CN204264457U - 一种混合动力无人机 - Google Patents
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Abstract
一种混合动力无人机，动力系统由燃油发动机、油箱构成的主动力系统和由电动机、锂电池构成的副动力系统构成，驱动装置由安装在机身头部的主旋翼和安装在机翼上的副旋翼构成，主动力系统的燃油发动机驱动主旋翼和副旋翼高速旋转以提供无人机起飞时所需的动力，副动力系统的电动机驱动副旋翼和尾舵对机身的飞行姿态进行调整。本实用新型由于采用油电混合动力，采用燃油发动机产生的大推力使无人机起飞及爬升，在巡航阶段，根据需要开启或关闭燃油发动机为其提供动力，从而提高了航程；当燃油发动机非正常停机时，启用电动机带动副旋翼正转，从而为无人机提供动力，防止了事故的发生，大幅度提高了安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及到飞行器领域的无人机，具体的说是一种混合动力无人机。
背景技术
目前，以卫星遥感和普通航摄技术为主的测图手段由于数据获取能力不足和现势性差的技术局限，已经无法满足中国经济建设的基本需要。无人机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机，以无人机为传感器平台的无人低空对地观测技术，已成为继传统航天、航空遥感技术后，遥感学科新的研究热点。低空无人飞行器航测遥感系统具有起降灵活、低空飞行作业等特点，一方面可随时随地开展作业，另一方面可以形成高分辨率遥感影像，因此发展低空无人飞行器航测遥感系统是提高测绘现势性的需要，是做好应急救援工作的迫切需要，是构建数字中国、数字城市建设的需要。低空无人航测遥感系统推动了地理信息获取向全天候、全天时、实时化迈进的步伐。但是，目前的无人机大都单动力，这种无人机的不足是，由于二次启动技术仍不成熟，如果出现空中发动机停车，不能重新启动，将会严重影响无人机飞行安全，而且航程短。
实用新型内容
为解决现有技术中无人机安全性差、航长短的问题，本实用新型提供了一种混合动力无人机，该无人机采用油电混合动力，具有续航时间长、航程远、载荷大、安全性高等优点。
本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种混合动力无人机，包括机身、机翼、尾舵、信号接收控制装置、起落架、驱动装置和动力系统，所述信号接收控制装置接收遥控信号，并根据信号对尾舵和机翼的姿态进行调整，所述动力系统由燃油发动机、油箱构成的主动力系统和由电动机、锂电池构成的副动力系统构成，驱动装置由安装在机身头部的主旋翼和安装在机翼上的副旋翼构成，其中，主动力系统的燃油发动机驱动主旋翼和副旋翼高速旋转以提供无人机起飞时所需的动力，所述副动力系统的电动机驱动副旋翼和尾舵对机身的飞行姿态进行调整，所述信号接收控制装置根据信号控制燃油发动机的工作和停止，以及电动机的正转、反转和停止。
所述机翼的翼展为机身长度的1.2倍，机翼的上反角为10°，这样的大翼展、大上反角设计，不仅提高了无人机飞行时的稳定性，而且使得其无动力时巡航距离更长，起降距离更短。
所述尾舵为垂直尾翼结构，以使其产生力矩来平衡螺旋桨旋转时产生的反作用扭矩。
所述燃油发动机驱动主旋翼和副旋翼正转以提供无人机起飞时所需动力，所述电动机与副旋翼连接，以控制副旋翼的正转和反转，当无人机飞行中燃油发动机非正常停机后，电动机控制副旋翼正转以辅助无人机飞行直至燃油发动机重新启动；当无人机降落时，电动机控制副旋翼反转，以增大空气阻力起到减速效果，从而缩短降落时的滑跑距离。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1）由于采用油电混合动力，采用燃油发动机产生的大推力使无人机起飞及爬升，在巡航阶段，根据需要开启或关闭燃油发动机为其提供动力，从而提高了航程；当燃油发动机非正常停机时，启用电动机带动副旋翼正转，从而为无人机提供动力，防止了事故的发生，大幅度提高了安全性能；
2）采用独特的大翼展、大上反角设计，不仅提高了无人机飞行时的稳定性，而且使得其无动力时巡航距离更长，起降距离更短；
3）由电动机驱动副旋翼正反转，从而为无人机提供动力和阻力，提供动力辅助飞行时，提高了安全性能，提供阻力时，起到减速效果，缩短了降落时的滑跑距离；
4）由于巡航滑翔时燃油发动机不是处于一直工作状态，不仅降低了油耗，提高了巡航距离，而且也降低了噪声；
5）机身具有大容量的设备舱，可搭载多重设备，机身和机翼采用真空成型复合材料生产，结构强度高，重量也比较轻。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
附图标记：1、机身，2、机翼，3、尾舵，4、起落架，5、燃油发动机，6、主旋翼，7、电动机，8、副旋翼。
具体实施方式
