Beschreibung

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf ein System für ein Luftfahrzeug und auf ein Luftfahrzeug.

Luftfahrzeuge werden in vielfältigen Ausgestaltungen angetrieben. Verbrennungsmaschinen, beispielsweise in Form von Kolbenmotoren oder Gasturbinentriebwerken, ermöglichen große Reichweiten und hohe Geschwindigkeiten. Antriebe mit einem oder mehreren Elektromotor(en) ermöglichen demgegenüber einen Einsatz von nachhaltig erzeugter Energie und sind mitunter besonders wartungsarm und leise. Fortschritte in der Batterie- und Brennstoffzellentechnologie ermöglichen immer weitere Einsatzbereiche von elektrischen Antrieben.

Unter anderem bei Fahrzeugen und insbesondere bei Luftfahrzeugen sind eine möglichst lange Lebensdauer und eine hohe Ausfallsicherheit wünschenswert. Besonders bei Luftfahrzeugen können redundante Komponenten eingesetzt werden, um selbst bei einem Ausfall einer Komponente den Betrieb zumindest teilweise aufrecht zu erhalten. Dies ist auch der Fall bei Systemen mit einer elektrischen Maschine, insbesondere im Luftfahrtbereich.

Es besteht die Aufgabe, ein verbessertes System für ein Luftfahrzeug bereitzustellen.

Gemäß einem Aspekt wird ein System für ein Luftfahrzeug angegeben, umfassend eine elektrische Maschine, die eine Drehachse definiert, und eine (z.B. gerade) Anzahl von Elementen, die jeweils ein Gehäuse aufweisen und paarweise auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet sind. Die Gehäuse der Elemente weisen untereinander gleich große Stirnflächen auf. Dabei ist vorgesehen, dass entlang einer Umfangsrichtung um die Drehachse herum betrachtet zueinander benachbarte Elemente der Anzahl von Elementen beabstandet zu einer Hochachse angeordnet sind, die durch die Drehachse verläuft, also die Drehachse schneidet, und die zwischen den benachbarten Elementen verläuft. Die Hochachse entspricht einer Einbaulage der elektrischen Maschine, z.B. am Luftfahrzeug.

Dies basiert zunächst auf der Erkenntnis, dass die Elemente, bei denen es sich z.B. um elektrische Elemente handeln kann, die beispielsweise jeweils eine elektrische Leiterplatte und/oder Leistungselektronik umfassen können, in einem Luftstrom angeordnet sein können. Beispielsweise sind die Elemente luftgekühlt. Ferner basiert das angegebene System auf der Erkenntnis, dass bei einem Steigflug des Luftfahrzeugs der Teil des Systems, der entlang der Hochachse oben angeordnet ist, im Windschatten von Teilen des Systems, z.B. einer Propellerhaube oder dergleichen liegt. Bei einer Anordnung von beispielsweise vier Elementen auf 12 Uhr, 3 Uhr, 6 Uhr und 9 Uhr (wobei die Hochachse in Richtung 12 Uhr zeigt) läge also das Element auf 12 Uhr im Windschatten. Hierdurch würde dieses schlechter gekühlt als die übrigen und hätte entsprechend eine reduzierte Lebensdauer und eine erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit. Indem nun die Elemente in Umfangrichtung um die Drehachse beabstandet zur Hochachse angeordnet sind, liegen sie nicht im Windschatten, sodass eine reduzierte Ausfallwahrscheinlichkeit und eine verbesserte Lebensdauer erzielt werden kann. Die Elemente können untereinander identisch ausgebildet sein. Da diese somit eine einheitliche Lebensdauer aufweisen können, kann die Auslegung der Elemente vereinfacht werden. Die Hochachse ist z.B. parallel zur Vertikalen, wenn das Luftfahrzeug auf einem horizontalen und ebenen Untergrund platziert ist. Bei den Elementen handelt es sich z.B. jeweils um einen Wechselrichter, insbesondere jeweils um einen dreiphasigen Wechselrichter. Die Elemente können baugleich zueinander ausgebildet sein.

