[發(fā)明專(zhuān)利]一種固定翼式混合動(dòng)力飛行器驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810085653.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108082500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾小華;黃海瑞;王越;宋大鳳;孫可華;崔皓勇;王振偉;董兵兵;李立鑫;王新明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64D27/02
• 分類(lèi)號(hào): B64D27/02;B64D35/02;B64D35/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春市恒譽(yù)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發(fā)明公開(kāi)了一種固定翼式混合動(dòng)力飛行器驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)方法，涉及航空飛行器技術(shù)領(lǐng)域，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、行星排耦合裝置、離合裝置、電機(jī)系統(tǒng)、兩擋自動(dòng)變速器、螺旋槳；其中離合裝置包括一號(hào)離合器、二號(hào)離合器和制動(dòng)器；電機(jī)系統(tǒng)包括一號(hào)電機(jī)、二號(hào)電機(jī)、逆變器和電池。本發(fā)明具有更好的與現(xiàn)有固定翼式飛行器的技術(shù)繼承性以及燃油經(jīng)濟(jì)性、低排放、低噪聲等特點(diǎn)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、無(wú)級(jí)變速和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)等多種工作模式，解決了傳統(tǒng)固定翼式飛行器模式單一的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)特殊飛行任務(wù)降噪、減噪功能，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固定翼式混合動(dòng)力飛行器驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)

固定翼式飛機(jī)飛行時(shí)每消耗1千克燃油就會(huì)排放3千克二氧化碳，而且氣體直接在大氣層排放，對(duì)全球暖化的影響比地面排放更大。因而飛機(jī)的電動(dòng)化和混動(dòng)化勢(shì)在必行。飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向是電動(dòng)力化，即采用多電系統(tǒng)和全電系統(tǒng)。與此同時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)和動(dòng)力裝置的電動(dòng)力化也取得重大進(jìn)展，已經(jīng)成功用于小型螺旋槳通用飛機(jī)、固定翼式飛行器和無(wú)人機(jī)。電動(dòng)飛機(jī)具有節(jié)能環(huán)保、高效率、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，將推動(dòng)通用飛機(jī)、無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)革命性的發(fā)展。然而在固定翼式飛行器領(lǐng)域，單純依靠電能很難滿足其動(dòng)力性需求；因此混合動(dòng)力的應(yīng)用在飛行器領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生。

未來(lái)的飛行器不但要滿足動(dòng)力性的需求，還應(yīng)該有更低的排放和能耗。在固定翼式飛行器領(lǐng)域，混合動(dòng)力技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)較高的燃油消耗率和排放性差等缺點(diǎn)，逐漸被行業(yè)所認(rèn)可。混合動(dòng)力飛行器其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種形式。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)具有動(dòng)力總成控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中因存在能量二次轉(zhuǎn)換導(dǎo)致總體效率較低的缺點(diǎn)。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)具有能量利用率較高的優(yōu)點(diǎn)，但在低速工況中，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率受到限制。混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)匯集了串聯(lián)和并聯(lián)兩種構(gòu)型的雙重優(yōu)勢(shì)，有最佳的綜合性能。尤其混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電子無(wú)級(jí)變速功能，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩雙解耦，最大限度的提高系統(tǒng)的整體性能。

目前，已有的固定翼式混合動(dòng)力飛機(jī)的專(zhuān)利大多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能和模式單一。如中國(guó)專(zhuān)利公布號(hào)CN106314809A，公布日2017-01-11，公開(kāi)了一種固定翼式混合動(dòng)力飛機(jī)，該系統(tǒng)采用串聯(lián)構(gòu)型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但該系統(tǒng)采用模式單一，能量需要二次轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)綜合效率低。并且其螺旋槳只能依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可靠性差，電機(jī)需求功率高。如中國(guó)專(zhuān)利公布號(hào)CN106184779A，公布日2016-12-07，公開(kāi)了一種混合動(dòng)力飛機(jī)耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，能量利用率較高；但該系統(tǒng)在低速工況中發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率受到限制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率需求大，尺寸過(guò)大，導(dǎo)致飛機(jī)重量增大。本發(fā)明提出的一種固定翼式混合動(dòng)力飛行器驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)合了雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電子無(wú)級(jí)變速、發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)等多種工作模式，一方面在保證飛行器可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，增加多種工作模式，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性；另一方面有效地降低固定翼式飛行器工作噪聲，實(shí)現(xiàn)特殊飛行任務(wù)降噪、減噪功能；除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、雙電機(jī)制動(dòng)能量回收和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并發(fā)電等模式，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為克服傳統(tǒng)固定翼式飛行器模式單一、續(xù)航里程短、經(jīng)濟(jì)性能和排放性能較差等問(wèn)題，并有效地降低固定翼式飛行器飛行噪聲，提供了一種固定翼式混合動(dòng)力飛行器驅(qū)動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)方法。