DE102018220786A1 - Device for supplying power to aircraft components - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Energieversorgung von elektrischen Komponenten (2) eines Flugzeugs umfassend eine Versorgungseinheit (3) und eine Empfängereinheit (4), wobei die Versorgungseinheit (3) mit der Empfängereinheit (4) durch einen Lichtleiter (5) verbunden ist, wobei die Versorgungseinheit (3) eine Lasereinheit (12) zum Aussenden eines Laserstrahls (14) und eine Einkopplungsoptik (13) zur Einkopplung des Laserstrahls (14) in den Lichtleiter (5) umfasst, wobei die Empfängereinheit (4) eine auf die Wellenlänge des von der Lasereinheit (12) ausgesendeten Laserstrahls (14) angepasste Photozelle (21), eine Auskopplungsoptik (20) zum Auskoppeln des Laserstrahls (14) aus dem Lichtleiter (5) und zum Ausleuchten der Photozelle (21), und eine Verarbeitungseinheit (23) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die von der Photozelle (21) gelieferte Spannung für eine elektrische Komponente (2) eines Flugzeugs anzupassen und bereitzustellen.Device for supplying power to electrical components (2) of an aircraft, comprising a supply unit (3) and a receiver unit (4), the supply unit (3) being connected to the receiver unit (4) by an optical fiber (5), the supply unit (3 ) comprises a laser unit (12) for emitting a laser beam (14) and a coupling optics (13) for coupling the laser beam (14) into the light guide (5), the receiver unit (4) being tuned to the wavelength of the laser unit (12 ) emitted laser beam (14) adapted photocell (21), a decoupling optics (20) for decoupling the laser beam (14) from the light guide (5) and for illuminating the photocell (21), and a processing unit (23), which is set up for this purpose is to adapt and provide the voltage supplied by the photocell (21) for an electrical component (2) of an aircraft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Energieversorgung von Flugzeugkomponenten mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to the energy supply of aircraft components with the features of the independent claims.

In Flugzeugen, insbesondere im Bereich der Triebwerke, Leitwerke, Tragwerke und Fahrwerke, ist der Einsatz von Sensoren weit verbreitet, beispielsweise im Rahmen von Einschlagsensoren, Beschleunigungssensoren, Anti-Kollisionssystemen und Schaltern für die Überwachung von Tragwerksklappen. Weiterhin sind im Außenbereich eines Flugzeugs oftmals Kamerasysteme vorgesehen, um eine optische Überwachung, beispielsweise der Triebwerke und der Rumpfunterseite, insbesondere des Fahrwerks zu ermöglichen.In aircraft, in particular in the field of engines, tail units, structures and landing gears, the use of sensors is widespread, for example in the context of impact sensors, acceleration sensors, anti-collision systems and switches for monitoring the structure flaps. Furthermore, camera systems are often provided in the outer area of an aircraft to enable optical monitoring, for example of the engines and the underside of the fuselage, in particular of the landing gear.

Zur Versorgung von derartigen Sensoren, Sensorschaltkreisen und anderen elektrischen Komponenten sind Kabelanschlüsse an dem Bordnetz des Flugzeugs vorgesehen. Dabei ist es bei bisher angewendeten Methoden erforderlich, zu jedem Gerät mindestens ein Kabel für die Stromversorgung vorzusehen. Zumeist sind zusätzlich noch weitere Verbindungen zur Steuerung, Gerätekommunikation und Datenübertragung notwendig. Die Flexibilität der Kabelverlegung und Implementierung in das Bordnetz ist durch Aspekte der Flugsicherheit und Störanfälligkeit stark limitiert.In order to supply such sensors, sensor circuits and other electrical components, cable connections are provided on the aircraft electrical system. In the case of previously used methods, it is necessary to provide at least one cable for the power supply for each device. In most cases, additional connections for control, device communication and data transmission are required. The flexibility of cable laying and implementation in the vehicle electrical system is severely limited by aspects of flight safety and susceptibility to interference.

