CN205203397U - 一种垂直起降无人机油电混合动力系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种垂直起降无人机油电混合动力系统。所述垂直起降无人机油电混合动力系统包括：涡轴发动机(5)，其分别与第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)以及后置推力涵道风扇(3)传动连接；电动发动机(6)，其与所述前置配平涵道风扇(4)传动连接；其中，所述涡轴发动机(5)用于驱动所述第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)以及后置推力涵道风扇(3)工作；所述电动发动机(6)用于驱动所述前置配平涵道风扇(4)工作。采用这种结构，相对于现有技术中采用大功率的发动机，本实用新型的传动机构相对较少，相对于现有技术中采用纯电动发动机方式，能够提供无人机足够的动力。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种垂直起降无人机油电混合动力系统。
背景技术
为了实现对船载无人机所配置四个涵道风扇的驱动，需要在无人机上配置相应的动力系统；按照常规，动力系统可采用油动发动机和电动发动机两类配置方案；如采用纯油动发动机方案，由于无人机的内部空间有限，最现实的方案是：采用一台大功率的发动机，通过复杂的传动机构将发动机的功率按需分配到四个涵道风扇上，这样的方案，一来根据机械原理设计的传动机构必然非常复杂、并且带了的较大的附件重量和较高的故障率，二来当无人机处于平飞时的动力输出不足满功率的十分之一，动力系统的效率将极低；如采用纯电动发动机方案，由于无人机要求垂直起降，必然要求配置大功率的电动机，然而，电动发动机的功重比仅为油动发动机的几十分之一，这意味着，对于同样起飞总重的无人机，电动发动机重量将远高于油动发动机重量，此外，由于无人机要求长航时(超过10小时)，需要电动发动机配备大量的电池，增加了整个无人机的重量，且很难实现。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种垂直起降无人机油电混合动力系统来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种垂直起降无人机油电混合动力系统，用于垂直起降无人机，所述垂直起降无人机包括机身、设置在机身上的第一升力涵道风扇、第二升力涵道风扇、后置推力涵道风扇以及前置配平涵道风扇，所述垂直起降无人机油电混合动力系统包括：涡轴发动机，所述涡轴发动机分别与第一升力涵道风扇、第二升力涵道风扇以及后置推力涵道风扇传动连接；电动发动机，所述电动发动机与所述前置配平涵道风扇传动连接；其中，所述涡轴发动机用于驱动所述第一升力涵道风扇、第二升力涵道风扇以及后置推力涵道风扇工作；所述电动发动机用于驱动所述前置配平涵道风扇工作。
优选地，所述垂直起降无人机油电混合动力系统进一步包括分力装置，所述分力装置具有一个输入端以及三个输出端，所述分力装置的输入端与所述涡轴发动机传动连接，所述分力装置的输出端分别与所述第一升力涵道风扇、第二升力涵道风扇、后置推力涵道风扇传动连接；所述分力装置用于按照预设比例将所述涡轴发动机的功率分别分配至所述第一升力涵道风扇、第二升力涵道风扇、后置推力涵道风扇中。
优选地，所述分力装置使第一升力涵道风扇以及第二升力涵道风扇获得使无人机垂直起降阶段所需的升力，占无人机所受重力的比例不小于85％；另一方面，所述分力装置使后置推力涵道风扇获得使无人机获得最大速度平飞阶段所需的、用于克服气动阻力的向前推力，占无人机所受重力的比例为8％。
优选地，所述垂直起降无人机油电混合动力系统进一步包括动力电池组，所述动力电池组用于设置在所述机身内，并与所述电动发动机连接，为所述电动发动机提供电源。
优选地，所述涡轴发动机内设置有发电机，所述发电机用于与所述动力电池组连接，从而为所述动力电池组充电。
优选地，所述电动发动机能够为所述前置配平涵道风扇提供使无人机获得垂直起降阶段所需的升力，该升力占无人机所受重力的比例小于15％。
