CN102582837A - 一种使用混合能源的大型电动飞机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种使用混合能源的大型电动飞机。包括有机体、机翼、尾翼、控制机构、电源控制台、太阳能板、燃料电池组及燃料箱、电动推进装置，其中机翼及尾翼装设在机体上，机翼和尾翼上分别装设有控制机构，电动推进装置装设在机翼内，燃料电池组及燃料箱及电源控制台装设在机体的内下部，机翼、尾翼、机体顶部都装有太阳能板，上述太阳能板以及燃料电池组及燃料箱提供的电能分别通过电源控制台与电动推进装置连接。本发明采用电能作为飞机使用的唯一能源，以太阳能板和燃料电池组配合发电的方式对飞机内用电设备进行实时供电，可以同时满足环保节能和大幅提高航力的双重要求，且制造工艺要求低，操作简单精确，维护工作量小，环保节能，能量转化率高。

Description

一种使用混合能源的大型电动飞机

技术领域

本发明是一种电动飞机，特别是一种带有太阳能板和燃料电池的大型电动飞机，属于使用混合能源的大型电动飞机的改造技术。

背景技术

目前在航空领域，使用的能源单一，大多数都以石油燃料提炼物（航空汽油或柴油等）为主要燃料，使用内燃机为主要推进装置。但是，由于传统内燃机存在烟尘、噪声、油水等污染，不利于节能环保的要求。太阳能技术发展至今，已经相当成熟，使用太阳能技术已经成为必然趋势，但是由于太阳能技术受到气象条件限制，在夜间及阴雨天气下无法正常使用，所以，需要使用其他来源的能源进行有效补充。而其他能源补给形式，如蓄电池技术虽然相对成熟，但是由于体积、重量、稳定性等原因无法在航空器上使用；而风能，则因能量损耗无法补偿等原因，也不适合在航空器上使用。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可以同时满足环保节能和大幅提续航力的双重要求的使用混合能源的大型电动飞机。本发明设计合理，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明使用混合能源的大型电动飞机，包括有机体、机翼、尾翼、控制机构、电源控制台、太阳能板、燃料电池组及燃料箱、电动推进装置，其中机翼及尾翼装设在机体上，机翼和尾翼上分别装设有控制机构，电动推进装置装设在机翼内，燃料电池组及燃料箱及电源控制台装设在机体的内下部，机翼及尾翼上装设有太阳能板，机体顶部也装有太阳能板，装设在机翼及尾翼上的太阳能板及装设机体上的太阳能板以及燃料电池组及燃料箱提供的电能分别通过电源控制台与电动推进装置连接。

上述机体、机翼和尾翼为透明硬质材料制成。

上述机翼和尾翼上装设的控制机构为电动或手动控制机构。

上述机翼和尾翼上装设的控制太阳能板朝向太阳方向的控制机构为联动控制，或单独控制。

上述电动推进装置采用直流电动机。

上述太阳能板分别装设在机体、机翼及尾翼内。

上述机体内设置有若干燃料电池组及燃料箱, 若干燃料电池组及燃料箱以并联的方式连接，或以串联的方式连接。

本发明由于采用使用太阳能板及燃料电池作为能源，机体内设有燃料电池组及燃料箱，太阳能板与燃料电池组产生的电能，通过电源控制台供给电动推进装置。由于燃料电池通过直接或间接使用燃料氧化自由能，将低碳能源转变成电能的化学电池，高效无污染；其最大的优势在于，除氢外，也可以使用石油、天然气等能源或其他形式的生物能源，对使用环境要求较低，同时燃料中的能量利用率高，产生所需要的能量后，其产物为水，对环境无污染。本发明采用电能作为电动推进装置所需要的能源，以太阳能和燃料电池配合的方式进行供电，可以同时满足环保节能和大幅提高航力的双重要求。另外，本发明机翼设有电动推进装置连接到螺旋桨产生推力，推动飞机起飞；此外，本发明机体、机翼及尾翼采用全透明材质制作，太阳能板安装在机体、机翼及尾翼内，可以通过控制机构对机翼内太阳能板的角度进行适当调整，以达到最佳的光源采集角度，本发明提供的使用太阳能板及燃料电池的全电动飞机，具有以下特点：

1）本发明利用可再生能源及高效利用其他不可再生能源，有利于缓解节能减排的压力。

2）本发明使用透明材质制作机体、机翼及尾翼，将太阳能板安装于机体、机翼及尾翼内，既增大了太阳能板的有效面积，尽可能多地吸收太阳光的能量，同时，制造工艺简单，易于加工。

3）本发明采用燃料电池而不采用蓄电池技术，既能更好的利用空间及减轻重量，同时又可以在太阳能板完全无法工作的条件下产生足够的电能供给于电动推进装置，从而实现不将电能进行储存也能满足全天候飞行任务的需要。

4）本发明因燃料电池可以采用天然气、汽油等石油能源，在没有氢气置备条件的机场或基地，可以使用以石油能源为燃料的燃料电池。而在有置备条件的基地或机场可以使用氢气作为燃料，则可更好地达到节能目标。

5）本发明在太阳能板正常工作，且能够提供充足电能供电动推进装置使用时，电源控制台可通过手动或自动切断燃料箱到燃料电池之间的燃料输送的方式，使燃料电池停止工作，完全使用太阳能板提供的电能使电动推进装置工作，达到环保目的。

