с помощью установки для получения водорода. Предпочтительным вариантом является использование керосина в качестве топлива для двигателей и водорода в качестве топлива для топливных элементов.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемой в изобретении системы энергообеспечения в качестве топливных элементов используются элементы с полимерной мембраной-электролитом или элементы с прямым использованием метанола. Поэтому в зависимости от типа используемых топливных элементов в качестве топлива, подаваемого в топливную батарею, может использоваться водород для низкотемпературных и высокотемпературных топливных элементов с полимерной мембраной-электролитом или метанол для топливных элементов с прямым использованием метанола, то есть топливо может подаваться из бака со сжатым газообразным водородом, из бака с жидким водородом или из бака с метанолом.
Второй топливный бак и топливные элементы могут быть соединены таким образом, что отходящее тепло топливных элементов может использоваться для испарения и/или предварительного нагрева топлива, подаваемого в топливные элементы из второго топливного бака. Поэтому отходящее тепло батареи топливных элементов может быть использовано для испарения и предварительного нагрева водорода, который необходим для работы батареи и подается из бака с жидким водородом.
В соответствии еще с одним вариантом осуществления предлагаемая в изобретении система энергообеспечения не содержит вспомогательную силовую установку для получения электроэнергии и сжатого воздуха для запуска двигателя, для обеспечения электропитания потребителей на летательном аппарате при его нахождении на земле и/или для обеспечения аварийного электропитания. Система энергообеспечения может полностью заменить обычную вспомогательную силовую установку для получения электроэнергии и сжатого воздуха для запуска двигателя, для обеспечения электропитания потребителей на летательном аппарате при его нахождении на земле и для обеспечения аварийного электропитания.
Установка для получения кислорода особенно подходит для аварийных ситуаций, когда кислород, который необходимо подавать в дыхательные маски пассажиров, может вырабатываться с помощью этой установки.
Ниже описаны варианты осуществления летательного аппарата в соответствии с изобретением. Эти варианты также относятся к системе энергообеспечения на летательном аппарате и к способу обеспечения энергией летательного аппарата.
Вторая емкость для топлива может быть выполнена в форме одного или нескольких резервуаров, которые размещаются в хвостовой части летательного аппарата за хвостовым оперением и могут быть жестко закреплены или выполнены в форме одного или нескольких съемных модулей. Поэтому в качестве второго топливного резервуара может использоваться, в частности, бак для жидкого водорода или для метанола. В этом случае в хвостовой части летательного аппарата размещаются только баки для обеспечения работы топливных элементов, то есть баки, которые содержат водород и метанол. При этом топливо в двигатели предпочтительно подается из баков, расположенных в других частях летательного аппарата.
В одном из вариантов осуществления изобретения обеспечивается летательный аппарат с двигателем, в котором вместо отбора воздуха из двигателя используются стартер-генераторы для запуска двигателя и для снабжения летательного аппарата энергией. В соответствии с изобретением может также обеспечиваться по меньшей мере одна система топливных элементов, имеющая модульную структуру, которая полностью или частично заменяет обычно используемый бак с запасом воды. Топливо в двигатель и в систему топливных элементов может подаваться совершенно независимыми устройствами подачи. Использование модульной структуры особенно важно с точки зрения резервирования, в частности на случай выхода из строя одной из частей системы. Кроме того, в этом случае можно использовать общие трубопроводы подачи исходных материалов и вывода побочных продуктов для этих модулей. Предлагаемая в изобретении система топливных элементов может непрерывно вырабатывать воду в течение всего полета. Однако избыточные количества воды могут сбрасываться за борт летательного аппарата перед осуществлением конденсации. Отходящий воздух, выделяющийся на катодах, также может использоваться в антиобледенительных системах крыльев, причем в этом случае также может использоваться отходящее тепло, выделяющееся при работе компрессора системы кондиционирования воздуха. Система кондиционирования воздуха в соответствии с изобретением может быть снабжена компрессором, приводимым электродвигателем. Такой компрессор может приводиться электродвигателем постоянного тока.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения иллюстрируются на фигурах и описываются ниже более подробно.
На фигурах показано:
Фигура 1 - система энергообеспечения летательного аппарата в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
Фигура 2 - система энергообеспечения летательного аппарата в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.
Фигура 3 - система энергообеспечения летательного аппарата в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения.
Варианты осуществления изобретения представлены на фигурах схематично, без соблюдения масштаба.
Одинаковые или аналогичные элементы на разных фигурах указаны одинаковыми ссылочными обозначениями.
Система 100 энергообеспечения летательного аппарата в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения описана ниже со ссылками на фигуру 1.
Система 100 энергообеспечения летательного аппарата (на фигуре не показан) содержит двигатель 101 для перемещения летательного аппарата. Система 100 энергообеспечения также содержит топливную батарею 102, обеспечивающую летательный аппарат электроэнергией. Для обеспечения двигателя 101 топливом предусмотрен резервуар 103 с керосином. Кроме того, предусмотрен резервуар 104 с водородом, который пространственно и функционально отделен от резервуара 103 с керосином.