本实用新型的垂直起降无人机油电混合动力系统采用一台涡轴发动机通过传动机构分别驱动两个升力涵道风扇和后置推力涵道风扇，采用一台电动发动机驱动一个前置配平涵道风扇；这样，从而能够满足了垂直起降阶段对动力系统最大功率输出的需求，且相对于现有技术中采用大功率的发动机，本实用新型的传动机构相对较少，相对于现有技术中采用纯电动发动机方式，能够提供无人机足够的动力。
附图说明
图1是根据本实用新型第一实施例的垂直起降无人机油电混合动力系统的结构示意图。
附图标记：
| 1 | 第一升力涵道风扇 | 6 | 电动发动机 |
| 2 | 第二升力涵道风扇 | 7 | 动力电池组 |
| 3 | 后置推力涵道风扇 | 51 | 发电机 |
| 4 | 前置配平涵道风扇 | ||
| 5 | 涡轴发动机 |
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
图1是根据本实用新型第一实施例的垂直起降无人机油电混合动力系统的结构示意图。
现有的垂直起降无人机，有些垂直起降无人机包括机身、设置在机身上的第一升力涵道风扇1、第二升力涵道风扇2、后置推力涵道风扇3以及前置配平涵道风扇4。
如图1所示的所述垂直起降无人机油电混合动力系统包括涡轴发动机5、电动发动机6、分力装置以及动力电池组7。
参见图1，在本实施例中，涡轴发动机5分别与第一升力涵道风扇1、第二升力涵道风扇2以及后置推力涵道风扇3传动连接；电动发动机6与前置配平涵道风扇4传动连接；其中，涡轴发动机5用于驱动所述第一升力涵道风扇1、第二升力涵道风扇2以及后置推力涵道风扇3工作；电动发动机6用于驱动前置配平涵道风扇4工作。
本实用新型的垂直起降无人机油电混合动力系统采用一台涡轴发动机通过传动机构分别驱动两个升力涵道风扇和后置推力涵道风扇，采用一台电动发动机驱动一个前置配平涵道风扇；这样，从而能够满足了垂直起降阶段对动力系统最大功率输出的需求，且相对于现有技术中采用大功率的发动机，本实用新型的传动机构相对较少，相对于现有技术中采用纯电动发动机方式，能够提供无人机足够的动力。
在本实施例中，分力装置具有一个输入端以及三个输出端，分力装置的输入端与涡轴发动机5传动连接，分力装置的输出端分别与第一升力涵道风扇1、第二升力涵道风扇2、后置推力涵道风扇3传动连接；分力装置用于按照预设比例将涡轴发动机5的功率分别分配至第一升力涵道风扇1、第二升力涵道风扇2、后置推力涵道风扇3中。通过分力装置，可以控制各个涵道风扇所分配的功率。
在一个优选实施例中，分力装置使第一升力涵道风扇1以及第二升力涵道风扇2获得使无人机垂直起降阶段所需的升力，占无人机所受重力的比例大于等于85％；另一方面，分力装置使后置推力涵道风扇3获得使无人机获得最大速度平飞阶段所需的、用于克服气动阻力的向前推力，占无人机所受重力的比例为8％。
可以理解的是，上述的配比方案只是一个优选方案，根据无人机的种类不同、或者其结构不同，可以采用其他配比方案。例如，分力装置使第一升力涵道风扇1以及第二升力涵道风扇2获得使无人机垂直起降阶段所需的升力，占无人机所受重力的比例大于等于75％；另一方面，分力装置使后置推力涵道风扇3获得使无人机获得最大速度平飞阶段所需的、用于克服气动阻力的向前推力，占无人机所受重力的比例为10％等。
参见图1，在本实施例中，动力电池组7用于设置在机身内，并与电动发动机6连接，为电动发动机6提供电源。
有利的是，在本实施例中，涡轴发动机5内设置有发电机51，发电机51用于与动力电池组7连接，从而为动力电池组7充电。采用这种结构，能够在又无人机在巡航等不需要涡轴发动机5全力工作时，将动力通过发动机转换成电能。
在一个优选实施例中，电动发动机6能够为前置配平涵道风扇4提供使无人机获得垂直起降阶段所需的升力，该升力占无人机所受重力的比例小于15％。
可以理解的是，上述的配比方案只是一个优选方案，根据无人机的种类不同、或者其结构不同，可以采用其他配比方案。例如，电动发动机6能够为前置配平涵道风扇4提供使无人机获得垂直起降阶段所需的升力，该升力占无人机所受重力的比例小于10％。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种垂直起降无人机油电混合动力系统，用于垂直起降无人机，所述垂直起降无人机包括机身、设置在机身上的第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)、后置推力涵道风扇(3)以及前置配平涵道风扇(4)，其特征在于，所述垂直起降无人机油电混合动力系统包括：