Da Flugzeuge im Flugbetrieb sehr häufig von Blitzeinschlägen betroffen sind, besteht durch die Außensensoren und -kameras stets die Gefahr, dass sich gefährliche Energiedosen über die Komponenten und die Versorgungskabel in die Kabine fortpflanzen und Feuer auslösen. Die Kabelverlegung, beispielsweise innerhalb einer Flugzeugtragfläche, ist auch deswegen anspruchsvoll, weil durch die elektromagnetischen Felder um die Versorgungskabel keine anderen sensiblen Systeme beeinflusst und keine hohen Energiedosen von den Kabeln in die Tanks geleitet werden dürfen.Since airplanes are very often affected by lightning strikes during flight, there is always the risk from external sensors and cameras that dangerous energy doses can propagate into the cabin via the components and supply cables and start fires. Cable laying, for example within an aircraft wing, is also demanding because the electromagnetic fields around the supply cables do not affect other sensitive systems and high energy doses from the cables must not be conducted into the tanks.

Dies führt dazu, dass exponierte Installationsorte für Kameras und Sensoren praktisch ausgeschlossen sind. Die zugehörigen Verlegungswege dürften beispielsweise nicht parallel zu sensiblen Kabeln, oder dicht an Tanks und flugrelevanten Systemen vorbeigeführt werden. Durch aufgescheuerte Kabel besteht zusätzliche Kurzschlussgefahr. Hohe sicherheitstechnische Anforderungen und aufwendige, teure Zulassungsverfahren sind die Folge, so dass nur wenige wirklich flugrelevante Kernsysteme an derart kritischen peripheren Positionen verbaut werden.This means that exposed installation locations for cameras and sensors are practically excluded. The associated routing routes should not, for example, run parallel to sensitive cables or close to tanks and flight-relevant systems. There is an additional risk of short-circuit due to chafed cables. High safety requirements and complex, expensive approval procedures are the result, so that only a few really flight-relevant core systems are installed at such critical peripheral positions.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Energieversorgung von elektrischen Komponenten eines Flugzeugs und ein entsprechend ausgestattetes Flugzeug bereitzustellen, bei dem die beschriebenen Probleme reduziert sind.The invention is therefore based on the object of providing a device for supplying energy to electrical components of an aircraft and a correspondingly equipped aircraft, in which the problems described are reduced.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Energieversorgung von elektrischen Komponenten eines Flugzeugs umfassend eine Versorgungseinheit und eine Empfängereinheit vorgeschlagen, wobei die Versorgungseinheit mit der Empfängereinheit durch einen Lichtleiter verbunden ist, wobei die Versorgungseinheit eine Lasereinheit zum Aussenden eines Laserstrahls und eine Einkopplungsoptik zur Einkopplung des Laserstrahls in den Lichtleiter umfasst, wobei die Empfängereinheit eine auf die Wellenlänge des von der Lasereinheit ausgesendeten Laserstrahls angepasste Photozelle, eine Auskopplungsoptik zum Auskoppeln des Laserstrahls aus dem Lichtleiter und zum Ausleuchten der Photozelle, und eine Verarbeitungseinheit, die eine von der Photozelle gelieferte Spannung für eine elektrische Komponente eines Flugzeugs anpasst und bereitstellt, umfasst.To achieve the object, a device for supplying energy to electrical components of an aircraft comprising a supply unit and a receiver unit is proposed, the supply unit being connected to the receiver unit by an optical fiber, the supply unit comprising a laser unit for emitting a laser beam and a coupling optics for coupling the Includes laser beam in the light guide, the receiver unit having a photo cell adapted to the wavelength of the laser beam emitted by the laser unit, coupling optics for coupling the laser beam out of the light guide and for illuminating the photo cell, and a processing unit that provides a voltage supplied by the photo cell for a adapts and provides electrical components of an aircraft.

Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Flugzeug mit mindestens einer elektrischen Komponente und zugehöriger Vorrichtung zur Energieversorgung vorgeschlagen, umfassend eine Versorgungseinheit und eine Empfängereinheit, wobei die Versorgungseinheit mit der Empfängereinheit durch einen Lichtleiter verbunden ist, wobei die Versorgungseinheit eine Lasereinheit zum Aussenden eines Laserstrahls und eine Einkopplungsoptik zur Einkopplung des Laserstrahls in den Lichtleiter umfasst, wobei die Empfängereinheit eine auf die Wellenlänge des Laserstrahls angepasste Photozelle, eine Auskopplungsoptik zum Auskoppeln des Laserstrahls aus dem Lichtleiter und zum Ausleuchten der Photozelle, und eine Verarbeitungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine von der Photozelle gelieferte Spannung für die elektrische Komponente des Flugzeugs anzupassen und bereitzustellen.Furthermore, to achieve the object, an aircraft with at least one electrical component and associated device for energy supply is proposed, comprising a supply unit and a receiver unit, the supply unit being connected to the receiver unit by an optical fiber, the supply unit comprising a laser unit for emitting a laser beam and a Coupling optics for coupling the laser beam into the light guide, wherein the receiver unit comprises a photocell adapted to the wavelength of the laser beam, a coupling optics for coupling the laser beam out of the light guide and for illuminating the photocell, and a processing unit that is set up to one of the Adjust and provide the voltage supplied by the photocell for the electrical component of the aircraft.

Durch die Verwendung einer Versorgungseinheit mit einer Lasereinheit zum Aussenden und Einkoppeln eines Laserstrahls in einen Lichtleiter, werden die zu versorgenden elektrischen Komponenten des Flugzeugs von einem Hauptnetz, insbesondere von einem Bordnetz in einem Flugzeug, entkoppelt. Es wird eine kupferkabelunabhängige Energieversorgung verwirklicht. Dabei wird mittels einer geeigneten Photozelle die Laserenergie in elektrische Energie zur Versorgung der elektrischen Komponente umgewandelt. Die elektrische Komponente ist dabei vorzugsweise durch Sensoren, besonders bevorzugt optischen Sensoren, insbesondere Kameras gebildet. Der Lichtleiter ist vorzugsweise durch ein Glasfaserkabel oder ein Bündel von Glasfaserkabeln gebildet, da diese über weite Strecken nahezu verlustfrei Lichtsignale übertragen und im Gegensatz zu Kupferkabeln keinen Strom leiten. Glasfaserkabel bilden daher kein elektromagnetisches Feld in ihrer Umgebung, das einer besonderen Abschirmung bedarf und lassen sich somit auch problemlos neben sensiblen Leitungen oder kritischen Systemen störungsfrei verlegen. Zudem kann die Energieübertragung bei Blitzeinschlag ausgeschlossen werden. Bei einem defekten Glasfaserkabel kann auch kein Kurzschluss entstehen. Das ermöglicht sogar eine Verlegung zusammen in einem Kabelbündel mit kritischen Zuleitungen. Aufgrund der Gefahrenreduzierung kann auch mit einem vereinfachten sicherheitstechnischen Zulassungsverfahren gerechnet werden.By using a supply unit with a laser unit to emit and couple a laser beam into a light guide, the electrical components of the aircraft to be supplied are decoupled from a main network, in particular from an on-board network in an aircraft. A copper cable independent energy supply is realized. The laser energy is converted into electrical energy for supplying the electrical component by means of a suitable photocell. The electrical component is preferably formed by sensors, particularly preferably optical sensors, in particular cameras. The light guide is preferably formed by a fiber optic cable or a bundle of fiber optic cables, since these transmit light signals almost without loss over long distances and, unlike copper cables, do not conduct any current. Glass fiber cables therefore do not form an electromagnetic field in their environment, which requires special shielding, and can therefore also be installed without problems alongside sensitive cables or critical systems. In addition, energy transmission in the event of a lightning strike can be excluded. A short circuit cannot occur if the fiber optic cable is defective. This even allows it to be laid together in a cable bundle with critical feed lines. Due to the reduction in risk, a simplified safety approval procedure can also be expected.

Vorzugsweise liegt die Wellenlänge des Laserstrahls im Infrarot-Bereich. Dies hat zum einen den Vorteil, dass handelsübliche Infrarotlaser verwendet werden können, zum anderen sind keine nachteiligen sicherheitsrelevanten Aspekte zu erwarten, auf die im Gebiet der Fliegerei erhöhte Anforderungen zu stellen sind. Infrarot-Laser haben sich in vielen Bereichen auch im unmittelbaren Interaktionsbereich mit Menschen als verlässlich und ungefährlich etabliert.The wavelength of the laser beam is preferably in the infrared range. On the one hand, this has the advantage that commercially available infrared lasers can be used, and on the other hand, no disadvantageous safety-relevant aspects are to be expected, on which increased demands are to be made in the field of aviation. Infrared lasers have established themselves as reliable and harmless in many areas, including in the area of direct interaction with people.