Система 100 энергообеспечения также содержит стартер-генератор 105, который соединен с двигателем 101 и предназначен для получения энергии, необходимой для запуска двигателя 101 и для снабжения летательного аппарата электроэнергией. Стартер-генератор 105 соединен, в частности, с блоком 106 управления (регулятор), который выполнен в форме центрального блока управления для централизованного управления энергоснабжением летательного аппарата.
Устройство 107 снабжения воздухом подает в герметизированную кабину 108, в которой могут размещаться пассажиры, дополнительный воздух, причем устройство 107 снабжения воздухом (система кондиционирования воздуха) может избирательно запитываться от топливной батареи 102 и/или от стартер-генератора 105. Подача электроэнергии в систему 107 кондиционирования воздуха и/или в компрессор 110, в который подается дополнительный воздух для повышения его давления с целью использования в системе 107 кондиционирования воздуха, регулируется электронным блоком 106 управления.
Кроме того, предусмотрено устройство 109 снабжения водой для подачи воды, предназначенное для получения воды из водяного пара, который выделяется при работе топливной батареи 102. В устройстве 109 снабжения водой имеется конденсатор 111, соединенный с выходом топливной батареи 102, из которой водяной пар подается в конденсатор. В конденсаторе 111 водяной пар конденсируется, и образующаяся вода подается в кондиционирующее устройство 112 для получения питьевой воды. С выхода кондиционирующего устройства 112 питьевая вода подается в пункты 113 потребления (например, туалеты, кухни и т.п.). Вода, использованная в пунктах 113 потребления, выводится в бак 114 сточной воды.
Для работы топливной батареи 102 дополнительно требуется кислород для окисления водородного топлива, подаваемого в топливную батарею 102 из резервуара 104 с водородом. Дополнительный воздух, содержащий кислород, подается в топливную батарею 102 из герметизированной кабины 108 с помощью вентилятора 115. Топливная батарея 102 соединена с герметизированной кабиной 108 таким образом, что исходный материал (а именно, кислород), необходимый для работы топливной батареи 102, может подаваться в нее из герметизированной кабины 108.
Избыточные количества воздуха и/или воды могут отводиться из топливной батареи 102 (см. фигуру 1). Дополнительный воздух также подается в двигатель 101, и из него отводятся отходящие газы.
Система 200 энергообеспечения в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения описана ниже со ссылками на фигуру 2.
В отличие от системы 100 энергообеспечения в системе 200 энергообеспечения предусмотрена установка 201 для получения кислорода, которая соединена с выходом компрессора 110 таким образом, что в установку 201 может подаваться дополнительный сжатый воздух. Установка 201 для получения кислорода может с помощью молекулярного сита вырабатывать из дополнительного воздуха, например, газ с повышенным содержанием кислорода, который может быть подан в систему 107 кондиционирования воздуха, и/или в топливную батарею 102, и/или в устройство 202 снабжения кислородом в аварийных ситуациях.
Система 300 энергообеспечения в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения описана ниже со ссылками на фигуру 3.
В системе 300 энергообеспечения побочные продукты топливной батареи 102, которые содержат водяной пар, подаются в тепловой насос 301. Вода, полученная в результате конденсации, временно хранится в баке 302 для воды и может быть дополнительно обработана, например, как описано выше со ссылками на фигуры 1 или 2. Кроме того, вода, полученная в результате конденсации, или водяной пар могут быть направлены через теплообменник 304 в антиобледенительное устройство 305 крыльев, которое служит для предотвращения обледенения крыльев летательного аппарата.
Осуществление изобретения не ограничивается предпочтительными вариантами, описанными со ссылками на фигуры. Напротив, возможна реализация ряда модифицированных вариантов, в которых используется описанное техническое решение и принцип изобретения.
Необходимо также иметь в виду, что термин "содержащий" не исключает использования других элементов или стадий, и указание части или стадии в единственном числе не исключает использования нескольких таких частей или стадий. Далее, необходимо отметить, что признаки или стадии, которые были описаны со ссылками на один из вышеуказанных вариантов реализации изобретения, могут быть также использованы совместно с другими признаками или стадиями других вышеуказанных вариантов.
Перечень ссылочных обозначений
100 Система энергообеспечения
101 Двигатель
102 Топливная батарея
103 Резервуар с керосином
104 Резервуар с водородом
105 Стартер-генератор
106 Блок управления
107 Устройство снабжения воздухом
108 Герметизированная кабина
109 Устройство снабжения водой
110 Компрессор
111 Конденсатор
112 Кондиционирующее устройство для получения питьевой воды
113 Пункты потребления воды
114 Бак для сточной воды
115 Вентилятор
200 Система энергообеспечения
201 Установка для получения кислорода
202 Устройство аварийной подачи кислорода
300 Система энергообеспечения
301 Тепловой насос
302 Резервуар для временного хранения воды
303 Насос
304 Теплообменник
305 Антиобледенительное устройство крыльев

Claims (26)

1. Система энергообеспечения летательного аппарата, содержащая двигатель для перемещения летательного аппарата, систему топливных элементов, обеспечивающую летательный аппарат электроэнергией, первый резервуар с топливом для двигателя и второй резервуар с топливом для системы топливных элементов, функционально отделенный от первого резервуара с топливом и размещенный отдельно от него, при этом система топливных элементов соединена с антиобледенительным устройством крыльев таким образом, что предотвращается обледенение крыльев летательного аппарата за счет использования продуктов, накапливаемых при работе системы топливных элементов.
