Aeronave con alimentación de energía híbrida.

Aeronave con alimentación de energia hibrida que comprende:

-una estructura externa (12 a 20),

-equipos electricos (34),

-medios de propulsión (40) de combustión interna,

-medios de alimentación de energia de los medios de propulsión,

-una pluralidad de convertidores directos de energia luminosa en energia electrica (22 a 30), dispuestos al menos en una parte de la superficie externa de la estructura externa;

-medios (32) para comparar la energia electrica producida por los citados convertidores con el consumo instantaneo de los citados equipos electricos (34);

- medios (36) para recuperar la energia electrica excedente si esta existe, y

- medios (38, 46, 50) para facilitar a los citados medios de propulsión (40) un complemento de energia a partir de la citada energia electrica excedente, si esta existe.

Aeronave con alimentación de energia hibrida

La presente invención tiene por objeto una aeronave con alimentación de energia mixta.

La casi totalidad de las aeronaves son propulsadas por intermedio de motores termicos de combustión interna. Puede tratarse de motores de pistones de dos o de cuatro tiempos para las aeronaves de pequena potencia o mas frecuentemente de turbomaquinas para las aeronaves de potencia mas elevada.

Este tipo de maquinas de propulsión utiliza hidrocarburos, en particular gasolina o queroseno. Visto el coste de los hidrocarburos y la mucha mayor atención que se presta al problema de la contaminación, seria interesante poder disminuir el consumo de hidrocarburos y especialmente de queroseno.

Con este objetivo, se ha propuesto a titulo experimental una propulsión electrica de aeronaves. En este caso, la fuente de energia se obtiene de acumuladores o eventualmente de una pila de combustible, o bien de paneles solares dispuestos en las estructuras externas de la aeronave, y el motor es electrico.

El documento WO 96/28343 A (AEROVIRONMENT INC [US]) considerado como el estado de la tecnica mas próximo, describe una aeronave con alimentación de energia hibrida, que comprende

- una estructura externa,

- equipos electricos,

- medios de propulsión electrica; y

- medios de alimentación de energia de los medios de propulsión,

- una pluralidad de convertidores directos de energia luminosa en energia electrica, dispuestos al menos en una parte de la superficie externa de la estructura externa,

- medios para recuperar la energia electrica excedente si la hay.

Sin embargo, habida cuenta del coste actual de los sensores solares y de su rendimiento relativamente pequeno, las aplicaciones son muy limitadas, en cuanto a la propulsión de aeronaves por motor electrico.

No obstante, se realizan actualmente esfuerzos importantes para mejorar el rendimiento de sensores solares y para disminuir el coste.

Un objeto de la presente invención es facilitar una aeronave con alimentación de energia mixta que permita reducir el consumo de hidrocarburo con respecto a las soluciones clasicas, en el caso en que la velocidad de esta aeronave no sea demasiado elevada, por ejemplo inferior a 300 km/h.

Para conseguir este objetivo, de acuerdo con la invención, la aeronave con alimentación de energia hibrida comprende:

- una estructura externa,

- equipos electricos,

- medios de propulsión de combustión interna y

- medios de alimentación de energia de los medios de propulsión

- una pluralidad de convertidores directos de energia luminosa en energia electrica, dispuestos al menos en una parte de la superficie externa de la estructura externa, y

- medios para comparar la energia electrica producida por los citados convertidores con la energia instantanea de los citados equipos electricos;

- medios para recuperar la energia electrica excedente si la hay, y

- medios para facilitar a los citados medios de propulsión un complemento de energia a partir de la citada energia electrica excedente si esta existe.

Se comprende que, gracias a las disposiciones de la invención, la aeronave dispone como fuente de energia complementaria la energia electrica producida por los convertidores directos de energia luminosa en energia electrica. Estos medios de alimentación de energia complementaria son utilizados preferentemente para satisfacer al

consumo instantaneo de los equipos electricos de la aeronave y el eventual exceso de energia electrica es facilitado a los medios de propulsión del tipo de combustión interna.

Se obtiene, asi, una gestión óptima del conjunto de la energia disponible y en particular de la energia electrica disponible. Otra ventaja de esta invención es facilitar una fuente de alimentación electrica de emergencia en caso de averia de los otros medios.

ºe acuerdo con un primer modo de puesta en practica, la aeronave esta caracterizada porque los medios para facilitar el complemento de energia comprenden al menos un motor electrico alimentado por el citado excedente de energia electrica si existe, cooperando el citado motor electrico con los citados medios de propulsión.

Se comprende que en este primer modo de puesta en practica, el complemento de energia excedente producido por los convertidores de energia luminosa en energia electrica sirve para alimentar un motor electrico que coopera con los medios de propulsión.

ºe acuerdo con un segundo modo de puesta en practica, la aeronave esta caracterizada porque los citados medios para facilitar energia complementaria comprenden

- un conjunto para producir hidr6geno a partir del agua, siendo alimentado el citado conjunto de producción de hidr6geno por la citada energia electrica excedente si esta existe, y

- medios para facilitar el hidr6geno a los medios de producción de energia termica.

Se comprende que en este segundo modo de puesta en practica, la energia electrica sirve para producir hidr6geno a partir del agua disponible y se preven igualmente medios para facilitar el hidr6geno al medio de propulsión de combustión interna.