Vorzugsweise ist die Lasereinheit durch eine Laserdiode gebildet. Laserdioden sind effektive Laserquellen mit hoher Strahlqualität, die vergleichsweise einfach zu verwenden sind und sich vor allem aufgrund ihrer sehr kompakten Bauweise für den anspruchsvollen und begrenzten Einbauplatz in Flugzeugen eignen.The laser unit is preferably formed by a laser diode. Laser diodes are effective laser sources with high beam quality, which are comparatively easy to use and, due to their very compact design, are suitable for the demanding and limited installation space in aircraft.

Vorzugsweise umfasst die Empfängereinheit zusätzlich eine Lichtquelle und eine zugehörige Einkopplungsoptik und die Verarbeitungseinheit ist zusätzlich dazu eingerichtet, Daten einer angeschlossenen elektrischen Komponente zu empfangen und als codierte Lichtsignale mittels der Lichtquelle und der Einkopplungsoptik in den Lichtleiter einzukoppeln. Damit lassen sich Daten der Komponente weiterverarbeiten, indem die Daten über den Lichtleiter einer Auswertung zugeführt werden. Der Lichtleiter für das Auslesen von Daten kann als ein zusätzlicher Lichtleiter gebildet sein, so dass die Daten nicht in Richtung der Versorgungseinheit, sondern in Richtung einer geeigneten Analyse oder Auslesung geführt werden. Zusätzlich bieten Lichtleiter wie Glasfaserkabel eine sehr hohe Datenrate, wodurch beispielsweise hochauflösende optische Sensoren und Kameras in Echtzeit ausgelesen werden können.The receiver unit preferably additionally comprises a light source and an associated coupling optics, and the processing unit is additionally set up to receive data from a connected electrical component and to couple it into the light guide as coded light signals by means of the light source and the coupling optics. In this way, data of the component can be further processed by the data being sent to an evaluation via the light guide. The light guide for reading out data can be formed as an additional light guide, so that the data is not guided in the direction of the supply unit, but in the direction of a suitable analysis or reading. In addition, light guides such as fiber optic cables offer a very high data rate, which means, for example, that high-resolution optical sensors and cameras can be read in real time.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Energieversorgung ist die Versorgungseinheit vorzugsweise an eine zentrale Energieversorgung des Flugzeugs angeschlossen. Für die Integration in das Bordnetz eines Flugzeugs ist nur die Versorgungseinheit vorgesehen. Von dort aus werden peripher gelegene elektrische Komponenten wie Sensoren und Kameras per Glasfaserkabel separat versorgt. Dadurch reduziert sich der gesamte Aufwand der Integration aller Komponenten in das Bordnetz und auch das Verlegen von Versorgungskabeln entfällt.In a preferred embodiment of the device for energy supply according to the invention, the supply unit is preferably connected to a central energy supply of the aircraft. Only the supply unit is provided for integration into the aircraft electrical system. From there, peripheral electrical components such as sensors and cameras are supplied separately via fiber optic cables. This reduces the overall effort of integrating all components into the vehicle electrical system and also eliminates the laying of supply cables.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.The invention is explained below on the basis of preferred embodiments with reference to the attached figures.

