CN105752345A - 一种作业用大负载长航时多功能飞行器 - Google Patents

一种作业用大负载长航时多功能飞行器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种作业用大负载长航时多功能飞行器,包括油电混合动力部件、倾转转轴部件和机身机翼结构部件,油电混合动力部件位于机身内部。所述的发动机转动带动发电机发电,发电机带动各个电机,功率控制装置通过检测发电机的输出电压,通过负反馈反馈给发动机,使发动机的输出功率根据不同工况和负载可调,进而使发电机的输出电压根据工况和负载可调,前转轴电机通过前涡轮带动前倾转转轴转动,进而带动第一旋翼组件、第二旋翼组件的同时倾转,前后倾转的配合可以实现飞行器的倾转。本发明采用串联式油电混合为飞行器提供动力,具有续航时间长的优点;此外,倾转转轴与旋翼部件的连接,可使飞行器倾转,灵活实现垂直起降与水平飞行。

Description

一种作业用大负载长航时多功能飞行器
技术领域
[0001]本发明涉及飞行器领域,具体涉及一种作业用大负载长航时多功能飞行器。
背景技术
[0002]现有纯电动飞行器采用纯电能供给飞行器所需能源,其锂电池储能小,导致飞行时间短,若需要航行时间长,就需要大量电池,会导致电池重量过大,造成承载能力下降。在军事、植保、电力巡检、油气管道巡检、警用、地质勘探、森林防火、海洋遥感等领域,对飞行器的续航时间、有效载荷这两个基本技术指标的要求是极高的,而现有纯电动无人飞行器很明显达不到要求。
[0003]传统的飞行器不能发生向前或向后的倾转,若想要在实现水平动作时实现倾转,那么处于机身前端的两个旋翼转速要减小,而处于机身后端两个旋翼转速要增加,这样由于前后端旋翼转速不同而产升力差,可使机身产生俯仰,但是这样不得不会使飞行器水平前飞和竖直升降之间产生相互影响。
发明内容
[0004]为解决上述问题,本发明提供了一种作业用大负载长航时多功能飞行器,采用串联式油电混合为飞行器提供动力,具有续航时间长的优点;此外,倾转转轴与旋翼部件的连接,可使飞行器倾转,灵活实现垂直起降与水平飞行。
[0005]为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种作业用大负载长航时多功能飞行器,包括油电混合动力部件、倾转转轴部件和机身机翼结构部件,所述油电混合动力部件包括发动机、发电机、功率控制装置、第一旋翼电机、第二旋翼电机、第三旋翼电机、第四旋翼电机、前转轴电机和后转轴电机,发动机带动发电机发电,功率控制装置通过检测发电机的输出电压,通过负反馈反馈给发动机,使发动机的输出功率根据不同工况和负载可调,进而使发电机的输出电压根据工况和负载可调,发电机通过电源线与第一旋翼电机、第二旋翼电机、第三旋翼电机、第四旋翼电机、前转轴电机和后转轴电机相连,功率控制装置与发动机、发电机相连,所述倾转转轴部件包括前涡轮、后涡轮、前倾转转轴和后倾转转轴,所述机身机翼结构部件包括机身、第一固定机翼、第二固定机翼、第三固定机翼、第四固定机翼、第一旋翼组件、第二旋翼组件、第三旋翼组件和第四旋翼组件,机身前部两侧对称安装有第一固定机翼、第二固定机翼,机身后部两侧对称安装有第三固定机翼、第四固定机翼,前倾转转轴的两端通过销钉对称安装有第一旋翼组件、第二旋翼组件,销钉提供支撑力,旋翼绕销钉可转动,第一旋翼组件、第二旋翼组件布置在第一固定机翼、第二固定机翼的前中部,前转轴电机通过前涡轮与前倾转转轴相连,进而带动第一旋翼组件、第二旋翼组件的同时倾转,后倾转转轴两端通过销钉对称安装有第三旋翼组件、第四旋翼组件,销钉提供支撑力,旋翼绕销钉可转动,第三旋翼组件、第四旋翼组件布置在第三固定机翼、第四固定机翼的前中部,后转轴电机通过后涡轮与后倾转转轴相连,进而带动第三旋翼组件、第四旋翼组件的同时倾转,前后倾转的相互配合可以实现飞行器的倾转。
[0006]优选地,所述发动机采用活塞式发动机,发动机带动发电机发电,发电机所发的电供各个电机转动,电机提供飞行器垂直起降和水平飞行的主动力。