2. Система энергообеспечения по п.1, которая выполнена таким образом, что водяной пар, накапливающийся в качестве побочного продукта работы топливных элементов, может быть сконденсирован для получения воды перед использованием пара в антиобледенительном устройстве крыльев, и продукт, остающийся после конденсации, может нагреваться тепловым насосом и подаваться в антиобледенительное устройство,
3. Система энергообеспечения по п.2, которая выполнена таким образом, что остающаяся часть побочного продукта, выделяющегося при работе топливных элементов, может быть смешана с отходящим газом, выделяющимся на анодах топливных элементов, и нагрета в нагревателе вместе с подаваемым водородом.
4. Система энергообеспечения по п.1, содержащая генератор, который соединен с двигателем и предназначен для выработки энергии, необходимой для запуска двигателя и для снабжения летательного аппарата электроэнергией.
5. Система энергообеспечения по п.1, содержащая центральный блок управления, который предназначен для централизованного управления энергоснабжением летательного аппарата.
6. Система энергообеспечения по п.4, содержащая устройство снабжения кабины воздухом для дыхания, причем электроэнергия для работы устройства может подаваться из батареи топливных элементов и/или от генератора.
7. Система энергообеспечения по п.5, содержащая компрессор для обеспечения сжатым газом устройства снабжения воздухом.
8. Система энергообеспечения по п.7, содержащая двигатель постоянного тока, который предназначен для привода компрессора.
9. Система энергообеспечения по п.1, содержащая устройство снабжения водой, предназначенное предпочтительно для непрерывного получения воды, причем это устройство выполнено таким образом, чтобы получать воду из побочных продуктов, выделяющихся при работе топливных элементов.
10. Система энергообеспечения по п.9, содержащая устройство обработки полученной воды для того, чтобы сделать ее пригодной для питья.
11. Система энергообеспечения по п.9, содержащая устройство отвода сточной воды, которое используется для отвода использованной воды с помощью системы отсоса для накопления ее в сборниках, которые сливаются на земле.
12. Система энергообеспечения по п.9, содержащая устройство вывода избыточного количества воды, которая содержится в накапливающихся побочных продуктах работы топливных элементов, перед осуществлением конденсации.
13. Система энергообеспечения по п.6, в которой система топливных элементов соединена с кабиной таким образом, что исходные топливные материалы, которые требуются для работы топливных элементов, могут подаваться из кабины.
14. Система энергообеспечения по п.1, в которой система топливных элементов соединена со средой, окружающей летательный аппарат, таким образом, что исходные топливные материалы, которые требуются для работы топливных элементов, могут подаваться из этой окружающей среды.
15. Система энергообеспечения по п.6, в которой устройство снабжения воздухом соединено с внешней средой, окружающей летательный аппарат, таким образом, что воздух может подаваться из этой внешней среды для обеспечения кабины воздухом для дыхания.
16. Система энергообеспечения по п.15, содержащая установку для получения кислорода, через которую устройство снабжения воздухом соединено со средой, окружающей летательный аппарат, для обеспечения кабины воздухом для дыхания, обогащенным кислородом.
17. Система энергообеспечения по п.16, в которой установка для получения кислорода может работать на сжатом воздухе и предназначена для разделения газов с помощью молекулярного сита.
18. Система энергообеспечения по п.16, в которой установка для получения кислорода предназначена для повышения парциального давления кислорода в воздухе для дыхания, подаваемом устройством снабжения воздухом, когда летательный аппарат функционирует в нормальном режиме.
19. Система энергообеспечения по п.16, которая выполнена таким образом, что воздух с пониженным содержанием кислорода, накапливающийся при работе установки для получения кислорода, может использоваться для продувки кожуха системы топливных элементов.
20. Система энергообеспечения по п.16, которая устроена таким образом, что воздух с пониженным содержанием кислорода, накапливающийся при работе установки для получения кислорода, может использоваться для воздействия на газообразную фазу углеводородных продуктов, содержащихся в первом и/или втором топливных резервуарах.
21. Система энергообеспечения по п.20, в которой система топливных элементов имеет модульную структуру и содержит несколько батарей топливных элементов с общими устройствами подачи исходных материалов и отвода выделяющихся побочных продуктов.
22. Система энергообеспечения по п.1, в которой первый топливный резервуар выполнен таким образом, чтобы обеспечивать двигатель топливом, в качестве которого может использоваться жидкий или газообразный водород или метанол.
