JP2010100285A

Electric-based secondary power system architecture for aircraft

Abstract

Problem to be solved.To provide a method and a system for providing secondary power to an aircraft system. In one embodiment, the aircraft system architecture for powering an environmental control system includes a generator 316 operably coupled to a jet engine 310. The jet engine can be configured to provide propulsion to the aircraft and the generator can be configured to receive axial power from the jet engine. The environmental control system can be configured to provide outside air to the aircraft cabin in the absence of bleed air from the jet engine. [Selection diagram] Fig. 3

Term

Projected expiry 30 November 2029.

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36 claims: 9 independent, 27 dependent

  1. 1
    航空機であって、 客室を有する機体と、 航空機に推進力を提供するよう構成されたジェットエンジンと、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、ジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成された発電機と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に客室に外部の空気を提供するために発電機から電力を受取るよう構成されている少なくとも1つのコンプレッサモータを含む環境制御システムとを含む、航空機。
  2. 2
    機体から外側に延びる翼と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成された電熱式翼防氷システムとをさらに含み、電熱式翼防氷システムは発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項1に記載の航空機。
  3. 3
    機体から外側に延びる翼と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成された電気機械式翼防氷システムとをさらに含み、電気機械式翼防氷システムは発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項1に記載の航空機。
  4. 4
    機体から外側に延びる翼と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成された翼防氷システムとをさらに含み、翼防氷システムは発電機から電力を循環する態様で受取るよう構成されている、請求項1に記載の航空機。
  5. 5
    航空機から下向きに延長可能な、油圧で作動される着陸装置と、 着陸装置に油圧動力を提供するよう構成された油圧ポンプと、 油圧ポンプに作動可能に結合され、ジェットエンジンからの空気圧による動力がない場合に油圧ポンプを駆動させるために発電機から電力を受取るよう構成されている電気モータとをさらに含む、請求項1に記載の航空機。
  6. 6
    発電機は、空気圧による動力がない場合にジェットエンジンを始動させる同期モータとして作動可能な始動器/発電機である、請求項1に記載の航空機。
  7. 7
    発電機は、ジェットエンジンを始動させる同期モータとして作動可能な始動器/発電機であり、ジェットエンジンは、空気圧で作動可能な始動タービンがない場合、始動器/発電機によって始動されるよう構成されている、請求項1に記載の航空機。
  8. 8
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機は第1の発電機であり、前記航空機はさらに、 補助動力ユニットと、 補助動力ユニットに作動可能に結合され、補助動力ユニットから軸動力を受取るよう構成された第2の発電機とを含み、環境制御システムの少なくとも1つのコンプレッサモータは、補助動力ユニットからの圧縮空気がない場合に客室に外部の空気を提供するために第2の発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項1に記載の航空機。
  9. 9
    環境制御システムのコンプレッサモータは、機体の与圧需要の変化に応じてコンプレッサの速度を変更するよう構成された可変速モータである、請求項1に記載の航空機。
  10. 10
    燃料タンクと、 ジェットエンジンによる燃料に対する需要に基づいて、燃料を燃料タンクからジェットエンジンに可変速度で移送するよう構成された可変速燃料ポンプとをさらに含み、燃料ポンプは発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項1に記載の航空機。
  11. 11
    環境制御システムは、流量および機体の与圧需要のうちの少なくとも1つにおける変化に応じて、空気を客室に複数の流量で流すよう構成された、少なくとも1つの可変速ファンをさらに含む、請求項1に記載の航空機。
  12. 12
    航空機であって、 機体と、 機体から外側に延びる翼と、 航空機に推進力を提供するよう構成されたジェットエンジンと、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、エンジンから軸動力を受取るよう構成された発電機と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に機体の少なくとも一部に調節された空気を提供するよう構成された環境制御システムとを含み、環境制御システムは、発電機から電力を受取るよう構成された少なくとも1つのファンモータを含み、前記航空機はさらに、 翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成された翼防氷システムを含み、翼防氷システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に発電機から電力を受取るよう構成されている、航空機。