Das Gehäuse von jedem der Elemente kann jeweils einen Kühlkörper aufweisen, insbesondere mit Kühlrippen. So kann jedes der Elemente effektiv gekühlt werden.

Die elektrische Maschine kann in Form eines Elektromotors und/oder eines Generators ausgebildet sein. Bei dem System handelt es sich beispielsweise um ein Antriebssystem des Luftfahrzeugs.

Gemäß einem Aspekt wird ein System (insbesondere ein Antriebssystem) für ein Luftfahrzeug angegeben, insbesondere nach einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausgestaltungen. Das System umfasst eine elektrische Maschine, die eine Drehachse definiert und in Form eines Elektromotors ausgebildet ist, und mehrere Elemente. Die mehreren Elemente sind jeweils als Wechselrichter zum Versorgen der elektrischen Maschine mit einer mehrphasigen Wechselspannung ausgebildet. Die Elemente weisen jeweils ein Gehäuse mit einem luftgekühlten Kühlkörper auf. Dabei sind entlang einer Umfangsrichtung um die Drehachse herum zueinander benachbarte Elemente der mehreren Elemente beabstandet zu einer durch die Drehachse und zwischen den benachbarten Elementen verlaufenden Hochachse einer Einbaulage der elektrischen Maschine am Luftfahrzeug angeordnet. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die obigen Angaben Bezug genommen.

In einer Ausgestaltung sind genau vier Elemente vorgesehen, alternativ beispielsweise genau 6 oder 8 Elemente. Die Elemente können untereinander die gleiche Funktion aufweisen. Beispielsweise sind die Elemente untereinander baugleich.

Ferner können die Elemente eines Paars von auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordneten Elementen symmetrisch zur Hochachse angeordnet sein. Das erlaubt eine besonders gut austarierte Montage am Luftfahrzeug.

Es können zumindest (oder genau) zwei Paare von auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordneten Elementen vorgesehen sein. Das ermöglicht es, die elektrische Maschine mit vier unabhängigen Strängen zu betreiben. Bei einem Fehler in einem der Stränge können die übrigen weiterbetrieben werden.

Das System kann ferner einen durch die elektrische Maschine angetriebenen Propeller umfassen. Durch eine oder mehrere Komponente(n) des Propellers kann der schon beschriebene Windschatten entstehen.

Der Propeller kann eine Propellerhaube umfassen, über welche Luft zur Kühlung der Elemente strömbar ist. So kann effektiv Außenluft an die elektrische Maschine und/oder die Elemente geleitet werden.

Die Elemente können jeweils eine Breite (die auch als Modulbreite bezeichnet werden kann) aufweisen, die in der Umfangsrichtung um die Drehachse einen Winkel beschreibt. Die entlang der Umfangsrichtung um die Drehachse zueinander benachbarten Elemente, die beabstandet zur durch die Drehachse und zwischen den beiden benachbarten Elementen verlaufenden Hochachse angeordnet sind, können einen Winkelabstand zueinander aufweisen, der mindestens der Hälfte des Winkels der Modulbreite entspricht oder zumindest dem Winkel der Modulbreite entspricht. Beispielsweise beträgt der Winkel der Modulbreite in Umfangsrichtung zwischen 40° und 60°.

Die Elemente sind z.B. um die Drehachse herum äquidistant zueinander angeordnet. So kann eine besonders ausgeglichene Gewichtsverteilung erzielt werden.

Alternativ können jeweils zwei in Umfangsrichtung um die Drehachse betrachtet zueinander benachbarte Elemente näher zueinander angeordnet sein als zu den übrigen Elementen. So kann eine Wartung der Elemente und von weiteren Komponenten des Systems erleichtert werden.