如图所示，一种混合动力无人机，包括机身1、机翼2、尾舵3、信号接收控制装置、起落架4、驱动装置和动力系统，所述信号接收控制装置接收遥控信号，并根据信号对尾舵3和机翼2的姿态进行调整，所述动力系统由燃油发动机5、油箱构成的主动力系统和由电动机7、锂电池构成的副动力系统构成，驱动装置由安装在机身1头部的主旋翼6和安装在机翼2上的副旋翼8构成，其中，主动力系统的燃油发动机5驱动主旋翼6和副旋翼8高速旋转以提供无人机起飞时所需的动力，所述副动力系统的电动机7驱动副旋翼8和尾舵3对无人机的飞行姿态进行调整，所述信号接收控制装置根据信号控制燃油发动机5的工作和停止，以及电动机7的正转、反转和停止。
以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进或限定：
如，所述机翼2的翼展为机身1宽度的（）倍，机翼2的上反角为10°，以提高无人机飞行时的稳定性，并使其无动力时巡航距离更长，起降距离更短；
又如，所述尾舵3采用垂直尾翼结构，以使其产生力矩来平衡螺旋桨旋转时产生的反作用扭矩；
再如，所述燃油发动机5驱动主旋翼6和副旋翼8正转以提供无人机起飞时所需动力，所述电动机7与副旋翼8连接，以控制副旋翼8的正转和反转，当无人机飞行中燃油发动机5非正常停机后，电动机7控制副旋翼8正转以辅助无人机飞行直至燃油发动机5重新启动；当无人机降落时，电动机7控制副旋翼8反转，以增大空气阻力起到减速效果，从而缩短降落时的滑跑距离。
本实用新型的无人机工作过程如下：
1）起飞阶段
起飞阶段使用燃油发动机，使得无人机滑跑加速起飞，也可以启动电动机，共同提供动力，直至起飞段结束（离地高度100m）；
2）爬升阶段
爬升阶段由燃油发动机带动主旋翼和副旋翼提供动力；
3）巡航阶段
无人机爬升到巡航高度后，燃油发动机降低转速，甚至可以依靠短暂的滑行来降低油耗（飞行平稳时），当然也可以转为电动机驱动副旋翼提供动力，使无人机转入低速巡航阶段；
若遇到燃油发动机突然停机，转为电动机提供动力，直至燃油发动机重新启动；
4）下滑阶段
关闭燃油发动机和电动机，充分利用无人机优越的滑翔性能；到达进场窗口后，启动电动机完成四边航线飞行，着陆后电动机反转减速，缩短滑跑距离。
Claims (4)
1.一种混合动力无人机，包括机身（1）、机翼（2）、尾舵（3）、信号接收控制装置、起落架（4）、驱动装置和动力系统，所述信号接收控制装置接收遥控信号，并根据信号对尾舵（3）和机翼（2）的姿态进行调整，其特征在于：所述动力系统由燃油发动机（5）、油箱构成的主动力系统和由电动机（7）、锂电池构成的副动力系统构成，驱动装置由安装在机身（1）头部的主旋翼（6）和安装在机翼（2）上的副旋翼（8）构成，其中，主动力系统的燃油发动机（5）驱动主旋翼（6）和副旋翼（8）高速旋转以提供无人机起飞时所需的动力，所述副动力系统的电动机（7）驱动副旋翼（8）和尾舵（3）对无人机的飞行姿态进行调整，所述信号接收控制装置根据信号控制燃油发动机（5）的工作和停止，以及电动机（7）的正转、反转和停止。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机，其特征在于：所述机翼（2）的翼展为机身（1）长度的1.5倍，机翼（2）的上反角为10°。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机，其特征在于：所述尾舵（3）为垂直尾翼结构。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机，其特征在于：所述燃油发动机（5）驱动主旋翼（6）和副旋翼（8）正转以提供无人机起飞时所需动力，所述电动机（7）与副旋翼（8）连接，以控制副旋翼（8）的正转和反转。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105329448A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-17 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种垂直起降无人机油电混合动力系统 |
| CN107878762A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-04-06 | 北京正兴弘业科技有限公司 | 一种长航时无人机油电混合动力系统及控制方法 |
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2014
- 2014-11-08 CN CN201420662053.5U patent/CN204264457U/zh not_active Expired - Fee Related
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