Dabei zeigt

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Versorgungsvorrichtung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Flügel eines Flugzeugs;
  • 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Versorgungseinrichtung mit separatem Datenübertragungskanal.
It shows
  • 1 a schematic representation of a supply device according to the invention;
  • 2nd a schematic representation of a possible arrangement of the device according to the invention on a wing of an aircraft;
  • 3rd is a schematic representation of a supply device according to the invention with a separate data transmission channel.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energieversorgung von elektrischen Komponenten 2 eines Flugzeugs umfasst im Wesentlichen eine Versorgungseinheit 3 und eine Empfängereinheit 4 sowie einen Lichtleiter 5, der die Versorgungseinheit 3 und die Empfängereinheit 4 miteinander verbindet (1). Im weiteren Verlauf wird als Ausführungsbeispiel eine Außenkamera als elektrische Komponente 2 angenommen, die in einem peripheren Bereich eines Flügels 6 eines Flugzeugs (2) angeordnet ist. Die Versorgungseinheit 3 wird über ein Bordnetz 7 eines Flugzeugs mit elektrischer Energie versorgt. Das Bordnetz 7 erstreckt sich somit nicht bis hin zu der Außenkamera 2, so dass eine Verlegung von Stromkabeln für die Kamera 2 durch die Tragfläche 6 hindurch entfällt. Die Versorgungseinheit 3 kann dabei vorzugsweise innerhalb der Flugzeugkabine des Flugzeugs angeordnet sein, insbesondere in einem Zwischenraum 8 zwischen der Außenwand 9 und einer Innenwand 10 im Innenbereich 11 der Flugzeugkabine. In diesem Zwischenraum 8, der in der Regel aus dem Innenbereich 11 nicht einsehbar ist, sind üblicherweise Stromführungen, Kabelschächte und andere Versorgungsleitungen, wie etwa für die Belüftung, untergebracht. Dementsprechend ist der Platz in diesem Zwischenraum 8 stark begrenzt. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Versorgungseinheit 3 möglichst kompakt ausgeführt ist. Die Lasereinheit 12 der Versorgungseinheit 3 ist daher vorzugsweise als eine Laserdiode 12 realisiert, da Laserdioden 12 äußerst kompakt und störungsfrei hergestellt werden können. Die Versorgungseinheit 3 weist weiterhin eine Einkopplungsoptik 13 auf, die den von der Laserdiode 12 erzeugten Laserstrahl 14 in ein geeignetes, an die Wellenlänge des Lasers 14 angepasstes Glasfaserkabel 5 einkoppelt. Die Lasereinheit 12, bzw. die Laserdiode 12 und die Einkopplungsoptik 13 müssen zu diesem Zweck aufeinander ausgerichtet und kalibriert sein und positionsfest angeordnet sein. Das Glasfaserkabel 5 muss durch eine geeignete Aufnahme 15 an der Versorgungseinheit 3 ebenfalls positionsfest fixiert sein, um die Lasereinheit 12 und die Einkopplungsoptik 13 auf ein Eintrittsende des Glasfaserkabels 5 ausrichten zu können.A device according to the invention for the energy supply of electrical components 2nd of an aircraft essentially comprises a supply unit 3rd and a receiver unit 4th as well as a light guide 5 which is the supply unit 3rd and the receiver unit 4th connects with each other ( 1 ). In the further course, an external camera is used as an electrical component as an exemplary embodiment 2nd assumed to be in a peripheral area of a wing 6 an airplane ( 2nd ) is arranged. The supply unit 3rd is via an electrical system 7 of an aircraft is supplied with electrical energy. The electrical system 7 thus does not extend to the outside camera 2nd so that a laying of power cables for the camera 2nd through the wing 6 through does not apply. The supply unit 3rd can preferably be arranged inside the aircraft cabin of the aircraft, in particular in an intermediate space 8th between the outer wall 9 and an inner wall 10th indoor 11 the aircraft cabin. In this space 8th which is usually from the interior 11 is not visible, usually power lines, cable ducts and other supply lines, such as for ventilation, are housed. Accordingly, there is space in this space 8th severely limited. It is therefore advantageous if the supply unit 3rd is as compact as possible. The laser unit 12 the supply unit 3rd is therefore preferably as a laser diode 12 realized because laser diodes 12 extremely compact and trouble-free. The supply unit 3rd also has a coupling optics 13 on that from the laser diode 12 generated laser beam 14 in a suitable, to the wavelength of the laser 14 customized fiber optic cable 5 couples. The laser unit 12 , or the laser diode 12 and the coupling optics 13 For this purpose, they must be aligned and calibrated with one another and arranged in a fixed position. The fiber optic cable 5 must be through an appropriate reception 15 on the supply unit 3rd also be fixed in position around the laser unit 12 and the coupling optics 13 on an entry end of the fiber optic cable 5 to be able to align.

