[发明专利]飞行器中能量供应的供应系统、飞行器及向飞行器供应能量的方法

说明书

本申请要求2004年12月3日提交的美国临时专利申请No.60/633,016 和2004年12月3日提交的德国专利申请No.10 2004 058 430.3的优先权， 上述申请的全部内容引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器能量供应的供应系统、一种飞行器和向 飞行器供应能量的方法。

背景技术

在民航中应用的传统飞行器中，用于乘客或机组乘员的供应系统通 常是相互分开的。

呼吸用空气的供应和机舱的加压是通过包括一个或多个空调机的 空调系统来实现的。这种空调系统接收所谓的发动机排气形式的压缩空 气供应。这种排气是从发动机主气流在压缩阶段之后吸入的。

在机舱减压的情况下所需的紧急氧气供应通常由压力箱携带或者 由化学方法产生。在这两种情况下，最大供应时间都是有限的，分别取 决于压力箱的填充容量或者化学氯酸盐蜡烛的燃烧时间。

机载用水供应通常由水箱携带并分配到水用户处，例如厨房卫生间 或盥洗室。所携带的水量取决于飞行长度并且受水箱容量及所产生的重 量限制。

EP 0,957,026 B1公开了一种带有能量供应单元的飞行器，其中发动 机和燃料箱由共用的氢气箱供应，该氢气箱用作燃料箱。

需要提供一种飞行器中的故障自动防护能量供应系统。

这种需要可以通过独立权利要求公开的特征所实现的用于飞行器 能量供应的供应系统、飞行器以及向飞行器供应能量的方法来满足。

发明内容

根据一个示例实施方式，飞行器中能量供应系统包括：用于推进飞 行器的发动机、向飞行器供应电能的燃料电池、向发动机供应发动机燃 料的第一燃料箱、向燃料电池供应燃料电池燃料的第二燃料箱和机翼除 冰装置。根据本发明，第一燃料箱与第二燃料箱分开布置，并且该机翼 除冰装置与燃料电池以如下方式相连，使得机翼能够通过机翼除冰装置 基于燃料电池运转期间聚集的燃料产物来进行除冰。

另外，本发明实现一种飞行器，其具有带有上述特征的用于飞行器 能量供应的供应系统。

根据本发明的一个示例实施方式，提供一种向飞行器供应能量的方 法，其中该飞行器由发动机推进，通过燃料电池向飞行器供应电能，从 第一燃料箱向发动机供应发动机燃料，以及从第二燃料箱向燃料电池供 应燃料电池燃料。第一燃料箱和第二燃料箱分开布置，并且通过与燃料 电池相连的机翼除冰装置利用在燃料电池运转期间聚集的燃料产物来 对机翼进行除冰。

可以看出本发明的一个创意是飞行器(例如，飞机或飞船)的能量 供应是通过机械推进飞行器的发动机和向飞行器中耗电部件提供电能 的燃料电池来实现的(发动机也可以产生电能)。发动机和燃料电池各 自的燃料箱相互分开布置，即，它们在功能上分离且物理上隔断，因此 可以有效防止一个燃料箱或能量供应系统的失效影响到另一个燃料箱 或能量供应系统。还应当确保向飞行器组件的连续供应电能，特别是在 紧急情况下，其中，例如，发动机故障，或者至少受到损坏并且反之亦 然。因此，分别容纳用于发动机的燃料和用于燃料电池的燃料的两个燃 料箱可以通过分开布置的部件来实现，从而，如果两个燃料箱中一个发 生燃料短缺，另一个燃料箱仍能至少部分地维持重要功能。发动机可以 还包括起动发电机形式的发电机，该发电机可用于向飞行器提供能量。

因此，本发明提供了一种高级的且防止干扰的供应系统，其易于后 台管理并且能可靠地向飞行器的机械能消耗部件及电能消耗部件提供 能量。根据本发明将燃料电池结合在飞行器上可以通过燃料电池提供电 能。根据本发明，发动机与普通的发动机相比可以放弃排气的使用。这 种形式的能量可以由电能替代。

该供应系统优选不只用于能量供应，还可以用于机舱和飞行器的普 通供应。

本发明可以分别实现一种高度集成的机舱系统和一种具有高度集 成机舱系统的飞行器。本发明提供了一种用于向飞行器的乘客和机组乘 员提供呼吸用空气、紧急氧气和水的布置，其中这同时通过一种集成的 燃料电池系统来获得。

术语燃料电池指的是一种电化学电池，其能将连续供应燃料(例如， 氢气)和氧化剂(例如，氧气)的反应能量转化成电能，该电能可以用 于耗能组件的能量供应。在氢氧燃料电池中，可以从起始物质氢气和氧 气中获得产物水，在放热反应过程中释放的能量可以用来向耗能组件供 应能量。