CN206645005U - 一种旋翼喷气组合式无人飞机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋翼喷气组合式无人飞机，其包括机体、从机体向外延伸的多个悬伸臂、对应设于悬伸臂的外端的多个旋翼、设于机体的水氢机、驱使旋翼运转并与水氢机的电输出端导通连接的电机、对应设于悬伸臂下侧或机体旁侧的多个喷气头、分别与各个喷气头连通对接并与水氢机的热输出端连通对接且与水氢机的电输出端导通连接的喷气机，所述喷气头朝下设置并可万向转动。利用水氢机消耗水氢原料产生电能和热能，再使用电机将其转换为机械能推动旋翼运转，利用喷气机使用热能形成喷气气流，旋翼和喷气动力推动飞机飞行，电能和热能一并利用，具有节能减排的效果，水氢原料便于携带和购置，免除对续航问题的担忧。

Description

一种旋翼喷气组合式无人飞机

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器，尤其涉及一种用作无人驾驶运输工具的旋翼喷气组合式无人飞机。

背景技术

在大气层内飞行的称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。其中，无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。无人机的应用领域可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

目前，无人机大部分都是使用蓄电池供电运行，由于蓄电池本身的重量比较大，携带电池自身需要消耗较大的能量，因而存在续航里程短的缺陷。也有新式的采用氢燃料电池供电的动力模式，然而携带氢气需要气瓶并存储足够的氢气并携带移动，而且还存在氢气携带的安全性问题，以及长途旅行过程的氢气补给的充气问题(氢燃料电池需要纯度足够高的氢气)。

另外，制氢过程产生的热能也存在无法利用而浪费的现象，使得气站制氢的成本居高不下，没能够更好地实现节能减排。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种节能安全续航无忧的旋翼喷气组合式无人飞机。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种旋翼喷气组合式无人飞机，其包括机体、从机体向外延伸的多个悬伸臂、对应设于悬伸臂的外端的多个旋翼、设于机体的水氢机、驱使旋翼运转并与水氢机的电输出端导通连接的电机、对应设于悬伸臂下侧或机体旁侧的多个喷气头、分别与各个喷气头连通对接并与水氢机的热输出端连通对接且与水氢机的电输出端导通连接的喷气机，所述喷气头朝下设置并可万向转动；所述机体还设有分别与水氢机、电机、喷气机、各个喷气头信号传输连接的飞行控制器。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述水氢机包括用于抽吸甲醇水原料的液泵、使用管路连接液泵输出口并将甲醇水原料加热气化并重整分离的重整器、通过管路接收分离氢气并输出电池余气且产生电能输出的燃料电池，燃料电池构成水氢机的电输出端，重整器输出高品质热气为构成热输出端；所述机体还设有位于重心位置的容纳水氢原料的原料箱。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述机体或机体下侧设有功能附件，所述功能附件包括摄像机、侦测仪、储物箱、播种机、农药喷洒器中至少一种。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述喷气机是热驱喷气机，热驱喷气机包括对接水氢机热输出端的进气口、与水氢机电连接并吸入外界气体的注气器、分别连通进气口和注气器的换热器、位于换热器后端并对接喷气头的出气口，所述换热器的升温通道内设有电加热器或/和电增压泵，所述电加热器或/和电增压泵与所述水氢机的电输出端电连接。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述喷气头设有位于端部周向均匀布置的环喷口和位于端面中央的直喷口；所述喷气头设有控制环喷口和直喷口开闭的控制阀。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述喷气头具有半球形喷气部并且该喷气部均匀布置有多个气口。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述注气器包括相互连通的气泵和单向阀，单向阀的另一侧连通升温通道。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述机体的顶部设有竖立设置的立管，立管顶端上设有气囊，所述气囊通过氢管与水氢机的氢气输送管连接并设置气泵驱动或设置气阀控制，气囊顶端连接有拉索，拉索穿过立管连接位于机体内的收索器。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述氢管设有旁路和回收泵与气泵形成逆向回路。