Das System kann ferner zumindest einen Luftkanal umfassen, wobei jedes der Elemente mittels durch den zumindest einen Luftkanal strömende Luft kühlbar ist. So kann eine effektive Kühlung der Elemente erzielt werden. Die elektrische Maschine ist z.B. zumindest teilweise im zumindest einen Luftkanal angeordnet und mittels durch den zumindest einen Luftkanal strömende Luft kühlbar. Es kann vorgesehen sein, dass die Elemente im zumindest einen Luftkanal stromab der elektrischen Maschine angeordnet sind. So kann zuerst die elektrische Maschine gekühlt werden und dann werden die Elemente gekühlt.

In einer Ausgestaltung sind sämtliche der Elemente untereinander baugleich ausgebildet.

Gemäß einem Aspekt wird ein Luftfahrzeug angegeben, umfassend das System nach einer beliebigen der hierin beschriebenen Ausgestaltungen. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die obigen Angaben Bezug genommen. Zum Beispiel werden eine verbesserte Kühlung, eine erleichterte Wartung und eine Vereinfachung des Aufbaus (z.B. eines Lüftungssystems) ermöglicht. Das System ist z.B. als Antriebssystem zum Vortrieb und/oder zum Auftrieb des Luftfahrzeugs ausgebildet.

Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben. In den Figuren zeigen:

Figur 1 ein Luftfahrzeug in Form eines Flächenflugzeugs mit zwei

Systemen zum Antrieb des Luftfahrzeugs;

Figur 2 ein Luftfahrzeug bei einem Steigflug;

Figur 3 ein System des Luftfahrzeugs gemäß Figur 1 mit einer elektrischen Maschine und mehreren Elementen;

Figur 4 eine Darstellung von Luftströmungen in einen Luftkanal des

Systems gemäß Figur 3;

Figur 5 den Luftmassenstrom in den Luftkanal gemäß Figur 4;

Figur 6 die Anordnung der Elemente und der elektrischen Maschine des

Systems gemäß Figur 3; Figuren 7 und 8 weitere Anordnungen von Elementen und einer elektrischen Maschine eines Systems für ein Luftfahrzeug;

Figuren 9 und 10 Details eines der Elemente des Systems gemäß Figur 3; und

Figur 1 1 die elektrische Maschine des Systems gemäß Figur 3.

Figur 1 zeigt ein Luftfahrzeug 2 in Form eines elektrisch angetriebenen Flugzeugs mit einem Rumpf 20 und Flügeln 21 .

Das Luftfahrzeug 2 umfasst zumindest ein System 1 in Form eines elektrischen Antriebssystems, hier mehrere, nämlich konkret zwei, solcher Systeme 1. Jedes der Systeme 1 umfasst einen Propeller 13. Die angetriebenen Propeller 13 erzeugen Schub für das Luftfahrzeug 2. Vorliegend ist jeweils eines der Systeme 1 an einem der Flügel 21 des Luftfahrzeugs 2 montiert, und zwar konkret an einem jeweiligen Montageabschnitt 210, wobei auch andere Anordnungen denkbar wären.

In alternativen Ausgestaltungen umfasst das Luftfahrzeug 2 einen Fan anstelle eines Propellers 13 und/oder genau ein System 1 oder mehrere (z.B. 2, 3, 4 oder mehr) Systeme 1 mit jeweils zumindest einem Propeller oder Fan.

Weiter umfasst das Luftfahrzeug 2 hier beispielhaft eine Batterie 22, alternativ oder zusätzlich eine andere elektrische Energiequelle, wie z.B. eine Brennstoffzelle, einen Generator, eine Solarzelle oder dergleichen. Die Batterie 22 speichert elektrische Energie zum Betrieb der Systeme 1. Die Batterie 22 liefert eine Gleichspannung. Die Batterie 22 liefert elektrische Energie, an die Systeme 1 , um die jeweiligen Propeller 13 in eine Rotation zu versetzen und so das Luftfahrzeug 2 anzutreiben.