Vorzugsweise liegt die Wellenlänge des Laserstrahls 14 im Infrarot-Bereich. Dies hat zum einen den Vorteil, dass handelsübliche Infrarotlaser verwendet werden können, zum anderen sind keine nachteiligen sicherheitsrelevanten Aspekte zu erwarten, auf die im Gebiet der Fliegerei erhöhte Anforderungen zu stellen sind. Infrarot-Laser haben sich in vielen Bereichen auch im unmittelbaren Interaktionsbereich mit Menschen als verlässlich und ungefährlich etabliert. Infrarotlaser ermöglichen auch einen ausreichend hohen Energietransport, um die elektrischen Komponenten 2 versorgen zu können.The wavelength of the laser beam is preferably 14 in the infrared range. On the one hand, this has the advantage that commercially available infrared lasers can be used, and on the other hand, no disadvantageous safety-relevant aspects are to be expected, on which increased demands are to be made in the field of aviation. Infrared lasers have established themselves as reliable and harmless in many areas, including in the area of direct interaction with people. Infrared lasers also allow a high enough energy transport to the electrical components 2nd to be able to supply.

Glasfaserkabel 5 sind im Vergleich zu Kupferkabeln sehr dünn und flexibel und ermöglichen einen, über große Strecken nahezu verlustfreien Transport von Lichtsignalen. Sie bilden auch ohne Abschirmung kein magnetisches Feld um den Kabelstrang, weshalb keine Gefahr besteht, dass parallel verlaufende sensible Schaltkreise 16 beeinflusst werden. Zudem kann keine elektrische Leitung mit hohen Energiedosen durch Blitzeinschlag oder Fehlfunktionen stattfinden, wodurch die Brandgefahr minimiert wird und die Glasfaserkabelverlegung sehr flexibel gehandhabt werden kann, was in 2, durch einen Verlauf dicht an Tanks 17 und an sensiblen Leitungen 16 für die Füllstandsmesser 18 entlang, dargestellt ist.Fiber optic cable 5 are very thin and flexible compared to copper cables and enable light signals to be transported almost without loss over long distances. Even without shielding, they do not form a magnetic field around the cable harness, which is why there is no risk of parallel sensitive circuits 16 to be influenced. In addition, no electrical line with high energy doses due to lightning strikes or malfunctions can take place, which minimizes the risk of fire and the fiber-optic cable laying can be handled very flexibly, which in 2nd , through a course close to tanks 17th and on sensitive lines 16 for the level meter 18th along, is shown.

Am zweiten Ende des Glasfaserkabelstrangs 5 ist eine Aufnahme 19 in der Empfängereinheit 4 vorgesehen, die das Glasfaserkabel 5 positionsfest fixiert und auf eine ebenfalls positionsfest fixierte Auskopplungsoptik 20 ausrichtet. Im weiteren Strahlengang hinter der Auskopplungsoptik 20, trifft der Laserstrahl 14 auf eine an die Wellenlänge des Laserstrahls 14 angepasste Photozelle 21.At the second end of the fiber optic cable harness 5 is a recording 19th in the receiver unit 4th provided the the fiber optic cable 5 fixed in position and on a coupling optics also fixed in position 20th aligns. In the further beam path behind the decoupling optics 20th , the laser beam hits 14 to the wavelength of the laser beam 14 adapted photocell 21st .

Die Auskopplungsoptik 20 weitet den Laserstrahl 14 auf, so dass auf der Photozelle 21 ein Fokuspunkt entsteht, der im Größenbereich der aktiven Fläche der Photozelle 21 dimensioniert ist, um ein Maximum an Laserenergie umwandeln zu können.The decoupling optics 20th expands the laser beam 14 on so that on the photocell 21st a focal point arises in the size range of the active area of the photocell 21st is dimensioned to be able to convert a maximum of laser energy.

Die Photozelle 21 wandelt dabei die Lichtenergie des Lasers 14 um und stellt an ihrem Ausgang 22 eine elektrische Spannung bereit. Die Empfängereinheit 4 umfasst ebenfalls eine Verarbeitungseinheit 23, die die gelieferte elektrische Spannung aufbereitet und über eine geeignete Verbindung 24 der elektrischen Komponente 2, hier eine Kamera, zur Verfügung stellt. Je nach Bedarf der Komponente 2 und Betriebsmodus der Lasereinheit 12, kann eine Gleichspannung von der Photozelle 21 erzeugt werden, oder es wird eine Wechselspannung erzeugt, was bei einem gepulsten Laserbetrieb vorteilhaft ist, zumal sich Wechselspannung einfacher transformieren und aufbereiten lässt.The photocell 21st converts the light energy of the laser 14 and turns at their exit 22 an electrical voltage ready. The receiver unit 4th also includes a processing unit 23 which processes the supplied electrical voltage and uses a suitable connection 24th the electrical component 2nd , here a camera. Depending on the needs of the component 2nd and operating mode of the laser unit 12 , DC voltage from the photocell 21st are generated, or an alternating voltage is generated, which is advantageous in the case of pulsed laser operation, especially since alternating voltage can be transformed and processed more easily.