涡轴发动机(5)，所述涡轴发动机(5)分别与第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)以及后置推力涵道风扇(3)传动连接；
电动发动机(6)，所述电动发动机(6)与所述前置配平涵道风扇(4)传动连接；其中，
所述涡轴发动机(5)用于驱动所述第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)以及后置推力涵道风扇(3)工作；所述电动发动机(6)用于驱动所述前置配平涵道风扇(4)工作。
2.如权利要求1所述的垂直起降无人机油电混合动力系统，其特征在于，所述垂直起降无人机油电混合动力系统进一步包括分力装置，所述分力装置具有一个输入端以及三个输出端，所述分力装置的输入端与所述涡轴发动机(5)传动连接，所述分力装置的输出端分别与所述第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)、后置推力涵道风扇(3)传动连接；所述分力装置用于按照预设比例将所述涡轴发动机(5)的功率分别分配至所述第一升力涵道风扇(1)、第二升力涵道风扇(2)、后置推力涵道风扇(3)中。
3.如权利要求2所述的垂直起降无人机油电混合动力系统，其特征在于，所述分力装置使第一升力涵道风扇(1)以及第二升力涵道风扇(2)获得使无人机垂直起降阶段所需的升力，占无人机所受重力的比例大于等于85％；另一方面，所述分力装置使后置推力涵道风扇(3)获得使无人机获得最大速度平飞阶段所需的、用于克服气动阻力的向前推力，占无人机所受重力的比例为8％。
4.如权利要求2所述的垂直起降无人机油电混合动力系统，其特征在于，所述垂直起降无人机油电混合动力系统进一步包括动力电池组(7)，所述动力电池组(7)用于设置在所述机身内，并与所述电动发动机(6)连接，为所述电动发动机(6)提供电源。
5.如权利要求4所述的垂直起降无人机油电混合动力系统，其特征在于，所述涡轴发动机(5)内设置有发电机(51)，所述发电机(51)用于与所述动力电池组(7)连接，从而为所述动力电池组(7)充电。
6.如权利要求5所述的垂直起降无人机油电混合动力系统，其特征在于，所述电动发动机(6)能够为所述前置配平涵道风扇(4)提供使无人机获得垂直起降阶段所需的升力，该升力占无人机所受重力的比例小于15％。
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| CN201520947933.1U CN205203397U (zh) | 2015-11-24 | 2015-11-24 | 一种垂直起降无人机油电混合动力系统 |
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN107042883A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-08-15 | 上海珞鹏航空科技有限公司成都研发分公司 | 一种二级传动发动机纵列式可发电和载物的双涵道无人机 |
| CN107244199A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-13 | 马德海 | 低空飞行器 |
| CN107458593A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-12 | 北京工业大学 | 一种基于多旋翼无人机的涵道推进系统 |
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2015
- 2015-11-24 CN CN201520947933.1U patent/CN205203397U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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