DE18798130T1 - Systeme und Verfahren zur Rauschminderung für Hybrid- und Elektroflugzeug - Google Patents

Systeme und Verfahren zur Rauschminderung für Hybrid- und Elektroflugzeug Download PDF

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Abstract

Flugzeug, das umfasst:einen steuerbaren Verstellpropeller oder -rotor mit einer Vielzahl von Blättern, die um mindestens eine Achse beweglich sind, um deren Blattsteigung zu verändern;ein Antriebssystem mit einer Antriebswelle, das betriebsfähig ist, um die Drehung der Vielzahl von Propellerblättern in Bezug auf die Antriebswelle anzutreiben, um einen Schub für den Antrieb des Flugzeugs bereitzustellen; undeine Steuereinheit in Kommunikation mit dem Antriebssystem, die betriebsfähig ist, um die Vielzahl von Blättern zu drehen, um selektiv die Blattsteigung der Vielzahl von Blättern zu verändern, um mindestens einen Aspekt von durch den Propeller erzeugtem Lärm des Flugzeugs zu ändern und/oder zu fokussieren, während ein im Wesentlichen konstanter Schub, eine im Wesentlichen konstante Höhenlage und/oder eine im Wesentlichen konstante Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs aufrechterhalten werden.

Claims (18)

  1. Flugzeug, das umfasst: einen steuerbaren Verstellpropeller oder -rotor mit einer Vielzahl von Blättern, die um mindestens eine Achse beweglich sind, um deren Blattsteigung zu verändern; ein Antriebssystem mit einer Antriebswelle, das betriebsfähig ist, um die Drehung der Vielzahl von Propellerblättern in Bezug auf die Antriebswelle anzutreiben, um einen Schub für den Antrieb des Flugzeugs bereitzustellen; und eine Steuereinheit in Kommunikation mit dem Antriebssystem, die betriebsfähig ist, um die Vielzahl von Blättern zu drehen, um selektiv die Blattsteigung der Vielzahl von Blättern zu verändern, um mindestens einen Aspekt von durch den Propeller erzeugtem Lärm des Flugzeugs zu ändern und/oder zu fokussieren, während ein im Wesentlichen konstanter Schub, eine im Wesentlichen konstante Höhenlage und/oder eine im Wesentlichen konstante Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs aufrechterhalten werden.
  2. Flugzeug nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem einen Elektromotor umfasst.
  3. Flugzeug nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem einen Elektromotor und eine Brennkraftmaschine umfasst.
  4. Flugzeug nach Anspruch 3, wobei der Elektromotor und die Brennkraftmaschine in einer Reihenkonfiguration angeordnet sind, wobei die Brennkraftmaschine elektrische Leistung für den Elektromotor erzeugt und wobei der Elektromotor mit dem Propeller oder Rotor gekoppelt ist und diesen antreibt.
  5. Flugzeug nach Anspruch 1, wobei die Blätter zwischen einer Vielzahl von Positionen, einschließlich einer Position mit hoher Blattsteigung und einer Position mit niedriger Blattsteigung, drehbar sind.
  6. Flugzeug nach Anspruch 1, das ferner eine oder mehrere Anzeigen umfasst, und wobei die Steuereinheit betriebsfähig ist, um mindestens eine Lärmkarte zu erzeugen und die mindestens eine Lärmkarte auf der einen oder den mehreren Anzeigen des Flugzeugs anzuzeigen.
  7. Flugzeug nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Lärmkarte eine geographische Karte, auf der lärmempfindliche Gebiete oder Zonen angezeigt werden, umfasst, und wobei der Lärm des Flugzeugs abgeschwächt wird, wenn das Flugzeug die oder nahe den lärmempfindlichen Gebieten oder Zonen durchfliegt, durch Ändern der Blattsteigung bei einem konstanten Schub des Flugzeugs über den ganzen Flug des Flugzeugs.
  8. Flugzeug nach Anspruch 7, wobei die lärmempfindlichen Gebiete oder Zonen unter Verwendung eines Lärmempfindlichkeitsindex definiert werden.