Gemäß Figur 1 steht das Luftfahrzeug 2 (auf seinen Rädern) auf einem ebenen Untergrund E, der horizontal ausgerichtet ist. Senkrecht zum ebenen Untergrund E verläuft eine Vertikale. Steht das Luftfahrzeug 2 auf dem ebenen Untergrund E, dann verläuft eine Hochachse Y parallel zur Vertikalen. Die Hochachse Y verläuft z.B. parallel zu einer Symmetrieebene der elektrischen Maschine 10. Die beiden Propeller 13 der zwei Systeme 1 sind jeweils um eine Drehachse drehbar. Die beiden Drehachsen der Propeller 13 sind hier beispielhaft zueinander parallel. Die Drehachsen verlaufen hier beispielhaft senkrecht zur Hochachse Y. Die Drehachsen D sind entlang einer Breitenachse voneinander beabstandet. Die Breitenachse verläuft senkrecht zur Hochachse Y und zu den Drehachsen D der Propeller. Eine gerade Verbindungslinie zwischen zwei einander entsprechende Punkten auf den einander gegenüberliegenden Flügeln 21 verläuft senkrecht zur Hochachse Y.

Figur 2 zeigt ein beispielhaftes Luftfahrzeug 2‘, welches genau ein System 1 umfasst. Dabei ist zu erkennen, dass das Luftfahrzeug 2‘ eine Längsachse L aufweist. Das Luftfahrzeug 2‘ befindet sich gerade in einem Steigflug. Die Längsachse L des Luftfahrzeugs 2‘ steht in einem Neigungswinkel N zur Horizontalen H, welche sich parallel zum ebenen Untergrund erstreckt. Infolge dieses Neigungswinkels N steigt das Luftfahrzeug 2‘, jedoch nicht im Neigungswinkel N, sondern in einem Steigflugwinkel S relativ zur Horizontalen H. Im Steigflugwinkel S fliegt das Luftfahrzeug 2‘ entlang einer Trajektorie T.

Aus der Differenz des Neigungswinkels N und des Steigflugwinkels S ergibt sich ein Anströmwinkel AoA (angle of attack), mit welchem die Außenluft auf das System 1 trifft.

Figur 3 zeigt eines der Systeme 1 des Luftfahrzeugs 2 gemäß Figur 1 . Das System 1 des Luftfahrzeugs 2‘ gemäß Figur 2 kann baugleich ausgebildet sein.

Das System 1 umfasst eine elektrische Maschine 10 in Form eines Elektromotors mit einem Kühlkörper 102. Das System 1 umfasst ferner mehrere Elemente 11 , jeweils in Form eines Wechselrichters zum Versorgen der elektrischen Maschine 10 mit einer mehrphasigen Wechselspannung. Jedes der Elemente 11 umfasst einen Kühlkörper 1 12.

Ferner umfasst das System 1 einen Luftkanal 12 mit einem Lufteinlass 120 zum Leiten von Außenluft an den Kühlkörper 102 der elektrischen Maschine 10 und an die Kühlkörper 112 der Elemente 1 1. Es sei allerdings angemerkt, dass anstelle eines Luftkanals z.B. auch vorgesehen sein kann, dass die Elemente 1 1 an einer durch Außenluft überströmten Außenseite des Systems 1 montiert sein können. Des Weiteren umfasst das gezeigte System 1 den durch die elektrische Maschine 10 angetriebenen Propeller 13.

Der Propeller 13 umfasst mehrere, hier beispielhaft zwei Propellerblätter 130, welche an einer Nabe 131 montiert sind. Eine Propellerhaube 132 deckt die Nabe 131 ab und leitet die Außenluft um die Nabe 131 herum.