  13. 13
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機は第1の発電機であり、前記航空機はさらに、 補助動力ユニットと、 補助動力ユニットに作動可能に結合され、補助動力ユニットから軸動力を受取るよう構成された第2の発電機とを含み、翼防氷システムは、補助動力ユニットからの圧縮空気がない場合に第2の発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項12に記載の航空機。
  14. 14
    翼防氷システムは、翼の内側部分に少なくとも近接して位置付けられた少なくとも1つの加熱要素を含む電熱式システムであり、加熱要素は、発電機からの電力で通電されて翼の前記部分を暖め、翼の前記部分への氷の形成を少なくとも低減させ得る、請求項12に記載の航空機。
  15. 15
    翼防氷システムは、翼の内側部分に少なくとも近接して位置付けられた少なくとも1つの機械式作動装置を含む電気機械式システムであり、作動装置は、発電機からの電力で作動されて翼の前記部分を振動させ、翼の前記部分への氷の形成を少なくとも低減させ得る、請求項12に記載の航空機。
  16. 16
    地上で航空機の少なくとも一部を可動に支持するよう構成された、油圧で作動する着陸装置システムをさらに含み、着陸装置システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に電気モータによって駆動される油圧ポンプを含み、電気モータは発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項12に記載の航空機。
  17. 17
    航空機は商用旅客機であり、機体は客室と貨物室とを含む、請求項12に記載の航空機。
  18. 18
    航空機であって、 機体と、 航空機に推進力を提供するよう構成されたジェットエンジンと、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、エンジンから軸動力を受取るよう構成された発電機と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に機体の少なくとも一部に調節された空気を提供するよう構成された環境制御システムとを含み、環境制御システムは、発電機から電力を受取るよう構成された少なくとも1つのファンモータを含み、前記航空機はさらに、 地上で航空機の少なくとも一部を可動に支持するよう構成された、油圧で作動する着陸装置を含み、着陸装置は、ジェットエンジンからの抽気がない場合に電気モータによって駆動される油圧ポンプから油圧動力を受取り、電気モータは発電機から電力を受取る、航空機。
  19. 19
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機はDC発電機であり、前記航空機はさらに、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、ジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成されたAC発電機と、 機体から外側に延びる翼と、 翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成された電熱式翼防氷システムとを含み、電熱式翼防氷システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合にAC発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項18に記載の航空機。
  20. 20
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機はDC発電機であり、前記航空機はさらに、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、ジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成されたAC発電機を含み、さらに、 AC発電機は、空気圧による動力がない場合にジェットエンジンを始動させる同期モータとして作動可能である、請求項18に記載の航空機。
  21. 21
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機はDC発電機であり、前記航空機はさらに、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、ジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成されたAC発電機と、 AC発電機からAC電力を受取り、DC電力を環境制御システムのファンモータに向けるよう構成されたAC-DC変換装置とを含む、請求項18に記載の航空機。
  22. 22
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機はDC発電機であり、前記航空機はさらに、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、ジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成されたAC発電機と、 AC発電機からAC電力を受取るよう構成されたAC-DC変換装置と、 AC-DC変換装置からDC電力を受取り、DC電力を環境制御システムのファンモータに向けるよう構成されたモータコントローラとを含み、モータコントローラはさらに、空気圧による動力がない場合にジェットエンジンを始動させる同期モータとしてAC発電機を作動させるために、DC電力をAC発電機以外の源からAC発電機に選択的に向けるよう構成されている、請求項18に記載の航空機。
  23. 23
    航空機であって、 翼と、 航空機に推進力を提供するよう構成されたジェットエンジンと、 ジェットエンジンに作動可能に結合され、エンジンから軸動力を受取るよう構成された発電機と、 翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成された翼防氷システムとを含み、翼防氷システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に発電機から電力を受取るよう構成されており、前記航空機はさらに、 地上で航空機の少なくとも一部を可動に支持するよう構成された、油圧で作動する着陸装置システムを含み、着陸装置システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に電気モータによって駆動される油圧ポンプを含み、電気モータは発電機から電力を受取るよう構成されている、航空機。