作为本实用新型旋翼喷气组合式无人飞机的技术方案的一种改进，所述立管顶端铰接有一组周向分布并托起气囊防止倾斜的托爪；所述托爪内侧与气囊对应连接；所述托爪的顶端连接有收紧索，收紧索穿过相对的托爪并连接到机体所设置的缠绕梭。

本实用新型的有益效果在于：利用水氢机消耗水氢原料产生电能和热能，再使用电机将其转换为机械能推动旋翼运转，利用喷气机使用热能形成喷气气流，包括向下喷出的托升气流和向后的推进气流，从而使用旋翼和喷气动力推动飞机飞行，无需携带氢气，相对安全性较高，水氢原料转化的电能和热能一并利用，具有节能减排的效果，水氢原料携带和购置都非常方便，随时随地补充原料，免除对续航问题的担忧。

附图说明

图1为本实用新型一种旋翼喷气组合式无人飞机立体的结构示意图。

图2为本实用新型一种旋翼喷气组合式无人飞机的平面结构示意图。

图3为无人机中的水氢机的构造示意图。

图4为无人机中的一种喷气机的构造示意图。

图5为托爪收放结构示意图。

图6为多口喷气头的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型一种旋翼喷气组合式无人飞机，其包括机体 11、从机体向外延伸的多个悬伸臂12、对应设于悬伸臂的外端的多个旋翼13、设于机体的水氢机31、驱使旋翼13运转并与水氢机31的电输出端导通连接的电机15、对应设于悬伸臂12下侧或机体旁侧的多个喷气头72、分别与各个喷气头72连通对接并与水氢机31的热输出端连通对接且与水氢机的电输出端导通连接的喷气机71、位于机体11下侧的支撑脚19，所述喷气头72朝下设置并可万向转动；所述机体11还设有分别与水氢机31、电机15、喷气机71、各个喷气头72信号传输连接的飞行控制器99。利用水氢机消耗水氢原料产生电能和热能，再使用电机15将其转换为机械能推动旋翼运转，利用喷气机71使用热能形成喷气气流，包括向下喷出的抬升气流和向后的推进气流，从而使用旋翼和喷气动力推动飞机飞行，无需携带氢气，相对安全性较高，水氢原料转化的电能和热能一并利用，具有热电联用节能减排的效果，水氢原料携带和购置都非常方便，随时随地补充原料，免除对续航问题的担忧。

所述喷气机71可以是电动喷气机或热驱喷气机。参考图4所示的热驱喷气机包括对接水氢机31热输出端的进气口21、与水氢机31电连接并吸入外界气体的注气器22、分别连通进气口和注气器22的换热器23、位于换热器23后端并对接喷气头的出气口24，可以产生热驱动的反冲气流。

更佳地，参考图3所示，所述水氢机31包括用于抽吸甲醇水原料的液泵33、使用管路连接液泵33输出口并将甲醇水原料加热气化并重整分离的重整器35、通过管路接收分离氢气并输出电池余气且产生电能输出的燃料电池36，燃料电池构成水氢机的电输出端，重整器35输出高品质热气为构成热输出端；所述机体11还设有位于重心位置的容纳水氢原料的原料箱18。通过液泵33抽取甲醇水原料进入重整器进行分离，排出的废气携带大量热量，可以利用其来推动喷气机运转，实现能量的高效利用。同时产生的氢气可以通过燃料电池转换为电能，驱动加热器、增压器等设备运转，或者利用电机带动扇翼运转产生气流形成推进力，实现无人机的飞行。

更佳地，所述机体11或机体下侧设有功能附件38，所述功能附件包括摄像机、侦测仪、储物箱、播种机、农药喷洒器中至少一种。配置不同的功能附件即可实现无人机的不同功能，使其可以在不同的应用领域得到广泛利用。