23. Система энергообеспечения по п.1, в которой второй топливный резервуар выполнен таким образом, чтобы обеспечивать систему топливных элементов топливом, в качестве которого может использоваться жидкий или газообразный водород или метанол.
24. Система энергообеспечения по п.1, в которой в качестве топливных элементов используются топливные элементы с полимерной мембраной-электролитом или топливные элементы с прямым использованием метанола.
25. Система энергообеспечения по п.1, в которой второй топливный резервуар и система топливных элементов соединены таким образом, что отходящее тепло топливных элементов может использоваться для испарения и/или предварительного нагрева топлива, подаваемого в топливные элементы из второго топливного резервуара.
26. Способ обеспечения энергией летательного аппарата, содержащий следующие стадии:
обеспечение летательного аппарата электроэнергией с помощью системы топливных элементов,
обеспечение двигателя, служащего для перемещения летательного аппарата, топливом из первого топливного резервуара,
обеспечение системы топливных элементов топливом из второго топливного резервуара и
использование продуктов, накапливаемых при работе системы топливных элементов, для предотвращения обледенения крыльев летательного аппарата.
RU2007119942/11A 2004-12-03 2005-12-02 Система и способ энергообеспечения летательного аппарата RU2405720C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63301604P 2004-12-03 2004-12-03
DE102004058430A DE102004058430B4 (de) 2004-12-03 2004-12-03 Versorgungssystem zur Energieversorgung in einem Luftfahrzeug, Luftfahrzeug und Verfahren zum Versorgen eines Luftfahrzeugs mit Energie
DE102004058430.3 2004-12-03
US60/633,016 2004-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007119942A RU2007119942A (ru) 2009-01-10
RU2405720C2 true RU2405720C2 (ru) 2010-12-10

Family

ID=36441687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007119942/11A RU2405720C2 (ru) 2004-12-03 2005-12-02 Система и способ энергообеспечения летательного аппарата

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7954753B2 (ru)
EP (2) EP1817231B1 (ru)
JP (1) JP5134371B2 (ru)
CN (1) CN100526160C (ru)
BR (1) BRPI0518686A2 (ru)
CA (1) CA2584889C (ru)
DE (1) DE102004058430B4 (ru)
RU (1) RU2405720C2 (ru)
WO (1) WO2006058774A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598926C1 (ru) * 2015-05-22 2016-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Система энергопитания рулевых приводов первичных органов управления пассажирского самолета
RU2608195C2 (ru) * 2011-11-17 2017-01-17 Турбомека Способ и система рекуперации энергии в летательном аппарате

Families Citing this family (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3325640B2 (ja) 1993-03-31 2002-09-17 株式会社フジクラ 高強度高導電率銅合金の製造方法
JP3325638B2 (ja) 1993-03-31 2002-09-17 株式会社フジクラ 高強度高導電率銅合金の製造方法
JP3325641B2 (ja) 1993-03-31 2002-09-17 株式会社フジクラ 高強度高導電率銅合金の製造方法
JP3325639B2 (ja) 1993-03-31 2002-09-17 株式会社フジクラ 高強度高導電率銅合金の製造方法
WO2007057188A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-24 Airbus Deutschland Gmbh Oxygen enrichment device comprising at least two molecular sieves for supplying a fuel cell system
DE102005054888B4 (de) 2005-11-17 2009-12-10 Airbus Deutschland Gmbh Sauerstoffanreicherungsvorrichtung in Kombination mit einem Brennstoffzellensystem und Verwendung
US7659015B2 (en) 2006-01-20 2010-02-09 Airbus Deutschland Gmbh Combined fuel cell system
DE102006034814B4 (de) * 2006-07-27 2010-01-14 Airbus Deutschland Gmbh Nutzung von Kabinenluft zur Wassererzeugung mittels Brennstoffzellenabgasen
DE102006035621B4 (de) 2006-07-31 2011-03-03 Airbus Operations Gmbh Flugzeugklimaanlage und Verfahren zum Betreiben einer Flugzeugklimaanlage
US7815148B2 (en) * 2006-09-26 2010-10-19 The Boeing Company Fuel system for an aircraft including a fuel tank inerting system
DE102007001912A1 (de) * 2007-01-12 2008-07-17 Airbus Deutschland Gmbh Brennstoffversorgungsanlage für ein Brennstoffzellensystem
DE102007013345B4 (de) 2007-03-20 2022-07-07 Airbus Operations Gmbh Energieregelvorrichtung für ein Flugzeug
DE102007018773B4 (de) * 2007-04-20 2012-11-08 Airbus Operations Gmbh Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
DE102007054291B4 (de) 2007-10-02 2015-02-26 Diehl Aerospace Gmbh Verfahren zum Bereitstellen von Energie und Energieversorgungseinheit dafür
