[发明专利]带有电池的飞机，特别是混合动力飞机

说明书

本发明涉及一种飞机(100)，包括：机身(101)，其包括多个面板(105)，所述多个面板(105)适于限定所述飞机(100)的驾驶舱或货舱的空气动力学形状；至少一个机翼(103)，其在结构上连接到所述机身(101)并适于允许所述飞机(100)的飞行，所述机翼(103)包括多个机翼表面和配置用于支撑所述机翼表面的至少一个框架；用于所述飞机(100)的推进系统，所述推进系统包括至少一个电力发动机、和适于存储电能以供应所述电力发动机的电池。所述电池包括构成所述机翼表面中的至少一个表面(104a，104b)的第一结构电池，并且还包括构成所述机身的所述面板中的至少一个面板(105)的第二结构电池。

技术领域

本发明涉及一种包括结构电池的飞机，该结构电池的能量也用在所述飞机上以便于借助于电力发动机进行推进。

通常，本发明可应用于具有电力推进或混合动力推进的载人飞机领域。

背景技术

在过去的20-30年间，对减少环境污染的需求呈指数级增长。即使在航空领域，电力发动机排放法规也越来越严格，全世界许多研究小组的注意力都集中在设计更关注环境影响的飞机上。欧盟资助的许多项目，如SESAR和AIRE，都被设想用于研究适合减少污染物排放的有效解决方案。

就推进而言，虽然近来排放量已大幅减少，但用对环境影响为零的新技术替代旧技术，仍然是一项根本性挑战。在过去几年中，在电力推进领域取得了显着进展。电力发动机的性能以及电池容量已经大大改善并且不断发展，从而推动了飞机的进步(所谓的“更加电动”)越来越多地关注电能的使用并允许测试仅使用电能作为能源的第一架飞机原型(所谓的“全电动”)。

然而，能量存储系统还尚未达到与基于化石燃料的传统系统类似的性能水平，因此有必要进行大力的研究活动。

与航空运输相关的另一个关键问题是噪音污染。越来越多的航班以及一些机场与住宅区的邻近给航空公司造成了严重的问题，这些公司经常遭到罚款，并且由于声响问题，他们被要求减少其活动，特别是在夜间，这种情况并不少见。即使在某些航空俱乐部和数量有限的不需要声学认证的机场的特殊情况下，也经常会收到来自居住在机场附近的社区的投诉。

鉴于上述情况，电力推进可以在减少环境污染以及减少噪音污染方面产生巨大的双重影响。

此外，电力发动机的引入在成本方面有更多优点：对于相同的能量，实际上，借助于电力系统的生产成本相对于相应数量的化石燃料的成本显著较低。

最后，相对于热力发动机，电力发动机具有更高的可靠性，因此降低了维护要求以及与飞机的整个生命周期相关的总体成本。

关于电力推进的两个主要问题是与通用航空飞机所需的最小自主性相关的相对较低的电池自主性以及电池的重量，其中电池需要在结构设计步骤期间研究最佳定位并且在释放电能时变成飞机上的寄生负载，而这种负载从操作的角度来看是无用的。

现有技术包括一些用于在电力推进飞机上安置电池的解决方案。

例如，US 8,967,529(B1)涉及至少部分地定位在飞机的半翼中的电池；该飞机包括多个电池，这些电池被插入以装配在半翼的结构支撑件中的隔室中。

然而，在US 8,967,529(B1)提供的解决方案中，电池限于有限尺寸的内部隔室，因此不允许存储足够的电能以确保在电动模式下飞机的飞行自主性。

KR20160115864(A)涉及应用有电池的飞机机翼的结构。该机翼由复合材料制成；上表面由太阳能电池板覆盖，而下表面集成了结构电池，可以存储从太阳能电池板收集的能量。如此制成的机翼允许承受施加到飞机上的载荷，同时保持足够的机械阻力。