Der Lufteinlass 120 des Luftkanals 12 ist benachbart zur Propellerhaube 132 angeordnet. Der Lufteinlass 120 ist ringförmig. Der Lufteinlass 120 erstreckt sind um eine Drehachse D der elektrischen Maschine 10 herum. Der Propeller 13 ist um die Drehachse D drehbar. Außenluft, die um die Propellerhaube 132 strömt, sowie durch an die Nabe 131 angrenzende Bereiche der Propellerblätter 130 bewegte Außenluft, wird in den Lufteinlass 120 geleitet.

Außenluft, die in den Lufteinlass 120 eingeströmt ist, strömt durch den Luftkanal 12 bis zum Luftauslass 121 . Dabei überströmt und durchströmt die Außenluft den Kühlkörper 102 der elektrischen Maschine 10 und kühlt diesen dabei. Hierdurch wird die elektrische Maschine 10 gekühlt. Weiter stromabwärts strömt die Außenluft auch über die Kühlkörper 1 12 der Elemente 1 1 und kühlt auch diese, wodurch wiederum die Elemente 1 1 , d.h. die Wechselrichter, gekühlt werden. Alternativ kann z.B. vorgesehen sein, dass zuerst die Elemente 1 1 und dann stromab die elektrische Maschine 10 gekühlt werden, oder die Elemente 11 und die elektrische Maschine 10 werden separat voneinander, z.B. parallel und/oder nicht im selben Luftkanal gekühlt.

Der Luftkanal 12 verläuft innerhalb einer Triebwerksgondel 16. An der Triebwerksgondel 16 ist eine Halterung 14 vorgesehen. Die Halterung 14 umfasst mehrere Montageabschnitte 140. Die Montageabschnitte 140 sind im montierten Zustand an den Montageabschnitten 210 des Luftfahrzeugs 2 montiert.

Die elektrische Maschine 10 erzeugt ein Drehmoment, welches über eine Welle 15 an den Propeller 13 geleitet wird. Die Welle 15 rotiert um eine Drehachse D der elektrischen Maschine 10. Strömt nun eine Luftströmung F mit einem Anströmwinkel AoA von mehr als 0° an das System 1 an, wie in Figur 2 veranschaulicht, dann bildet sich hinter dem Propeller 13 ein Windschatten. Entsprechendes gilt bei einem negativen Anströmwinkel AoA.

Dies ist in den Figuren 4 und 5 veranschaulicht. Figur 4 zeigt eine Luftströmung F, die im Anströmwinkel AoA auf die Propellerhaube 132 trifft und sich dort auf 12 Uhr infolgedessen verwirbelt.

Figur 5 veranschaulicht den ringförmigen Luftkanal 12 und anhand der Skala den Massenstrom durch die jeweiligen Bereiche des Luftkanals 12. Hier ist deutlich zu erkennen, dass der Massenstrom im Bereich um 12 Uhr wesentlich reduziert ist.

Figur 6 zeigt das System 1 gemäß Figur 3 in einer schematischen Schnittansicht senkrecht durch die Drehachse D. Dabei ist zu erkennen, dass die elektrische Maschine 10 die Drehachse D definiert und dass eine gerade Anzahl von Elementen 1 1 , die jeweils ein Gehäuse 110 aufweisen (siehe Figuren 9 und 10) und paarweise auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse D angeordnet sind, vorgesehen sind. Die Gehäuse weisen untereinander gleich große Stirnflächen 1 1 1 auf. Die Stirnflächen 1 1 1 weisen jeweils die Form eines Rechtecks auf. Das Rechteck ist vorliegend rechtwinklig. Ferner ist ersichtlich, dass entlang einer Umfangsrichtung U um die Drehachse D zueinander benachbarte Elemente 1 1 beabstandet zu einer durch die Drehachse D und zwischen den benachbarten Elementen 1 1 verlaufenden Hochachse Y in der Einbaulage der elektrischen Maschine 10 am Luftfahrzeug 2, 2‘ angeordnet sind.