[0007]优选地,所述机身中部安装有旋翼驱动装置,旋翼驱动装置通过驱动杆分别将第一旋翼组件和第二旋翼组件,第三旋翼组件和第四旋翼组件连接起来,实现双旋翼同步转动。
[0008]优选地,第三固定机翼、第四固定机翼的尺寸均大于第一固定机翼、第二固定机翼的尺寸,第三旋翼组件、第四旋翼组件的尺寸均大于第一旋翼组件、第二旋翼组件的尺寸。
[0009]本发明具有以下有益效果:
1)采用活塞式发动机可以起到省油的作用;
2)采用串联式油电混合动力,发动机转动带动发电机发电,发电机输出电能供给各个电机,电机提供飞行器水平前飞和垂直起降的主动力;
3)通过功率控制装置根据负载和工况调节发动机转速和发电机输出电压,进而让电机转速随负载和工况可调;
4)采用倾转转轴部件两端连接两个旋翼部件的结构,使得倾转转轴的转动可以同时带动两端旋翼部件的倾转,前后倾转的配合,可以使飞行器倾转,从而可以使飞行器的续航时间和承载能力增加,并且飞行器的机动性和灵活性也提高,轻松实现垂直起飞、降落、悬停、水平飞行。
附图说明
[0010]图1为本发明实施例一种作业用大负载长航时多功能飞行器整体结构示意图图2为本发明实施例中倾转转轴示意图。
[0011]图中,1-第一旋翼组件,2-第一旋翼电机,3-第一固定机翼;4-第三旋翼组件,5-第三旋翼电机,6-第三固定机翼,7-机身机翼结构部件,8-机身,9-后转轴电机,10-后涡轮,11-后倾转转轴,12-第四固定机翼,13-第四旋翼组件,14-第四旋翼电机,15-发电机,16-油电混合动力部件,17-发动机,18-功率控制装置,19-第二固定机翼,20-第二旋翼组件,21-第二旋翼电机,22-前转轴电机,23-倾转转轴部件,24-前涡轮,25-前倾转转轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0013]如图1-2所述,本发明实施例提供了一种作业用大负载长航时多功能飞行器,包括油电混合动力部件16、倾转转轴部件23和机身机翼结构部件7,其特征在于,所述油电混合动力部件16包括发动机17、发电机15、功率控制装置18、第一旋翼电机2、第二旋翼电机21、第三旋翼电机5、第四旋翼电机14、前转轴电机22和后转轴电机9,发动机17带动发电机15发电,功率控制装置18通过检测发电机15的输出电压,通过负反馈反馈给发动机17,使发动机17的输出功率根据不同工况和负载可调,进而使发电机15的输出电压根据工况和负载可调,发电机15通过电源线与第一旋翼电机2、第二旋翼电机21、第三旋翼电机5、第四旋翼电机14、前转轴电机22和后转轴电机9相连,功率控制装置18与发动机7、发电机15相连,所述倾转转轴部件23包括前涡轮24、后涡轮10、前倾转转轴25和后倾转转轴11,所述机身机翼结构部件7包括机身8、第一固定机翼3、第二固定机翼19、第三固定机翼6、第四固定机翼12、第一旋翼组件1、第二旋翼组件20、第三旋翼组件4和第四旋翼组件13,机身8前部两侧对称安装有第一固定机翼3、第二固定机翼19,机身8后部两侧对称安装有第三固定机翼6、第四固定机翼12,前倾转转轴25的两端通过销钉对称安装有第一旋翼组件1、第二旋翼组件20,销钉提供支撑力,旋翼绕销钉可转动,第一旋翼组件1、第二旋翼组件20布置在第一固定机翼
3、第二固定机翼19的前中部,前转轴电机22通过前涡轮24与前倾转转轴25相连,进而带动第一旋翼组件1、第二旋翼组件20的同时倾转,后倾转转轴11两端通过销钉对称安装有第三旋翼组件4、第四旋翼组件13,销钉提供支撑力,旋翼绕销钉可转动,第三旋翼组件4、第四旋翼组件13布置在第三固定机翼6、第四固定机翼12的前中部,后转轴电机9通过后涡轮10与后倾转转轴11相连,进而带动第三旋翼组件4、第四旋翼组件13的同时倾转,前后倾转的相互配合可以实现飞行器的倾转。
[0014]所述发动机17采用活塞式发动机,省油;油电串联输出:发动机17转动带动发电机15发电,发电机15带动各个电机,功率控制装置18通过检测发电机15的输出电压,通过负反馈反馈给发动机17,使发动机17的输出功率根据不同工况和负载可调,进而使发电机15的输出电压根据工况和负载可调。