  9. Hybridflugzeug, das umfasst: eine steuerbare Verstellpropelleranordnung mit einer Nabe und einer Vielzahl von Propellerblättern, die um die Nabe angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Propellerblättern um eine Drehachse drehbar ist, die sich durch die Nabe erstreckt, um einen Schub für den Antrieb des Hybridflugzeugs bereitzustellen, und um eine Querachse quer zur Drehachse des Flugzeugs schwenkbar ist, um einen Propellerblattwinkel der Vielzahl von Propellerblättern in Bezug darauf zu verändern; ein Antriebssystem mit einer Propellerwelle, die mit dem Propeller gekoppelt ist, und einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, die selektiv mit der Propellerwelle in Eingriff und außer Eingriff gebracht werden können, um die Drehung davon anzutreiben; und eine Steuereinheit in Kommunikation mit dem Antriebssystem, die betriebsfähig ist, um den Propellerblattwinkel der Propellerblätter zu verändern, um einen Lärmkorridor des Hybridflugzeugs zu ändern, während ein im Wesentlichen konstanter Schub, eine im Wesentlichen konstante Höhenlage und/oder eine im Wesentlichen konstante Fluggeschwindigkeit des Hybridflugzeugs im Flug aufrechterhalten werden.
  10. Hybridflugzeug nach Anspruch 9, das ferner eine Leistungsquelle in Kommunikation mit dem Elektromotor, die betriebsfähig ist, um Leistung zu diesem zu liefern, umfasst, und wobei die Brennkraftmaschine mit der Leistungsquelle betriebsfähig gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, die Leistungsquelle während des Flugs wiederaufzuladen.
  11. Hybridflugzeug nach Anspruch 9, das ferner eine oder mehrere Anzeigen umfasst, und wobei die Steuereinheit betriebsfähig ist, um mindestens eine Lärmkarte zu erzeugen und die mindestens eine Lärmkarte auf der einen oder den mehreren Anzeigen des Flugzeugs anzuzeigen.
  12. Hybridflugzeug nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Lärmkarte eine geographische Karte, auf der lärmempfindliche Gebiete oder Zonen angezeigt werden, umfasst, und wobei der Lärm des Flugzeugs abgeschwächt wird, wenn das Flugzeug entlang der oder nahe den lärmempfindlichen Gebieten oder Zonen hindurchfliegt, durch Verändern des Blattwinkels, während ein konstanter Schub für das Flugzeug über den ganzen Flug des Flugzeugs bereitgestellt wird.
  13. Hybridflugzeug nach Anspruch 12, wobei der erfahrene Bodenlärm für die lärmempfindlichen Gebiete oder Zonen auf der Basis eines bestimmten Abstandes und eines Azimutwinkels zwischen der Propelleranordnung des Hybridflugzeugs und einem Bezugspunkt auf dem Boden berechnet wird.
  14. Verfahren zum Abschwächen von Lärm, der durch ein Flugzeug mit einem Propeller oder Rotor und einem Antriebssystem zum Antreiben der Drehung des Propellers erzeugt wird, das umfasst: Erzeugen einer Lärmkarte mit einer Reihe von lärmempfindlichen Gebieten oder Zonen; Anzeigen der Lärmkarte auf einer oder mehreren Anzeigen des Flugzeugs; und beim Fliegen in oder nahe einem der Reihe von lärmempfindlichen Gebieten oder Zonen Verändern eines Winkels oder einer Steigung des Propellers oder Rotors des Flugzeugs, um einen Lärmkorridor des Flugzeugs zu ändern und/oder zu fokussieren, während ein im Wesentlichen konstanter Schub, eine im Wesentlichen konstante Höhenlage und/oder eine im Wesentlichen konstante Fluggeschwindigkeit während des Flugs aufrechterhalten werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das ferner das Bewegen des Propellers oder Rotors des Flugzeugs zwischen einer Vielzahl von Positionen, einschließlich einer Position mit hoher Blattsteigung und einer Position mit niedriger Blattsteigung, umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei jedes der Reihe von lärmempfindlichen Gebieten oder Zonen unter Verwendung eines Lärmempfindlichkeitsindex definiert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Erzeugen der Lärmkarte das Anwenden von jeder einer Reihe von lärmempfindlichen Gebieten oder Zonen auf eine geographische Karte umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, mit Bestimmen von erfahrenem Bodenlärm für die Lärmkarte unter Verwendung eines Abstandes und Azimutwinkels zwischen dem Propeller des Flugzeugs und einem Bezugspunkt auf dem Boden.
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