DE102007060428B3 (de) * 2007-12-14 2009-05-07 Airbus Deutschland Gmbh Verdampfungsgekühltes Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines verdampfungsgekühlten Brennstoffzellensystems sowie seine Verwendung in einem Luftfahrzeug
DE102007061991B4 (de) 2007-12-21 2009-12-03 Airbus Deutschland Gmbh Brennstoffzellensystemmodul, Set von Brennstoffzellensystemmodulen und Verwendung eines Brennstoffzellensystemmoduls in einem Luftfahrzeug
DE102008006742A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-06 Airbus Deutschland Gmbh Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem
DE102008006953B4 (de) * 2008-01-31 2010-09-02 Airbus Deutschland Gmbh System und Verfahren zur Reduktion von Schadstoffen in Triebwerksabgasen
US20090252995A1 (en) * 2008-04-03 2009-10-08 Eickhoff Steven J Fuel cell with oxygen transport membrane
DE102008019146A1 (de) * 2008-04-16 2009-11-05 Airbus Deutschland Gmbh Enteisungssystem für ein Flugzeug
EP2356026B1 (de) * 2008-12-12 2015-02-18 Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH Notenergiesystem für ein luftfahrzeug
US8232670B2 (en) 2009-01-30 2012-07-31 The Boeing Company Localized utility power system for aircraft
US8657227B1 (en) 2009-09-11 2014-02-25 The Boeing Company Independent power generation in aircraft
US20110071706A1 (en) * 2009-09-23 2011-03-24 Adaptive Materials, Inc. Method for managing power and energy in a fuel cell powered aerial vehicle based on secondary operation priority
DE102010011416A1 (de) * 2010-03-15 2011-09-15 Airbus Operations Gmbh Energieregelvorrichtung zum Regeln hybrider Energiequellen für ein Flugzeug
DE102010021890A1 (de) * 2010-05-28 2011-12-01 Airbus Operations Gmbh Klimatisierungssystem für ein Flugzeug mit Hybrid-Betrieb
JP5582927B2 (ja) * 2010-08-30 2014-09-03 三菱重工業株式会社 航空機の防除氷システム及びこれを備える航空機
CA2812250A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 General Electric Company Dual fuel aircraft system and method for operating same
JP2013545649A (ja) * 2010-09-30 2013-12-26 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 航空機燃料電池システム
US20130192246A1 (en) * 2010-09-30 2013-08-01 General Electric Company Dual fuel aircraft engine control system and method for operating same
DE102010047971A1 (de) 2010-10-08 2012-04-12 Airbus Operations Gmbh Haupttriebwerksstart mit Hilfe einer flugzeugseitigen Klimaanlage
DE102010054756B4 (de) 2010-12-16 2012-12-20 Airbus Operations Gmbh Brennstoffzellensystem und Verwendung eines Brennstoffzellensystems
DE102011012803B4 (de) 2011-03-02 2015-02-12 Diehl Aerospace Gmbh Bordversorgungssystem mit einer Brennstoffzelleneinheit, zum Einsatz in einem Flugzeug
US8738268B2 (en) 2011-03-10 2014-05-27 The Boeing Company Vehicle electrical power management and distribution
DE102011014565B4 (de) * 2011-03-21 2016-11-24 Airbus Operations Gmbh Klimaanlagensystem für ein Luftfahrzeug
DE102011015827A1 (de) * 2011-04-01 2012-10-04 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Druckluftkonditionierungssystem
US8820677B2 (en) 2011-06-18 2014-09-02 Jason A. Houdek Aircraft power systems and methods
DE102012002132A1 (de) 2012-02-03 2013-08-08 Airbus Operations Gmbh Vereisungsschutzsystem für ein Flugzeug und Verfahren zum Betreiben eines Vereisungsschutzsystems
SG11201405404TA (en) * 2012-03-13 2014-10-30 Driessen Aerospace Group Nv Autonomous trolley system
WO2013136286A2 (en) 2012-03-13 2013-09-19 Driessen Aerospace Group N.V. Power management for galley with fuel cell
US10040555B2 (en) * 2012-03-13 2018-08-07 Driessen Aerospace Group N.V. Cargo bay catering container with a distribution system
WO2013142161A1 (en) 2012-03-19 2013-09-26 Mag Aerospace Industries, Inc. Fuel cell system powered lavatory
WO2013140306A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Intertechnique Wing ice protection system based on a fuel cell system
CA2867479A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 Avox Systems, Inc. Oxygen/air supply for fuel cell applications
JP2013220681A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Ihi Corp 航空機用の補助電力システム
US20150188171A1 (en) * 2012-06-29 2015-07-02 Mag Aerospace Industries, Llc Microbiologically protected fuel cell
KR20140025035A (ko) * 2012-08-21 2014-03-04 현대자동차주식회사 연료전지 시동 장치 및 방법
US20170290935A1 (en) * 2012-08-29 2017-10-12 Mag Aerospace Industries, Llc Aircraft galley and lavatory disinfection