Es ist auch denkbar, dass die Verarbeitungseinheit 23 nicht zur dauerhaften Spannungsversorgung der elektrischen Komponente 2 eingesetzt wird, sondern dass zwischen der Verarbeitungseinheit 23 und der der elektrischen Komponente 2 noch eine Energiespeichereinheit, beispielsweise in Form eines Akkus, zwischengeschaltet ist. Diese Energiespeichereinheit würde letztlich die Spannungsversorgung der elektrischen Komponente 2 gewährleisten, auch wenn die Lasereinheit 12 deaktiviert ist. Die Spannungsversorgung durch die Umwandlung des Lasers 14 würde dann dazu dienen, den Energiespeicher zu laden. Dadurch wäre die elektrische Komponente 2 zum Teil autark funktionsfähig.It is also conceivable that the processing unit 23 not for the permanent power supply of the electrical component 2nd is used, but that between the processing unit 23 and that of the electrical component 2nd an energy storage unit, for example in the form of a battery, is interposed. This energy storage unit would ultimately supply the electrical component with voltage 2nd ensure even when the laser unit 12 is deactivated. The power supply through the conversion of the laser 14 would then serve to charge the energy store. This would be the electrical component 2nd partially self-sufficient.

In 3 umfasst die Empfängereinheit zusätzlich eine Lichtquelle 25 und eine zugehörige Einkopplungsoptik 26. Die Verarbeitungseinheit 23 ist zusätzlich dazu eingerichtet, Daten einer angeschlossenen elektrischen Komponente 2 zu empfangen. Im Ausführungsbeispiel mit einer Außenkamera 2 würde das den Bilddaten entsprechen. Die Lichtquelle 25 kann dabei ebenfalls durch eine Lasereinheit, insbesondere eine Laserdiode, gebildet sein. Die Bilddaten werden von der Verarbeitungseinheit 23 als codierte Lichtsignale mittels der Lichtquelle 25, insbesondere Laserdiode, und der Einkopplungsoptik 26 in ein Glasfaserkabel 27 eingekoppelt. Da hier lediglich Daten übertragen werden, kann ein Laser mit wesentlich geringerer Leistung verwendet werden, so dass für den Betrieb der zweiten Laserdiode 25 nur ein Bruchteil der Energie verwendet werden muss, die durch die erste Laserdiode 12 bereitgestellt wird. Die Daten der Kamera 2 lassen sich per Lichtleiter 27, insbesondere Glasfaserkabel, einer Auswertung 28 zuführen. Der Lichtleiter 27 für das Auslesen von Daten kann als ein weiterer Lichtleiter 27 gebildet sein, so dass die Daten nicht in Richtung der Versorgungseinheit 3, sondern in Richtung einer geeigneten Analyse 28 oder Auslesung geführt werden. Zusätzlich bieten Lichtleiter wie Glasfaserkabel eine sehr hohe Datenrate in der Größenordnung von 10 GBit/s, wodurch beispielsweise hochauflösende optische Sensoren und Kameras 2 in Echtzeit ausgelesen werden können.In 3rd the receiver unit additionally comprises a light source 25th and an associated coupling optics 26 . The processing unit 23 is additionally set up for data of a connected electrical component 2nd to recieve. In the exemplary embodiment with an external camera 2nd that would correspond to the image data. The light source 25th can also be formed by a laser unit, in particular a laser diode. The image data are processed by the processing unit 23 as coded light signals by means of the light source 25th , in particular laser diode, and the coupling optics 26 into a fiber optic cable 27 coupled. Since only data is transmitted here, a laser with a significantly lower power can be used, so that the second laser diode can be operated 25th only a fraction of the energy needs to be used by the first laser diode 12 provided. The data from the camera 2nd can be done with a light guide 27 , in particular fiber optic cables, an evaluation 28 respectively. The light guide 27 for reading data can be used as another light guide 27 be formed so that the data is not towards the supply unit 3rd but towards a suitable analysis 28 or reading. In addition, light guides such as fiber optic cables offer a very high data rate in the order of 10 GBit / s, which means, for example, high-resolution optical sensors and cameras 2nd can be read in real time.