Ferner ist die elektrische Maschine 10 in Form eines Elektromotors ausgebildet und die mehreren Elemente 1 1 sind jeweils als Wechselrichter zum Versorgen der elektrischen Maschine 10 mit einer mehrphasigen (hier dreiphasigen) Wechselspannung ausgebildet. Die Elemente 1 1 weisen jeweils ein Gehäuse 1 10 mit einem luftgekühlten Kühlkörper 1 12 auf.

Vorliegend sind beispielhaft genau vier Elemente 1 1 vorgesehen. Die Elemente 1 1 sind um die Drehachse D herum äquidistant zueinander angeordnet. Die Elemente 1 1 sind allesamt auf einem Kreis angeordnet, der konzentrisch um die Drehachse D verläuft. Dabei ist ein Element 1 1 auf (etwa) 1 :30 Uhr angeordnet, ein Element 1 1 auf (etwa) 4:30 Uhr, ein Element 1 1 auf (etwa) 7:30 Uhr und ein weiteres Element 1 1 auf (etwa) 10:30 Uhr.

Auf 12:00 Uhr ist hingegen keines der Elemente 1 1 angeordnet. Auch auf 6 Uhr ist keines der Elemente 11 angeordnet. Und auch auf 3 Uhr und auf 9 Uhr ist keines der Elemente 1 1 angeordnet.

Durch die in Figur 6 gezeigte Anordnung liegt keines der Elemente 1 1 im Windschatten, sodass alle der Elemente 1 1 ähnlich gut gekühlt werden können.

Jeweils zwei der Elemente 1 1 bilden ein Paar P1 , P2. Die Elemente 1 1 eines jeweiligen Paars P1 , P2 von auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse D angeordneten Elementen 1 1 sind im gleichen Abstand zur Hochachse Y angeordnet. Ebenso sind die Elemente 1 1 eines jeweiligen Paars P1 , P2 von auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse D angeordneten Elementen 1 1 im gleichen Abstand zur (durch die Drehachse D gehenden) Horizontalen H angeordnet.

Vorliegend sind zwei Paare P1 , P2 von auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der Drehachse D angeordneten Elementen 1 1 vorgesehen.

Anhand der Figur 6 ist auch ersichtlich, dass die Elemente 1 1 jeweils eine Modulbreite B aufweisen, die in der Umfangsrichtung U um die Drehachse D einen Winkel a beschreibt, und wobei die entlang der Umfangsrichtung U um die Drehachse D zueinander benachbarten der Elemente 11 , die beabstandet zur durch die Drehachse D und zwischen den beiden benachbarten Elementen 1 1 verlaufenden Hochachse Y angeordnet sind, einen Winkelabstand ß zueinander aufweisen, der mindestens der Hälfte des Winkels a der Modulbreite B entspricht. Vorliegend entspricht der Winkelabstand ß mindestens dem Winkel a der Modulbreite B. Der Winkelabstand ß beträgt z.B. mindestens 10° oder mindestens 15°.

Indem nicht nur die 12-Uhr-Position freigehalten wird, sondern auch die 6 Uhr-Position, kann zudem das System 1 deutlich leichter gewartet werden. Denn oft sind einige Bauteile, wie z.B. zur Einstellung des Anstellwinkels der Propellerblätter 130, auf 6 Uhr angeordnet, d.h. auf gerader Linie unter der Drehachse D. Ferner wäre es auch denkbar, dass eine Komponente zu wartende auf 12 Uhr (also über der Horizontalen) angeordnet ist und zur Wartung dieser Komponente eine Klappe auf 6 Uhr öffenbar ist.

Somit ermöglicht die Anordnung gemäß Fig. 6 nicht nur eine verbesserte Kühlung der Elemente 1 1 , sondern auch eine erleichterte Zugänglichkeit zur Wartung des Systems

I .

Die Horizontale H verläuft senkrecht zur Drehachse D (beider Systeme 1 des Luftfahrzeugs 2). Figur 6 zeigt eine X-förmige Anordnung der Elemente 1 1 .