US20140059796A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Razmik B. Boodaghians Aircraft galley and lavatory disinfection
EP2712013B1 (en) 2012-09-20 2018-08-15 Airbus Operations GmbH Fuel cell system for an aircraft, method for operating a fuel cell system in an aircraft and aircraft with such a fuel cell system
WO2014130117A2 (en) * 2012-11-30 2014-08-28 General Electric Company Turbine engine assembly and dual fuel aircraft system
CA2895740A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 General Electric Company Aircraft and a retrofit cryogenic fuel system
CN105009337B (zh) * 2013-01-15 2019-03-15 祖迪雅克航空技术公司 用于多功能燃料电池的飞机能量管理系统
WO2014136098A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 Zodiac Aerotechnics Aircraft fuel cell system with catalytic burner system
GB2511795A (en) * 2013-03-13 2014-09-17 Eaton Ltd Aircraft fuel tank inerting systems
WO2015050601A2 (en) 2013-07-01 2015-04-09 United Technologies Corporation Enhanced apu operability
EP2824744B1 (en) * 2013-07-11 2016-09-07 Airbus Operations GmbH Fuel cell system, method for operating a fuel cell and vehicle with such a fuel cell system
US9604730B2 (en) 2014-03-27 2017-03-28 Honeywell International Inc. Aircraft systems and methods with integrated tank inerting and power generation
CN107004887B (zh) 2014-12-09 2021-01-29 祖迪雅克航空技术公司 自主飞行器燃料电池系统
DE102014119279A1 (de) 2014-12-19 2016-06-23 Airbus Operations Gmbh Hilfsenergiesystem für ein Flugzeug und ein Flugzeug mit einem derartigen Hilfsenergiesystem
ES2969978T3 (es) 2015-01-22 2024-05-23 Safran Aerotechnics Usos del calor de pilas de combustible de aeronaves
EP3247469B1 (en) 2015-01-22 2024-04-10 Safran Aerotechnics Fuel cell devices for fire prevention on-board aircraft
CN107428415B (zh) 2015-03-30 2021-11-19 空中客车德国运营有限责任公司 具有冗余的有效引气系统的飞行器
CN104852067B (zh) * 2015-04-17 2017-04-26 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 基于燃料电池的飞机发电系统
FR3035074B1 (fr) * 2015-04-17 2018-07-27 Safran Aircraft Engines Aeronef comprenant une pile a combustible ayant un systeme d'alimentation ameliore en oxygene
WO2017004777A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for uav fuel cell
US9884281B2 (en) * 2015-09-18 2018-02-06 Honeywell International Inc. Method to use ultrafine particulate matter detection and measurement to control air supply system contaminant delivery to the aircraft cabin environment
CN105502297B (zh) * 2015-12-11 2017-09-22 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种液体污染物加注装置
US9963792B2 (en) 2015-12-15 2018-05-08 Hamilton Sundstrand Corporation Electrochemical gas separator for combustion prevention and suppression
US10160548B2 (en) * 2016-01-04 2018-12-25 The Boeing Company Apparatuses and methods for anti-icing of speed measurement probes
CN107200119A (zh) * 2016-03-16 2017-09-26 上海重塑能源科技有限公司 燃料电池无人机
FR3051980A1 (fr) * 2016-05-30 2017-12-01 Commissariat Energie Atomique Dispositif destine a generer de l'electricite a partir d'une pile a combustion planaire refroidie par flux d'air
CN106515768A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 上海钧希新能源科技有限公司 一种基于甲醇燃料电池的列车空调系统
ES2756340T3 (es) 2016-12-14 2020-04-27 Airbus Operations Gmbh Método para adaptar e integrar una unidad de célula de combustible en un vehículo
EP3335992B1 (en) * 2016-12-16 2024-11-06 HS Marston Aerospace Limited Ice protection system
FR3071817B1 (fr) * 2017-09-29 2019-09-27 Airbus Helicopters Drone comportant au moins un moteur electrique de propulsion et une source d'energie de type pile a combustible
JP2020036425A (ja) * 2018-08-29 2020-03-05 トヨタ自動車株式会社 燃料電池を搭載した移動体
GB2578288B (en) * 2018-10-15 2022-04-13 Gkn Aerospace Services Ltd Apparatus
DE102018128715A1 (de) 2018-11-15 2020-05-20 Airbus Operations Gmbh Kühl- und Gasentfeuchtungssystem, Transportmittel und Verfahren zum Betreiben eines Kühl- und Gasentfeuchtungssystems
US11286034B2 (en) 2018-11-22 2022-03-29 Airbus Operations Gmbh Leading-edge slat for an aircraft
US20200316519A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Hamilton Sundstrand Corporation Water systems for onboard inerting systems of vehicles
US20200317360A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Hamilton Sundstrand Corporation Water systems for onboard inerting systems of vehicles
US11745140B2 (en) * 2019-04-04 2023-09-05 Hamilton Sundstrand Corporation Water systems for onboard inerting systems of vehicles