Claims (7)

Vorrichtung zur Energieversorgung von elektrischen Komponenten (2) eines Flugzeugs umfassend eine Versorgungseinheit (3) und eine Empfängereinheit (4), dadurch gekennzeichnet, dass -die Versorgungseinheit (3) mit der Empfängereinheit (4) durch einen Lichtleiter (5) verbunden ist, -die Versorgungseinheit (3) eine Lasereinheit (12) zum Aussenden eines Laserstrahls (14) und eine Einkopplungsoptik (13) zum Einkoppeln des Laserstrahls (14) in den Lichtleiter (5) umfasst, -die Empfängereinheit (4) eine auf die Wellenlänge des von der Lasereinheit (12) ausgesendeten Laserstrahls (14) angepasste Photozelle (21), eine Auskopplungsoptik (20) zum Auskoppeln des Laserstrahls (14) aus dem Lichtleiter (5) und zum Ausleuchten der Photozelle (21), und eine Verarbeitungseinheit (23) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine von der Photozelle (21) gelieferte Spannung für eine elektrische Komponente (2) eines Flugzeugs anzupassen und bereitzustellen.Device for supplying power to electrical components (2) of an aircraft, comprising a supply unit (3) and a receiver unit (4), characterized in that the supply unit (3) is connected to the receiver unit (4) by an optical fiber (5), the supply unit (3) a laser unit (12) for emitting a laser beam (14) and one Coupling optics (13) for coupling the laser beam (14) into the light guide (5), the receiver unit (4) has a photocell (21) adapted to the wavelength of the laser beam emitted by the laser unit (12), a coupling optics ( 20) for decoupling the laser beam (14) from the light guide (5) and for illuminating the photocell (21), and comprises a processing unit (23) which is set up to supply a voltage supplied by the photocell (21) for an electrical component (2) to adapt and provide an aircraft. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Laserstrahls (14) im Infrarot-Bereich liegt.Device after Claim 1 , characterized in that the wavelength of the laser beam (14) is in the infrared range. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinheit (12) durch eine Laserdiode gebildet ist.Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the laser unit (12) is formed by a laser diode. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit (4) zusätzlich eine Lichtquelle (25) und eine zugehörige Einkopplungsoptik (26) umfasst und dass die Verarbeitungseinheit (23) zusätzlich dazu eingerichtet ist, Daten einer angeschlossenen elektrischen Komponente (2) zu empfangen und als codierte Lichtsignale mittels der Lichtquelle (25) und der Einkopplungsoptik (26) in einen Lichtleiter (27) einzukoppeln.Device according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the receiver unit (4) additionally comprises a light source (25) and associated coupling optics (26) and that the processing unit (23) is additionally set up to receive data from a connected electrical component (2) and as coded light signals to couple into a light guide (27) by means of the light source (25) and the coupling optics (26). Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (3) an ein zentrales Energieversorgungssystem (7) eines Flugzeugs angeschlossen ist.Device after Claim 4 , characterized in that the supply unit (3) is connected to a central energy supply system (7) of an aircraft. Flugzeug mit mindestens einer elektrischen Komponente (2) mit zugehöriger Vorrichtung zur Energieversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.Airplane with at least one electrical component (2) with associated device for energy supply according to one of the Claims 1 to 5 . Flugzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Komponente (2) an der Außenseite des Flugzeugs positioniert ist.Plane to Claim 6 , characterized in that the electrical component (2) is positioned on the outside of the aircraft.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3881069T2 (en) * 1987-01-28 1993-09-02 Aerospatiale SYSTEM FOR OPTICAL DISTANCE CONTROL OF AN ELECTRICAL DEVICE.
WO1996019028A1 (en) * 1994-12-14 1996-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Process and device for supplying an electric consumer with a regulated electric voltage or current

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