En este segundo modo de puesta en practica, la aeronave esta caracterizada preferentemente porque comprende

- medios para condensar al menos una parte de los gases de escape, de los medios de propulsión;

- medios para recuperar el agua liquida en los productos de condensado; y

- medios para alimentar el conjunto de producción de hidr6geno con el agua asi obtenida.

Otras caracteristicas y ventajas de la invención se pondran mejor de manifiesto con la lectura de la descripción que sigue de varios modos de realización de la invención dados a titulo de ejemplos no limitativos. La descripción se refiere a las figuras anejas, en las cuales:

- la figura º es una vista esquematica de una aeronave equipada con convertidores de energia luminosa/energia electrica;

- la figura 2 es un esquema del dispositivo de producción de energia de acuerdo con un primer modo de puesta en practica; y

- la figura 3 es un esquema que muestra el segundo modo de realización de producción de energia electrica.

En la figura º, se ha representado de modo muy esquematico la estructura externa de una aeronave º0 con su fusilaje º2 y sus alas º4 y º6 y sus planos estabilizadores º8 y 20. Cada uno de estos elementos constitutivos de la estructura externa de la aeronave º0 esta equipado con convertidores de energia luminosa en energia electrica que llevan respectivamente las referencias 22, 24, 26, 28 y 30. Es evidente que la figura º es facilitada ºnicamente a titulo de ejemplo y que las zonas recubiertas de convertidores de energia luminosa/energia electrica estarian adaptadas a la forma particular de la estructura externa de la aeronave.

Refiriendose en primer lugar a la figura 2, se va a describir un primer modo de realización de la invención para facilitar una energia complementaria electrica a los medios de propulsión de la aeronave.

En esta figura, se ha representado un panel solar, por ejemplo el panel 24 de la figura º que esta unido a un dispositivo de gestión electrica 32. Este dispositivo de gestión electrica recibe una senal de mando C que es representativa de las necesidades de energia electrica de los equipos electricos 34 de la aeronave en cada instante. Los circuitos del dispositivo de gestión 32 comprenden medios de comparación de la energia electrica facilitada instantaneamente por el conjunto de los paneles solares, con la senal C representativa de las necesidades de los equipos electricos de la aeronave. Si estas necesidades existen, al menos una parte de la energia electrica producida por los paneles solares 24, etc., sera transmitida a los equipos electricos de la aeronave. El exceso de energia electrica es transmitido a una caja electrónica 36 de gestión de medios motores electricos que llevan la referencia general 38 y que estan acoplados al arbol de baja presión, o al arbol de alta presión de los medios de propulsión de la aeronave en el caso en que la aeronave sea propulsada por una turbomaquina. Esta caja electrónica 36 manda la alimentación de la maquina electrica 38 que, preferentemente, esta constituida por el

arrancador electrico o por una generatriz apta para funcionar como motor que esta disponible en todos los medios de propulsión de aeronave.

Se comprende asi que, gracias a la invención, la energia electrica producida por los paneles solares tales como 24 es, gracias al dispositivo de gestión 32, asignada... [Seguir leyendo]

º. Aeronave con alimentación de energia hibrida que comprende: -una estructura externa (º2 a 20) , -equipos electricos (34) , -medios de propulsión (40) de combustión interna, -medios de alimentación de energia de los medios de propulsión, -una pluralidad de convertidores directos de energia luminosa en energia electrica (22 a 30) , dispuestos al menos en una parte de la superficie externa de la estructura externa; -medios (32) para comparar la energia electrica producida por los citados convertidores con el consumo instantaneo de los citados equipos electricos (34) ;

- medios (36) para recuperar la energia electrica excedente si esta existe, y

- medios (38, 46, º0) para facilitar a los citados medios de propulsión (40) un complemento de energia a partir

de la citada energia electrica excedente, si esta existe.

2. Aeronave de acuerdo con la reivindicación º, caracterizada porque los medios para producir el complemento de energia comprenden al menos un motor electrico (38) alimentado por el citado excedente de energia electrica si este existe, cooperando el citado motor electrico con los citados medios de propulsión (40) .

3. Aeronave de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el citado motor electrico (38) es el arrancador de los medios de propulsión.

4. Aeronave de acuerdo con la reivindicación º, caracterizada porque los citados medios para producir energia 20 complementaria comprenden

- un conjunto para producir hidr6geno (44) a partir del agua, siendo alimentado el citado conjunto de producción de hidr6geno por la citada energia electrica excedente, si esta existe, y

- medios (46, º0) para facilitar el hidr6geno a los medios de producción de energia termica

º. Aeronave de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque comprende -medios (º2) para condensar al menos una parte de los gases de escape, de los medios de propulsión (40) ; -medios (60) para recuperar el agua liquida en los productos de condensado; y -medios (64) para alimentar el conjunto de producción de hidr6geno con el agua asi obtenida.

6. Aeronave de acuerdo con la reivindicación º, caracterizada porque los citados medios de producción de energia termica comprenden un circuito de regulación de los carburantes (º0) , siendo inyectado el hidr6geno producido por 30 los medios de producción de hidr6geno (44, 46) en la citada camara de combustión.