US11530048B2 (en) 2019-04-04 2022-12-20 Hamilton Sundstrand Corporation Electrochemical inert gas and power generating system and method
DE102019111135A1 (de) 2019-04-30 2020-11-05 Airbus Operations Gmbh Vorderkantenvorrichtung für ein Flugzeug
CA3141169A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Alakai Technologies Corporation Integrated multimode thermal energy transfer system, method and apparatus for clean fuel electric multirotor aircraft
CN110697054A (zh) * 2019-10-08 2020-01-17 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机座舱加湿装置
US11641023B2 (en) 2020-04-07 2023-05-02 Hamilton Sundstrand Corporation Fuel cell system and method
US20220332219A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-20 ZeroAvia, Ltd. Exhaust water vapor management for hydrogen fuel cell-powered aircraft
DE102021117941A1 (de) * 2021-07-12 2023-01-12 Aerostack GmbH Wasserbasiertes, kombiniertes Kühl- und Befeuchtungssystem für ein Brennstoffzellensystem
US11851203B2 (en) 2021-10-26 2023-12-26 Wright Electric, Inc. Waste heat transfer system for aircraft fuel cell
EP4187655A1 (de) * 2021-11-29 2023-05-31 Airbus Operations GmbH Brennstoffzellensystem mit aktiver gehäusespülung
DE102022109144A1 (de) 2022-04-13 2023-10-19 Diehl Aerospace Gmbh Enteisen eines Flugzeugs mit Hilfe eines Reformers zur Wassertoff-Erzeugung
DE102022120291A1 (de) * 2022-08-11 2024-02-22 Purem GmbH Brennstoffzellenabgasanlage
US20240092498A1 (en) * 2022-09-15 2024-03-21 Lockheed Martin Corporation Wing tank vaporizer for solid oxide fuel cell on unmanned aircraft
CN116588341A (zh) * 2023-05-31 2023-08-15 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 机场地面保障系统及保障车
JP2025076673A (ja) * 2023-11-02 2025-05-16 川崎重工業株式会社 水素航空機
CN119734842B (zh) * 2024-10-18 2025-09-09 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种飞行器供能方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505445A (en) * 1983-02-15 1985-03-19 Idea Development Corporation Apparatus for de-icing the leading edge of an airfoil section of an aircraft
EP0957026A2 (de) * 1998-05-15 1999-11-17 dbb fuel cell engines GmbH Energieversorgungseinheit an Bord eines Luftfahrzeugs
GB2338750A (en) * 1998-06-25 1999-12-29 Marconi Aerospace Limited Electricity generation using fuel cells in jet engines
JP2002070580A (ja) * 2000-08-28 2002-03-08 Shimadzu Corp 航空機用燃料供給システム
RU2233511C1 (ru) * 2000-06-08 2004-07-27 Тойота Джидоша Кабушики Кайша Система подачи топлива для топливных элементов и подвижное тело

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2371269A (en) * 1945-03-13 Aircraft ice preventer
GB607374A (en) * 1946-01-31 1948-08-30 Belge Const Aeronautiques Improvements relating to de-icing equipment for aircraft
US5541014A (en) * 1995-10-23 1996-07-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Indirect-fired gas turbine dual fuel cell power cycle
DE19911018C1 (de) * 1999-03-12 2000-08-31 Daimler Chrysler Ag Hilfstriebwerk für ein Luftfahrzeug
AUPQ484999A0 (en) * 1999-12-23 2000-02-03 Dadd, Brian T. A fuel system for an energy conversion device
US7281681B2 (en) * 2000-04-03 2007-10-16 Aerovironment Inc. Hydrogen powered aircraft
AU2001276816A1 (en) * 2000-04-03 2001-10-23 Aerovironment Inc. Liquid hydrogen stratospheric aircraft
JP4300682B2 (ja) * 2000-05-30 2009-07-22 株式会社島津製作所 走行体
JP2002007580A (ja) 2000-06-20 2002-01-11 Takayasu Miyamoto 利用者の医療情報を、利用者自身の求めに応じて迅速に提供するシステム
JP4374751B2 (ja) * 2000-08-03 2009-12-02 株式会社島津製作所 航空機用の熱利用装置
US6568633B2 (en) * 2000-08-24 2003-05-27 James P. Dunn Fuel cell powered electric aircraft
US7208239B2 (en) 2001-10-11 2007-04-24 Airbus Deutschland Gmbh Fuel cell system and method with increased efficiency and reduced exhaust emissions
DE10216361B4 (de) 2001-10-11 2004-08-05 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren zur Effizienzsteigerung und Verminderung von Abgasen bei Brennstoffzellensystemen
DE10249588B4 (de) 2002-04-16 2006-10-19 Airbus Deutschland Gmbh Anordnung zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges
DE10157737A1 (de) * 2001-11-24 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert Brennstoffzellenanlage
DE20205813U1 (de) * 2002-04-12 2003-02-20 Hymer AG, 88339 Bad Waldsee Freizeitfahrzeug mit Bordstromversorgung über Brennstoffzelle
EP1357625B1 (de) * 2002-04-13 2011-02-09 Airbus Deutschland GmbH Verfahren zur Effizienzsteigerung und Verminderung von Abgasen bei Brennstoffzellensytemen