  24. 24
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機は第1の発電機であり、前記航空機はさらに、 補助動力ユニットと、 補助動力ユニットに作動可能に結合され、補助動力ユニットから軸動力を受取るよう構成された第2の発電機とを含み、翼防氷システムは、補助動力ユニットからの圧縮空気がない場合に第2の発電機から電力を受取るよう構成されている、請求項23に記載の航空機。
  25. 25
    翼防氷システムは、翼の内側部分に少なくとも近接して位置付けられた少なくとも1つの加熱要素を含む電熱式システムであり、加熱要素は、発電機からの電力で通電されて翼の前記部分を暖め、翼の前記部分への氷の形成を少なくとも低減させ得る、請求項23に記載の航空機。
  26. 26
    翼防氷システムは、翼の内側部分に少なくとも近接して位置付けられた少なくとも1つの機械式作動装置を含む電気機械式システムであり、作動装置は、発電機からの電力で作動されて翼の前記部分を振動させ、翼の前記部分への氷の形成を少なくとも低減させ得る、請求項23に記載の航空機。
  27. 27
    航空機の機体に調節された空気を提供するための方法であって、航空機は、航空機に推進力を提供するよう構成されたジェットエンジンを含み、前記方法は、 ジェットエンジンに発電機を作動可能に結合するステップを含み、発電機はジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成されており、前記方法はさらに、 コンプレッサファンに電気モータを作動可能に結合してコンプレッサファンを駆動するステップを含み、コンプレッサファンは機体と流動連通するよう位置付けられており、前記方法はさらに、 電力を発電機から電気モータに提供して、ジェットエンジンからの抽気がない場合に、コンプレッサファンを駆動して空気を機体外部から機体内に流すステップとを含む、方法。
  28. 28
    コンプレッサファンの下流に抵抗ヒータを位置付けるステップと、 外部の空気が機体内に流れる前に外部の空気を暖めるために、電力を発電機から抵抗ヒータに伝導するステップとをさらに含む、請求項27に記載の方法。
  29. 29
    コンプレッサファンに電気モータを作動可能に結合するステップは、コンプレッサファンに可変速電気モータを作動可能に結合するステップを含み、前記方法はさらに、機体の与圧要件の変化に応じて電気モータの速度を調整するステップを含む、請求項27に記載の方法。
  30. 30
    コンプレッサファンに電気モータを作動可能に結合するステップは、コンプレッサファンに可変速電気モータを作動可能に結合するステップを含み、前記方法はさらに、機体の温度要件の変化に応じて電気モータの速度を調整するステップを含む、請求項27に記載の方法。
  31. 31
    機体と、機体から外側に延びる翼と、推進力を提供するためのジェットエンジンとを有する輸送航空機において、環境制御システム、翼防氷システムおよび着陸装置システムを含む複数の航空機システムにジェットエンジンから2次動力を提供するための方法であって、2次動力を提供するための前記方法は、 ジェットエンジンに発電機を作動可能に結合するステップを含み、発電機はジェットエンジンから軸動力を受取るよう構成されており、前記方法はさらに、 電力を発電機から環境制御システムのファンモータに提供するステップを含み、環境制御システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に機体の少なくとも一部に調節された空気を提供するよう構成されており、前記方法はさらに、 電力を発電機から翼防氷システムの加熱要素に提供するステップを含み、翼防氷システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成されており、前記方法はさらに、 電力を発電機から着陸装置システムの電気モータ駆動の油圧ポンプに提供するステップを含み、油圧ポンプは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に着陸装置を作動させるよう構成されている、方法。
  32. 32
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機は第1の発電機であり、前記方法はさらに、 航空機に補助動力ユニットを取付けるステップと、 補助動力ユニットに第2の発電機を作動可能に結合するステップとを含み、第2の発電機は補助動力ユニットから軸動力を受取るよう構成されており、前記方法はさらに、 電力を第2の発電機から環境制御システムのファンモータに提供するステップを含み、環境制御システムは、補助動力ユニットからの圧縮空気がない場合に機体の少なくとも一部に調節された空気を提供するよう構成されている、請求項31に記載の方法。
  33. 33
    ジェットエンジンに作動可能に結合された発電機は第1の発電機であり、前記方法はさらに、 航空機に補助動力ユニットを取付けるステップと、 補助動力ユニットに第2の発電機を作動可能に結合するステップとを含み、第2の発電機は補助動力ユニットから軸動力を受取るよう構成されており、前記方法はさらに、 電力を発電機から着陸装置システムの電気モータ駆動の油圧ポンプに提供するステップを含み、油圧ポンプは、補助動力ユニットからの空気圧による動力がない場合に着陸装置を作動させるよう構成されている、請求項31に記載の方法。
  34. 34
    機体と、推進力を提供するよう構成されたジェットエンジンとを有する航空機において、機体に調節された空気を提供するためのシステムであって、 機体と流動連通するコンプレッサファンに外部の空気を提供するための手段と、 ジェットエンジンから電力を抽出するための手段と、 ジェットエンジンからの抽気がない場合に外部の空気をコンプレッサファンから航空機の機体内に流すために電力の少なくとも一部をコンプレッサファンに提供するための手段とを含む、システム。
  35. 35
    電力の少なくとも一部を発電機から翼防氷システムの加熱要素に提供するための手段をさらに含み、翼防氷システムは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に翼の一部への氷の形成を少なくとも低減させるよう構成されている、請求項34に記載のシステム。
  36. 36
    電力の少なくとも一部を発電機から着陸装置システムの電気モータ駆動の油圧ポンプに提供するための手段をさらに含み、油圧ポンプは、ジェットエンジンからの抽気がない場合に着陸装置を作動させるよう構成されている、請求項34に記載のシステム。
Independent claims36