[發(fā)明專利]一種用于自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的預(yù)轉(zhuǎn)加速和能量收集裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810058103.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108216649A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷良;朱清華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64D27/24
• 分類號(hào): B64D27/24;B64C27/02;H02J7/34
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的預(yù)轉(zhuǎn)加速和能量收集裝置，包含預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、蓄電池和超級(jí)電容，用于自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在起飛時(shí)對(duì)旋翼進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)加速，使自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)超短距離起飛甚至跳飛，在自轉(zhuǎn)下滑和旋翼制動(dòng)時(shí)對(duì)能量進(jìn)行回收利用，以及在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)閑置且有風(fēng)的情況下，如同發(fā)電機(jī)一樣進(jìn)行發(fā)電并儲(chǔ)存能量，以供下次使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的預(yù)轉(zhuǎn)加速和能量收集裝置。

背景技術(shù)

在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)起飛時(shí)，往往需要比較大的功率和能量使旋翼進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)并加速至一定的轉(zhuǎn)速。超級(jí)電容配合預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)的使用，能夠很好地滿足這一要求，使自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)實(shí)現(xiàn)超短距離起飛甚至跳飛，并能夠在自轉(zhuǎn)下滑和旋翼制動(dòng)時(shí)對(duì)能量進(jìn)行回收，以供下次起飛預(yù)轉(zhuǎn)時(shí)使用。

超級(jí)電容是一種介于電池和普通電容之間的儲(chǔ)能元件，其能量密度大于普通電容，功率密度大于蓄電池，適合進(jìn)行短時(shí)間的大功率輸出。當(dāng)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)時(shí)，需要超級(jí)電容進(jìn)行放電，超級(jí)電容中應(yīng)儲(chǔ)存較多的能量；而當(dāng)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)進(jìn)行自轉(zhuǎn)下滑或旋翼制動(dòng)時(shí)，超級(jí)電容中應(yīng)當(dāng)儲(chǔ)存比較少的能量，以便在下滑或制動(dòng)過(guò)程中接收較多的能量。此外，超級(jí)電容還具有內(nèi)阻小，充放電效率高（百分之九十以上）、循環(huán)壽命長(zhǎng)(幾萬(wàn)至十萬(wàn)次)、無(wú)污染等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，和其他能量元件(發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池、燃料電池等)組成聯(lián)合體共同工作，是實(shí)現(xiàn)能量回收利用、降低污染的有效途徑，可以大大提高續(xù)駛里程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種用于自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的預(yù)轉(zhuǎn)加速和能量收集裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種用于自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的預(yù)轉(zhuǎn)加速和能量收集裝置，包含預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、蓄電池和超級(jí)電容；

所述功率轉(zhuǎn)換器分別和所述蓄電池、超級(jí)電容電氣連接；

所述功率轉(zhuǎn)換器通過(guò)開(kāi)關(guān)和所述預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)電氣相連；

所述預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸與自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)旋翼的中心軸固定相連，用于在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)起飛前對(duì)旋翼進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)并加速至預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速，并在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)處于自轉(zhuǎn)下滑、旋翼制動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電狀態(tài)時(shí)作為發(fā)電機(jī)；

所述蓄電池用于為所述預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)提供電力供應(yīng)、進(jìn)而驅(qū)動(dòng)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述超級(jí)電容用于在所述預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的旋翼預(yù)轉(zhuǎn)加速時(shí)提供額外的功率和能量；

在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)正常行駛時(shí)，所述功率轉(zhuǎn)換器和預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)之間的開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)，所述蓄電池能夠通過(guò)所述功率轉(zhuǎn)換器給所述超級(jí)電容充電；

在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)處于自轉(zhuǎn)下滑、旋翼制動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電狀態(tài)時(shí)，所述功率轉(zhuǎn)換器和預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)之間的開(kāi)關(guān)處于聯(lián)通狀態(tài)，此時(shí)，旋翼帶動(dòng)預(yù)轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電、通過(guò)所述功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池和超級(jí)電容充電。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1. 超級(jí)電容的功率密度較大，可進(jìn)行大電流放電，可以使自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)實(shí)現(xiàn)超短距離起飛，甚至跳飛；

2. 在自轉(zhuǎn)下滑、旋翼制動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中，可對(duì)蓄電池和超級(jí)電容進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)能量回收利用，延長(zhǎng)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的續(xù)駛里程；

3. 可避免在預(yù)轉(zhuǎn)加速過(guò)程中蓄電池進(jìn)行大電流充放電，從而提高蓄電池的使用壽命；

4. 可提高制動(dòng)裝置的力矩，增強(qiáng)制動(dòng)裝置的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明在旋翼預(yù)轉(zhuǎn)加速時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；

圖2是本發(fā)明在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)正常行駛時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；