ATE323644T1 (de) * 2002-04-16 2006-05-15 Airbus Gmbh Anordnung zur erzeugung von wasser an bord eines luftfahrzeuges
EP1354856B1 (de) * 2002-04-16 2005-11-02 Airbus Deutschland GmbH Verfahren zur Wasseraufbereitung und Verteilung von bordgeneriertem Wasser in Luft-, Land- und/oder Wasserfahrzeugen
US6641084B1 (en) * 2002-06-21 2003-11-04 The Boeing Company Solid oxide fuel cell as auxiliary power source installation in transport aircraft
US7210653B2 (en) * 2002-10-22 2007-05-01 The Boeing Company Electric-based secondary power system architectures for aircraft
US7767359B2 (en) * 2002-10-24 2010-08-03 Airbus Deutschland Gmbh Device for producing water on board of an airplane
DE10252292A1 (de) 2002-11-11 2004-06-09 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung der Energieverteilung in einem Verkehrsmittel und Verkehrsmittel, das dieses Verfahren umsetzt
US6834831B2 (en) * 2002-12-31 2004-12-28 The Boeing Company Hybrid solid oxide fuel cell aircraft auxiliary power unit
US20040245382A1 (en) * 2003-04-22 2004-12-09 Yoshio Nozaki Aircraft which employs hydrogen as fuel
DE10356012A1 (de) * 2003-11-27 2005-06-30 Airbus Deutschland Gmbh Anordnung sowie Verfahren zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges
DE102004044646B4 (de) 2004-09-15 2009-08-27 Airbus Deutschland Gmbh Brennstoffzellen-System als primäre elektrische Energieversorgung für Luftfahrzeuge
US7520350B2 (en) * 2004-11-22 2009-04-21 Robert Hotto System and method for extracting propulsion energy from motor vehicle exhaust

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505445A (en) * 1983-02-15 1985-03-19 Idea Development Corporation Apparatus for de-icing the leading edge of an airfoil section of an aircraft
EP0957026A2 (de) * 1998-05-15 1999-11-17 dbb fuel cell engines GmbH Energieversorgungseinheit an Bord eines Luftfahrzeugs
GB2338750A (en) * 1998-06-25 1999-12-29 Marconi Aerospace Limited Electricity generation using fuel cells in jet engines
RU2233511C1 (ru) * 2000-06-08 2004-07-27 Тойота Джидоша Кабушики Кайша Система подачи топлива для топливных элементов и подвижное тело
JP2002070580A (ja) * 2000-08-28 2002-03-08 Shimadzu Corp 航空機用燃料供給システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608195C2 (ru) * 2011-11-17 2017-01-17 Турбомека Способ и система рекуперации энергии в летательном аппарате
RU2598926C1 (ru) * 2015-05-22 2016-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Система энергопитания рулевых приводов первичных органов управления пассажирского самолета

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007119942A (ru) 2009-01-10
EP1817231B1 (en) 2014-02-12
CN101068716A (zh) 2007-11-07
CA2584889A1 (en) 2006-06-08
JP2008521693A (ja) 2008-06-26
US7954753B2 (en) 2011-06-07
US20080001026A1 (en) 2008-01-03
WO2006058774A3 (en) 2006-10-12
DE102004058430A1 (de) 2006-06-08
JP5134371B2 (ja) 2013-01-30
EP2289802A2 (en) 2011-03-02
DE102004058430B4 (de) 2010-07-29
CN100526160C (zh) 2009-08-12
CA2584889C (en) 2014-02-11
WO2006058774A2 (en) 2006-06-08
EP1817231A2 (en) 2007-08-15
BRPI0518686A2 (pt) 2008-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2405720C2 (ru) Система и способ энергообеспечения летательного аппарата
EP3181457B1 (en) Electrochemical gas separator for combustion prevention and suppression
EP1376728B1 (en) Solid oxide fuel cell as auxiliary power source installation in transport aircraft
EP3284676B1 (en) On-board aircraft dried inert gas system
EP2927130B1 (en) Aircraft systems and methods with integrated tank inerting and power generation
EP3263187B1 (en) On-board aircraft electrochemical inert gas generation system
US6296957B1 (en) Energy supply unit on board an aircraft
US10632333B2 (en) Supply system and method for providing electric energy, oxygen depleted air and water as well and aircraft having such a supply system
US8468847B2 (en) Aircraft air-conditioning unit and method for operating an aircraft air-conditioning unit
EP2824744B1 (en) Fuel cell system, method for operating a fuel cell and vehicle with such a fuel cell system
EP1861312B1 (en) Supply system for an aircraft
RU2406186C2 (ru) Система топливных элементов для снабжения транспортного средства питьевой водой и кислородом и ее применение

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151203