[發(fā)明專利]一種用于無人直升機的油電混合動力傳動系統(tǒng)及其使用方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010516005.5
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111605714A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶資;徐曉冬
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南優(yōu)玄科技有限公司
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02;B64D35/00;B64D35/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于無人直升機的油電混合動力傳動系統(tǒng)及其使用方法，包括發(fā)動機系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、發(fā)電?應(yīng)急電動系統(tǒng)，其中發(fā)動機系統(tǒng)包括發(fā)動機本體、離心式離合器；所述主傳動系統(tǒng)包括主減速器、輔助減速系統(tǒng)；發(fā)電?應(yīng)急電動系統(tǒng)包括發(fā)電?電動一體機、聯(lián)軸器、發(fā)電?電動控制模塊、機載電源模塊。本發(fā)明的優(yōu)點為：實現(xiàn)了無人直升機傳動系統(tǒng)的油電混合動力傳輸，提供了應(yīng)急狀態(tài)下無人直升機動力傳動方案和控制策略，提高了無人直升機動力系統(tǒng)的可靠性，降低了無人直升機在發(fā)動機停車情況下的墜毀概率，并可在其他應(yīng)急條件下保證飛行安全，增強無人直升機的特殊飛行性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空器設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于無人直升機的油電混合動力傳動系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

動力傳動系統(tǒng)的性能和可靠性直接影響了無人直升機的安全性和可靠性，尤其是在特殊領(lǐng)域和區(qū)域執(zhí)行任務(wù)的無人直升機，其整機整系統(tǒng)的可靠性是設(shè)計者、使用者和監(jiān)管方最為關(guān)心和考量的。

目前，工業(yè)級的中小型無人直升機由于起飛重量、載荷和成本等限制大多采用單臺活塞式發(fā)動機驅(qū)動主傳動系統(tǒng)的動力傳動形式，活塞發(fā)動機的可靠性直接影響了整機及系統(tǒng)的安全性和可靠性。單發(fā)無人直升機在執(zhí)行飛行任務(wù)時，一旦發(fā)生發(fā)動機停車且無法再次啟動的情況，無人直升機只能進入安全應(yīng)急程序控制直升機進入自轉(zhuǎn)下滑并降落；同時由于活塞式發(fā)動機高原和高空性能的先天不足，無人直升機的高原性能和其他特殊飛行性能均受到限制。

為提高中小型無人直升機動力傳動系統(tǒng)的可靠性，通常采購選用一臺以上較高可靠性的航空活塞式發(fā)動機，或者通過增加發(fā)動機在高原和高空的輸出功率的辦法，如渦輪增壓（電子式或機械式），以降低發(fā)動機在相應(yīng)環(huán)境下的功率輸出衰減。但造成的問題如下：一、選用一臺以上航空高可靠性發(fā)動機大幅增加了無人直升機的生產(chǎn)成本、使用和維護成本，并增加了空機重量，降低了無人直升機的載荷能力，耗油率增加續(xù)航性能下降；二、采用渦輪增壓方式提高發(fā)動機特殊環(huán)境的功率輸出，同樣會造成相應(yīng)裝置的功率損耗和空機重量增加，且技術(shù)難度和匹配工作復(fù)雜，相應(yīng)的成本也會增加。

因此如何在現(xiàn)有單發(fā)無人直升機動力傳動系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行改進，提高動力傳動系統(tǒng)的整體可靠性，降低因發(fā)動機停車或特殊環(huán)境下發(fā)動機功率不足引起的飛行安全事故，減小無人直升機的直接損失和間接損失，保證地面人員的安全是當(dāng)前技術(shù)人員面臨的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種用于無人直升機的油電混合動力傳動系統(tǒng)及其使用方法，該系統(tǒng)提高無人直升機在應(yīng)急狀態(tài)下（停車或其他應(yīng)急狀態(tài)）的安全裕度和生存概率，保證無人直升機在特殊條件下的飛行安全和性能實現(xiàn)，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種用于無人直升機的應(yīng)急油電混合動力傳動系統(tǒng)，包括發(fā)動機系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、發(fā)電-應(yīng)急電動系統(tǒng)，其中：

所述發(fā)動機系統(tǒng)包括活塞式發(fā)動機、發(fā)動機電子控制單元（ECU）、離心式離合器；所述活塞式發(fā)動機通過橡膠減震器安裝于無人直升機機身；所述離心式離合器同軸固定在發(fā)動機的輸出軸上，包括離心式蹄塊和離合器外環(huán)；

所述主傳動系統(tǒng)包括主減速器、輔助減速系統(tǒng)；所述主減速器包括主減速箱體、發(fā)動機輸入齒輪軸、大錐齒輪、電動機雙向齒輪軸；所述發(fā)動機輸入齒輪軸一端與大錐齒輪嚙合，通過軸承固定在主減速箱體上，另一端連接聯(lián)軸器，并與發(fā)動機離合器外環(huán)固連；所述電動機雙向齒輪軸與大錐齒輪嚙合，通過軸承固定在主減速箱體上；所述輔助減速系統(tǒng)包括小同步帶輪、大同步帶輪和同步帶；所述小同步帶輪與電動機雙向齒輪軸同軸固定，大同步帶輪通過軸承固定于主減速器上，大小同步帶輪通過同步帶連接同向旋轉(zhuǎn)；