Gemäß Figur 7 sind jeweils zwei in Umfangsrichtung U um die Drehachse D benachbarte Elemente 1 1 näher zueinander angeordnet als zu den übrigen Elementen

I I . So ist in diesem Beispiel vorgesehen, dass die zwei Elemente 11 links der Hochachse Y nah beieinander angeordnet sind und die zwei Elemente 11 rechts der Hochachse Y (gleich) nah beieinander angeordnet sind. Weiterhin sind die Elemente 1 1 allesamt auf einem Kreis angeordnet, der konzentrisch zur Drehachse D angeordnet ist, wobei auch davon abweichende Anordnungen denkbar sind.

Am Umfang des Kreises ist oben und unten jeweils ein größerer Abstand zwischen den entlang des Kreisumfangs benachbarten Elementen 1 1 ausgebildet als zwischen den beiden linken und zwischen den beiden rechten Elementen 1 1 . Die Abstände oben und unten sind gleich (oder alternativ dazu unterschiedlich) und die Abstände links und rechts sind gleich. Zwischen entlang des Kreisumfangs benachbarten Elementen 1 1 ist entlang des Kreisumfangs kein weiteres der Elemente 1 1 angeordnet.

Figur 8 zeigt eine weitere mögliche Anordnung der Elemente um die Drehachse D herum. Gemäß Figur 8 stehen jeweils zwei Elemente 1 1 in Berührung miteinander und sind gemeinsam auf der den jeweils anderen beiden Elementen 1 1 gegenüberliegenden Seite der Drehachse D angeordnet. Die zwei Elemente 1 1 links sind entlang einer Geraden angeordnet, die zwei Elemente 1 1 rechts sind ebenfalls entlang einer Geraden angeordnet und die beiden Geraden sind parallel zueinander und parallel zur Hochachse Y ausgerichtet.

Ferner stehen die Elemente 1 1 gemäß Figur 8 miteinander in Berührung. Es sei angemerkt, dass die Elemente 11 auch miteinander in Berührung stehen können und in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind. Ferner ist es möglich, dass die Elemente 1 1 zwar nicht in Berührung miteinander stehen aber einen Winkelabstand zueinander aufweisen, der z.B. um den Faktor 2, 5, 10, 20 oder 50 kleiner ist als ihre Winkelbreite in Umfangsrichtung.

Die Triebwerksgondel 16 weist eine Oberseite, eine Unterseite, eine linke Seite und eine rechte Seite auf. Mittig an der Oberseite und mittig an der Unterseite ist keines der Elemente 1 1 angeordnet. In Figur 8 sind die Elemente ganz an der linken Seite und ganz an der rechten Seite montiert. Durch die nahe Anordnung der Elemente 1 1 kann die Anzahl an Teilen des Systems 1 verringert werden, insbesondere in Bezug auf den Luftkanal 12, der dann einfacher aufgebaut werden kann.

Der obere Totpunkt und der untere Totpunkt sind jeweils frei von den Elementen 1 1 .

Es sei auch angemerkt, dass auch z.B. eine in Bezug auf die Horizontale H asymmetrische Anordnung der Elemente 1 1 vorgesehen sein kann. Beispielsweise können die Elemente 1 1 nach oben oder unten versetzt zur Horizontalen H oder sogar alle oberhalb oder alle unterhalb der horizontalen Symmetrielinie (durch die Drehachse D) angeordnet sein.

Die Figuren 9 und 10 veranschaulichen eines der Elemente 1 1. Sämtliche der Elemente 1 1 sind baugleich ausgebildet.

Das Element 1 1 weist das schon erwähnte Gehäuse 1 10 auf. Am Gehäuse 110 ist ein Kühlkörper 1 12 mit Kühlrippen 113 montiert. Die Kühlrippen 1 13 sind im Luftkanal 12 angeordnet und durch dadurch strömende Außenluft kühlbar.

