[發明專利]一種用于長大線鐵路地形航測的無人機動力裝置

有效

• 申請號: 202011108637.4
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112158343B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 范先錚;王文慶;秦一;任文博
• 申請（專利權）人: 中鐵上海設計院集團有限公司
• 主分類號: B64D27/02
• 分類號: B64D27/02
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 周宇凡

本發明涉及無人機動力源技術領域，尤其是一種用于長大線鐵路地形航測的無人機動力裝置，其特征在于：包括核動力系統、超導發電系統以及動力推進系統，其中所述核動力系統和所述超導發電系統均與所述動力推進系統相連以供所述動力推進系統帶來無人機飛行所需的動力，所述動力推進系統為推進器；所述核動力系統與所述超導發電系統之間設置有核熱換熱器，所述核熱換熱器將所述核動力系統的熱能傳遞至所述超導發電系統的超導發電機以實現所述超導發電機的高速轉動。本發明的優點是：具有航程優勢與超長滯空時間，對新建鐵路沿線表面地形大數據采集具有十分重要意義。

技術領域

本發明涉及無人機動力源技術領域，尤其是一種用于長大線鐵路地形航測的無人機動力裝置，特別是指超導與核動力交互式的無人機動力裝置。

背景技術

隨著無人機科技發展越來越迅速，無人機也不斷創新地應用在鐵路航測的作業中，其往往具有自動化程度高、航測速度快，且有效操作人員工作強度的優點。

然而，傳統無人機包含太陽能無人機或碳氫燃料的無人機，這類無人機載重有限，飛行速度較低，機身發電能力有限，無法為機載雷達、通訊系統提供足夠的電力，若實現上空長時間、遠距離且不著陸能源補充前提下進行探測非常困難；尤其是當無人機應用在長大線鐵路航測時，長大線鐵路線路的里程極長，無人機往往需要通過多次著陸來進行能源補給以保證其飛行動力，可這樣一來，就對無人機航測時所獲取的資源地形信息的分析又進一步提出了處理要求，需要保證多次斷開的資源地形信息可有效并準確地擬合在一起，以保證實際情況相吻合。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了一種用于長大線鐵路地形航測的無人機動力裝置，通過結合超導與核動力交互動力的方法提供無人機動力，同時配合推進器改進飛行手段，實現無人機的長時不間斷飛行，從而適應長達線鐵路地形的航測需要。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種用于長大線鐵路地形航測的無人機動力裝置，其特征在于：包括核動力系統、超導發電系統以及動力推進系統，其中所述核動力系統和所述超導發電系統均與所述動力推進系統相連以供所述動力推進系統帶來無人機飛行所需的動力，所述動力推進系統為推進器；所述核動力系統與所述超導發電系統之間設置有核熱換熱器，所述核熱換熱器將所述核動力系統的熱能傳遞至所述超導發電系統的超導發電機以實現所述超導發電機的高速轉動。

所述推進器為霍爾電推器，所述霍爾電推器連接所述核動力系統以及所述超導發電系統。

所述核動力系統包括核安全應急改裝器，所述核安全應急改裝器由鉛屏蔽板、鉛砂組成，其中所述鉛屏蔽板貼附安裝在所述核動力系統的核反應堆的艙室外表面，所述鉛砂設置在所述鉛屏蔽板和所述艙室外表面之間。

所述核熱換熱器設置在所述核動力系統的環形燃燒室內部，所述核熱換熱器采用與所述環形燃燒室相耦合的多環結構。

所述超導發電系統包括超導發電機、熱能存儲器，所述熱能存儲器連接所述核動力系統以將所述核動力系統的熱能變為高壓蒸汽，所述超導發電機的電機轉子設置在所述熱能存儲器中。

所述動力推進系統包括推進劑、推進器、磁極、空心陰極、電子、熱能存儲器和放電室，其中所述推進劑與所述超導發電系統的送電裝置相連接，所述磁極為所述推進器提供磁場環境，所述空心陰極連接控制所述推進器，所述電子向所述推進器提供所述推進劑和電能，所述熱能存儲器用于回收所述推進器產生的熱源，所述放電室與所述熱能存儲器相連接以將所述熱能轉換為電能。

本發明的優點是：

1）無人機核動力擺脫了傳統無人機續航能力不足，實現遠距離且不著陸補充能源進行探測，極大提高無人機作業效率。

2）解決傳統無人機太陽能無人機或碳氫燃料的無人機載重有限，飛行速度較低，機身發電能力有限，實現長時間滯空進行相關數據采集作業。