[0015]所述机身8中部安装有旋翼驱动装置,旋翼驱动装置通过驱动杆分别将第一旋翼组件I和第二旋翼组件20,第三旋翼组件4和第四旋翼组件13连接起来,实现双旋翼同步转动。
[0016]第三固定机翼6、第四固定机翼12的尺寸均大于第一固定机翼3、第二固定机翼19的尺寸,第三旋翼组件4、第四旋翼组件13的尺寸均大于第一旋翼组件1、第二旋翼组件20的尺寸,可避免前后旋翼之间产生气动干扰。
[0017]本具体实施油电混合动力部件16位于机身内部。所述的发动机17转动带动发电机15发电,发电机15带动各个电机,功率控制装置18通过检测发电机15的输出电压,通过负反馈反馈给发动机17,使发动机17的输出功率根据不同工况和负载可调,进而使发电机15的输出电压根据工况和负载可调,前转轴电机22通过前涡轮24带动前倾转转轴25转动,进而带动第一、第二旋翼组件1、20的同时倾转,前后倾转的配合可以实现飞行器的倾转。
[0018]本具体实施具有两种起飞模式,垂直起降时,第一旋翼组件1、第二旋翼组件20、第三旋翼组件4和第四旋翼组件13方向均朝上;水平飞行时,第一旋翼组件I和第二旋翼组件20,第三旋翼组件4和第四旋翼组件13方向均朝向飞行方向。
[0019]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种作业用大负载长航时多功能飞行器,包括油电混合动力部件(16)、倾转转轴部件(23)和机身机翼结构部件(7),其特征在于,所述油电混合动力部件(16)包括发动机(17)、发电机(15)、功率控制装置(18)、第一旋翼电机(2)、第二旋翼电机(21)、第三旋翼电机(5)、第四旋翼电机(14)、前转轴电机(22)和后转轴电机(9),发动机(17)带动发电机(15)发电,发电机(15)通过电源线与第一旋翼电机(2)、第二旋翼电机(21)、第三旋翼电机(5)、第四旋翼电机(14)、前转轴电机(22)和后转轴电机(9)相连,功率控制装置(18)与发动机(7)、发电机(15)相连,所述倾转转轴部件(23)包括前涡轮(24)、后涡轮(10)、前倾转转轴(25)和后倾转转轴(11),所述机身机翼结构部件(7)包括机身(8)、第一固定机翼(3)、第二固定机翼(19)、第三固定机翼(6)、第四固定机翼(12)、第一旋翼组件(I)、第二旋翼组件(20)、第三旋翼组件(4)和第四旋翼组件(13),机身(8)前部两侧对称安装有第一固定机翼(3)、第二固定机翼(19),机身(8)后部两侧对称安装有第三固定机翼(6)、第四固定机翼(12),前倾转转轴(25)的两端通过销钉对称安装有第一旋翼组件(1)、第二旋翼组件(20),第一旋翼组件(1)、第二旋翼组件(20)布置在第一固定机翼(3)、第二固定机翼(19)的前中部,前转轴电机(22)通过前涡轮(24)与前倾转转轴(25)相连,后倾转转轴(11)两端通过销钉对称安装有第三旋翼组件(4)、第四旋翼组件(13),第三旋翼组件(4)、第四旋翼组件(13)布置在第三固定机翼(6)、第四固定机翼(12)的前中部,后转轴电机(9)通过后涡轮(10)与后倾转转轴(I I)相连。
2.根据权利要求1所述的一种作业用大负载长航时多功能飞行器,其特征在于,所述发动机(17)采用活塞式发动机,发动机(17)带动发电机(15)发电,发电机(15)所发的电供各个电机转动,电机提供飞行器垂直起降和水平飞行的主动力。
3.根据权利要求1所述的一种作业用大负载长航时多功能飞行器,其特征在于,所述机身(8)中部安装有旋翼驱动装置,旋翼驱动装置通过驱动杆分别将第一旋翼组件(I)和第二旋翼组件(20),第三旋翼组件(4)和第四旋翼组件(13)连接起来,实现双旋翼同步转动。
4.根据权利要求1所述的一种作业用大负载长航时多功能飞行器,其特征在于,第三固定机翼(6)、第四固定机翼(12)的尺寸均大于第一固定机翼(3)、第二固定机翼(19)的尺寸,第三旋翼组件(4)、第四旋翼组件(13)的尺寸均大于第一旋翼组件(I)、第二旋翼组件(20)的尺寸。
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