Im Gehäuse 1 10 sind Leistungsbauelemente 1 14 montiert, z.B. elektronische Schalter.

Diese geben ihre Wärme an den Kühlkörper 1 12 ab. Dabei sind in jedem Element 1 1 drei Module vorgesehen, jeweils eines für eine der drei Phasen U, V, W einer Dreiphasenwechselspannung. Jedes der Elemente 1 1 stellt also eine separate Dreiphasenwechselspannung an die elektrische Maschine 10 bereit. Die elektrische Maschine 10 weist für jede der Dreiphasenwechselspannungen ein separates, elektrisch von den anderen getrenntes Spulenwicklungssystem auf. Eine solche Ausgestaltung kann auch als Multi-Lane-System bezeichnet werden. Bei einem Ausfall einer solchen Lane können die übrigen weiter betrieben werden.

Im Gehäuse 1 10 des Elements 1 1 ist ferner eine Steuerungseinheit 1 17 angeordnet, welche die Leistungsbauelemente 1 14 steuert (z.B. deren Schaltstellung). Das jeweilige Element 1 1 kann auch als Lane Control Unit, LCU, bezeichnet werden.

An einer Seite des Gehäuses 110, nämlich an dessen der elektrischen Maschine 10 zugewandten Stirnfläche 1 11 , sind drei Wechselspannungsausgänge 1 16 vorgesehen, an der gegenüberliegenden Seite zwei Gleichspannungseingänge 1 15. Alternativ sind z.B. die Gleichspannungsausgänge 1 15 an einer anderen Seite angeordnet. An den Gleichspannungseingängen 1 15 liegt eine von der Batterie 22 bereitgestellte Gleichspannung an. An den Wechselspannungsausgängen 1 16 stellt das Element 1 1 die Dreiphasenwechselspannung an die elektrische Maschine 10 bereit.

Figur 11 zeigt die elektrische Maschine 10. Diese weist einen Stator 100 mit dem Kühlkörper 102 auf, sowie einen relativ dazu um die Drehachse D drehbaren Rotor 101. Hier ist die elektrische Maschine 10 beispielhaft als Radialflussmaschine mit Innenläufer ausgebildet, wobei andere Maschinen-Topologien ebenfalls denkbar sind. Der Rotor 101 ist fest mit der Welle 15 verbunden.

Es sei angemerkt, dass auch eine andere Anzahl an Elementen 1 1 und entsprechenden Wicklungssystemen der elektrischen Maschine 10 vorgesehen sein könnten, z.B. 2, 6 oder 8.

Ferner sei angemerkt, dass in den gezeigten Beispielen die elektrische Maschine 10 und die Elemente 1 1 luftgekühlt sind, es aber auch denkbar wäre, dass die elektrische Maschine 10 flüssigkeitsgekühlt ist. Es versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beliebige der Merkmale können separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben werden, aus und umfasst diese.

Bezugszeichenliste

I System

10 elektrische Maschine

100 Stator

101 Rotor

102 Kühlkörper

I I Element

110 Gehäuse

I I I Stirnfläche

112 Kühlkörper

113 Kühlrippe

114 Leistungsbauelemente

115 Gleichspannungseingänge

116 Wechselspannungsausgänge

117 Steuerungseinheit

12 Luftkanal

120 Lufteinlass

121 Luftauslass s13 Propeller

130 Propellerblatt

131 Nabe

132 Propellerhaube

14 Halterung

140 Montageabschnitt

15 Welle

16 Triebwerksgondel

2, 2‘ Luftfahrzeug

20 Rumpf

21 Flügel

210 Montageabschnitt

22 Batterie

AoA Anströmwinkel

Modulbreite D Drehachse

E ebener Untergrund

F Luftströmung

H Horizontale L Längsachse

N Neigungswinkel

P1 , P2 Paar

S Steigflugwinkel

T Trajektorie U Umfangsrichtung

Y Hochachse a Winkel ß Winkelabstand