6）本发明可由驾驶舱的电源控制台进行电源的合理配置，使电动推进装置时刻处于最佳工作状态，且不需要更改现有的飞行控制系统。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的使用混合能源的大型电动飞机。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的主视图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1所示，本发明使用混合能源的大型电动飞机，包括有机体1、机翼2、尾翼3、控制机构4、电源控制台5、太阳能板6、燃料电池组及燃料箱7、电动推进装置8，其中机翼2及尾翼3装设在机体1上，机翼2和尾翼3上分别装设有控制机构4，电动推进装置8装设在机翼2内，燃料电池组及燃料箱7及电源控制台5装设在机体1的内下部，机翼2及尾翼3上装设有太阳能板6，机体1的顶部也装有太阳能板6，装设在机翼2及尾翼3上的太阳能板6及装设机体1上的太阳能板6以及燃料电池组及燃料箱7提供的电能分别通过电源控制台5与电动推进装置8连接。上述太阳能板6及燃料电池组及燃料箱7通过导线与电源控制台5相连，电源控制台5将充足的电能通过导线输送到电动推进装置8实现电能到动能的转化。此外，机体1内顶部放置太阳能板6、底部放置燃料电池组及燃料箱7，中间可根据需要作为驾驶舱、乘员舱或货仓等不同的功能区，电动推进装置8设置在机翼2处，电动推进装置8连接到螺旋桨产生推力，推动飞机起飞。

本实施例中，上述机体1、机翼2和尾翼3为透明硬质材料制成。

上述机翼2和尾翼3上装设的控制机构4为电动或手动控制机构。本实施例中，上述机翼2和尾翼3上装设的控制机构4为电动控制机构。

上述机翼2和尾翼3上装设的控制太阳能板6朝向太阳方向的控制机构4为联动控制，或单独控制。本实施例中，上述机翼2和尾翼3上装设的控制太阳能板6朝向太阳方向的控制机构4为联动控制。

本实施例中，上述电动推进装置8采用直流电动机。上述太阳能板6分别装设在机体1、机翼2及尾翼3内。

上述机体1内设置有若干燃料电池组及燃料箱7, 若干燃料电池组及燃料箱7以并联的方式连接，或以串联的方式连接。本实施例中，若干燃料电池组及燃料箱7根据电动推进装置8需求的电力以串联的方式连接。

本发明的工作原理如下：太阳能板6及燃料电池组及燃料箱7提供的电能通过电源控制台5与电动推进装置8连接，电动推进装置8连接到螺旋桨产生推力，推动飞机起飞。同时，安装在机翼2及尾翼3内的太阳能板6可以通过控制机构对其角度进行适当调整，以达到最佳的光源采集角度。本发明可利用燃油燃气、光能作为能源，在需要做昼间飞行且日光情况良好时，仅使用太阳能作为电动推进装置的电能来源即可；在夜间或光照情况较差的环境下，可使用燃料电池作为电能来源，由电源控制台调节切换。本发明具有制造工艺要求低，操作简单精确，管理方便，维护工作量小，环保节能，航力高，可靠性高，能量转化率高的优点，可广泛应用于飞行驾驶实操训练，空中监控，航空运输等诸多民用领域。

Claims (7)

1.一种使用混合能源的大型电动飞机，包括有机体（1）、机翼（2）、尾翼（3）、控制机构（4）、电源控制台（5）、太阳能板（6）、燃料电池组及燃料箱（7）、电动推进装置（8），其中机翼（2）及尾翼（3）装设在机体（1）上，机翼（2）和尾翼（3）上分别装设有控制机构（4），电动推进装置（8）装设在机翼（2）内，燃料电池组及燃料箱（7）及电源控制台（5）装设在机体（1）的内下部，机翼（2）及尾翼（3）上装设有太阳能板（6），机体（1）的顶部也装有太阳能板（6），装设在机翼（2）及尾翼（3）上的太阳能板（6）及装设机体（1）上的太阳能板（6）以及燃料电池组及燃料箱（7）提供的电能分别通过电源控制台（5）与电动推进装置（8）连接。

2.根据权利要求1所述的使用混合能源的大型电动飞机，其特征在于上述机体（1）、机翼（2）和尾翼（3）为透明硬质材料制成。

3.根据权利要求1所述的使用混合能源的大型电动飞机，其特征在于上述机翼（2）和尾翼（3）上装设的控制机构（4）为电动或手动控制机构。

4.根据权利要求1所述的使用混合能源的大型电动飞机，其特征在于上述机翼（2）和尾翼（3）上装设的控制太阳能板（6）朝向太阳方向的控制机构（4）为联动控制，或单独控制。

5.根据权利要求1所述的使用混合能源的大型电动飞机，其特征在于上述电动推进装置（8）采用直流电动机。

6.根据权利要求1至5任一项所述的使用混合能源的大型电动飞机，其特征在于上述太阳能板（6）分别装设在机体（1）、机翼（2）及尾翼（3）内。

7.根据权利要求6所述的使用混合能源的大型电动飞机，其特征在于上述机体（1）内设置有若干燃料电池组及燃料箱（7）, 若干燃料电池组及燃料箱（7）以并联的方式连接，或以串联的方式连接。

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