[發(fā)明專利]一種新型布局飛機(jī)的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310307511.7
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116573141A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀坤;孫熠騏;黃軍暉;謝林博;林招如;韋嘉寧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64C27/28
• 分類號: B64C27/28;B64D27/24
• 代理公司: 北京金恒聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11324
• 代理人: 李強(qiáng)

為提高新能源在航空中的實(shí)用性，本發(fā)明提出了一種新型布局飛機(jī)的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)。該氫能源動(dòng)力系統(tǒng)由氫燃料電池作為主要能量來源，同時(shí)以儲(chǔ)能電池作為輔助能源。氫燃料電池輸出主要的功率，儲(chǔ)能電池在整機(jī)推進(jìn)功率增大時(shí)提供額外的能量，在整機(jī)推進(jìn)功率減小時(shí)存儲(chǔ)多余的能量。該氫能源動(dòng)力系統(tǒng)解決了氫燃料電池的輸出功率響應(yīng)較為遲緩的問題，動(dòng)力響應(yīng)迅速，能夠滿足飛機(jī)的推進(jìn)及控制需求。根據(jù)本發(fā)明的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)能量密度高，能夠提高飛機(jī)的飛行性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型布局飛機(jī)的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)展綠色航空是人類社會(huì)形成的基本共識，新能源電動(dòng)飛機(jī)為實(shí)現(xiàn)徹底的綠色航空提供了一條光明的技術(shù)途徑。然而，由于常規(guī)儲(chǔ)能電池能量密度低，純電動(dòng)飛機(jī)的航程及其他飛行性能難以達(dá)到實(shí)用水平。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于一種新型布局飛機(jī)的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)，其中所述新型布局飛機(jī)包括：前機(jī)翼、后機(jī)翼、機(jī)身及起落架，其中：

前機(jī)翼及后機(jī)翼分別與機(jī)身相連接，

起落架安裝在機(jī)身底部，

前機(jī)翼及后機(jī)翼的各最外側(cè)均安裝有螺旋槳，其中前機(jī)翼上安裝的螺旋槳向上傾斜一個(gè)固定的小角度，

其特征在于：

所述氫能源動(dòng)力系統(tǒng)安裝在飛機(jī)內(nèi)，包括儲(chǔ)氫罐、輸氫管、氫燃料電池、儲(chǔ)能電池、能源管理設(shè)備、輸電線、電動(dòng)機(jī)及所述螺旋槳，其中：

儲(chǔ)氫罐中的氫氣通過輸氫管導(dǎo)入到氫燃料電池中，

氫燃料電池產(chǎn)生的電能通過輸電線傳輸給能源管理設(shè)備，

儲(chǔ)能電池通過輸電線與能源管理設(shè)備相連接，

動(dòng)力系統(tǒng)電能的傳輸由能源管理設(shè)備控制，

能源管理設(shè)備通過輸電線將電能供給電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，形成推力，

儲(chǔ)氫罐，用于提供主要能源，

儲(chǔ)能電池用于提供輔助能源。

附圖說明

圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)的新型布局飛機(jī)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)的功率增大示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)的功率減小示意圖。

具體實(shí)施方式

為提高儲(chǔ)能裝置的能量密度，同時(shí)滿足飛機(jī)的實(shí)用需求，本發(fā)明提出了一種新型布局飛機(jī)的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)。

氫氣能量密度高，可通過氫燃料電池發(fā)電，但當(dāng)用電需求功率變化時(shí)，氫燃料電池的輸出功率響應(yīng)較為遲緩。常規(guī)儲(chǔ)能電池對用電功率的響應(yīng)較快，但能量密度較低。對于飛機(jī)而言，螺旋槳作為推進(jìn)裝置及姿態(tài)控制裝置，需頻繁增大或減小推力。本發(fā)明提出的氫能源動(dòng)力系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)較高的能量密度，同時(shí)也能滿足飛機(jī)的實(shí)際動(dòng)力使用要求。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的新型布局飛機(jī)由前機(jī)翼(4)、后機(jī)翼(2)、機(jī)身(3)及起落架(12)組成。前機(jī)翼(4)及后機(jī)翼(2)分別與機(jī)身(3)相連接。起落架(12)安裝在機(jī)身(3)底部。前機(jī)翼(4)及后機(jī)翼(2)的最外側(cè)均安裝有螺旋槳(1)，其中前機(jī)翼(4)上安裝的螺旋槳(1)向上傾斜一個(gè)固定的小角度，傾斜角度在0°至90°之間。