[發明專利]多工作模式的混合動力四旋翼直升機系統

在審

• 申請號: 201910027166.5
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109677622A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 衡波;趙萬忠;王春燕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明提供了一種多工作模式的混合動力四旋翼直升機系統，涉及無人機技術領域，能夠提高無人機的動力性、經濟性和續航里程，包括支架、主螺旋槳、支撐柱、副螺旋槳、副螺旋槳安裝板、副螺旋槳電機以及機身，其中機身內安裝集成連接線、ISG電機、發動機以及動力電池。該無人機結構簡單，使用安裝方便，可根據無人機所處工況采用電動或混動等不同工作模式，有效提高無人機的動力性、經濟性和續航里程。

技術領域

本發明涉及無人機系統領域，具體是一種多工作模式的混合動力四旋翼直升機系統。

背景技術

隨著技術的發展，無人機技術由于其靈活度高、成本低等特點在軍事及民用領域獲得越來越廣泛的應用，大批無人機生產制造企業不斷涌現，無人機市場也在快速發展。

現有的四旋翼直升機其動力形式可劃分為動力電池無人機和燃油發動機無人機兩種。兩種動力模式均存在一定缺點，例如采用電池為電動機供電驅動旋翼轉動，其飛行響應速度快，功率密度大，但能量密度低、續航里程短（一般不超過30分鐘）。使用燃油發動機作為動力源的無人機功率密度大、能量密度高、續航里程遠，但發動機價格昂貴，一般飛行達2000小時就需更換發動機，飛機控制響應慢，平飛階段燃油經濟性差。

為解決上述單一動力源的缺點，人們開始設計一種混合動力四旋翼直升機。例如中國專利公開號CN201420676622，申請公開日2015年3月18日，發明專利的名稱為“一種混合動力四旋翼飛行器 ”，該發明公開了一種混合動力四旋翼飛行器，該系統單純的以發動機驅動主旋翼提供主要升力，以電動機驅動副旋翼來修正飛行姿態。該系統存在以下缺點：動力形式單一，不能根據工況調整動力形式來提高燃油經濟性，主旋翼使用發動機驅動響應速度慢，靈活性差。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種多工作模式的混合動力四旋翼直升機系統，利用電動和油動各自的的優勢，提高無人機的動力性、經濟性和續航里程。

本發明包括機身以及呈十字形交叉分布于機身四周的四個支架，每個支架的末端通過副螺旋槳安裝板連接有副螺旋槳，副螺旋槳安裝板內置帶動副螺旋槳轉動的副螺旋漿電機。

機身內安裝有發動機組，機身上通過支撐柱固定有主螺旋槳，主螺旋槳通過發動機組帶動轉動；發動機組通過支架內部的集成連接線與副螺旋漿電機相連用于向副螺旋漿電機供電。

進一步改進，所述的發動機組包括從上到下依次放置的ISG電機、發動機和動力電池，ISG電機一端與主螺旋槳相連，一端與發動機的曲軸輸出端連接，ISG電機與動力電池通過導線連接在發電狀態下向動力電池充電，同時在工作狀態下動力電池為ISG電機供電，動力電池通過導線與副螺旋漿電機相連用于向電機供電。

進一步改進，所述的副螺旋漿電機為永磁無刷直流電機。

本發明有益效果在于：

本發明設計了一種多工作模式的混合動力四旋翼直升機系統，使用5個螺旋槳，其中中間的主螺旋槳由發動機帶動旋轉，其它四個副螺旋漿由電動機帶動旋轉；該直升機動力系統可根據不同工況采用不同的動力模式來提高經濟型、靈活性和續航里程的目的，例如在起飛階段可用ISG電機直接帶動發動機啟動，提高直升機響應速度，在加速階段使用發動機和動力電池共同提供動力以提高直升機動力性，在平飛階段可關停發動機只用電機帶動四個副旋翼提供動力以提高經濟性和續航里程，此外發動機帶動ISG電機旋轉還可發電為動力電池充電。

附圖說明

圖1為本發明俯視圖。

圖2為本發明主視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。