更佳地，参考图4所示，所述换热器23的升温通道内设有电加热器33或/ 和电增压泵，所述电加热器33或/和电增压泵与所述水氢机的电输出端电连接。利用电加热器33可以将电能转换为热能作为推动气流的能量一并利用；也可以利用电增压泵对喷气机71内腔进行增压，提供其气流推动力，也将电能一并利用作为浮升力和推进力的动力能量来源。这样就可以将水氢原料转化的电能和热能一并利用，具有较佳的节能减排的效果，提升了能源利用的效率。

更佳地，参考图6所示，所述喷气头72设有位于端部周向均匀布置的环喷口77和位于端面中央的直喷口78；所述喷气头72设有控制环喷口77和和直喷口78开闭的控制阀79。单独直喷口78打开即可喷出反冲力更大的直喷气流；同时打开环喷口77或单独打开环喷口77，可以产生稳定性更好的均匀放射气流。

更佳地，所述喷气头具有半球形喷气部并且该喷气部均匀布置有多个气口，可以调控气口的开闭从而可以选择喷气气流的形状，喷出反冲力更大的直喷气流或者稳定性更好的锥形气流。

更佳地，参考图4所示，所述注气器22包括相互连通的气泵26和单向阀 27，单向阀27的另一侧连通升温通道，使用气泵26可以断续注入空气，结合设置单向阀27可以避免升温通道中气体膨胀形成反冲，从而形成顺畅单向喷射式气流。

更佳地，所述机体11的顶部设有竖立设置的立管51，立管51顶端上设有气囊52，所述气囊52通过氢管与水氢机的氢气输送管连接并设置气泵53驱动或设置气阀控制，气囊52顶端连接有拉索55，拉索55穿过立管51连接位于机体11内的收索器56。气泵53抽取氢气输送到气囊52使其产生浮升力而悬吊无人机，可以实现无人机的临时悬停或者慢行，减少慢行运行过程中的能耗，使其作业时间得以延长，此时也可以使水氢机运行产生电能供应附属设备使用，例如播种、喷药等农业应用。设置气阀也可以取代气泵控制氢气输送到气囊中产生悬浮力。设置立管51可以提高气囊52的设置位置，防止气囊与旋翼发生干涉，从而提高无人机的安全性。

更佳地，同时参考图5所示，所述氢管设有旁路和回收泵57，并与气泵53 形成逆向回路。悬停或者慢行过后，将气囊中的氢气回收起来再次利用，进一步提高能源利用的效率。

更佳地，所述立管51顶端铰接有一组周向分布并托起气囊52防止倾斜的托爪58，避免气囊倾斜而与旋翼干涉，提高无人机的安全性。所述托爪58内侧与气囊52对应连接，便于气囊52排气收叠，避免收叠过程气囊52飘散而与旋翼干涉。参考图5所示，所述托爪58的顶端连接有收紧索59，收紧索59穿过相对的托爪58并连接到机体11所设置的缠绕梭，方便托爪58的收拢，更好地收叠气囊52避免飘散。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：包括机体、从机体向外延伸的多个悬伸臂、对应设于悬伸臂的外端的多个旋翼、设于机体的水氢机、驱使旋翼运转并与水氢机的电输出端导通连接的电机、对应设于悬伸臂下侧或机体旁侧的多个喷气头、分别与各个喷气头连通对接并与水氢机的热输出端连通对接且与水氢机的电输出端导通连接的喷气机、位于机体下侧的支撑脚，所述喷气头朝下设置并可万向转动；所述机体还设有分别与水氢机、电机、喷气机、各个喷气头信号传输连接的飞行控制器。

2.根据权利要求1所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述水氢机包括用于抽吸甲醇水原料的液泵、使用管路连接液泵输出口并将甲醇水原料加热气化并重整分离的重整器、通过管路接收分离氢气并输出电池余气且产生电能输出的燃料电池，燃料电池构成水氢机的电输出端，重整器输出高品质热气为构成热输出端；所述机体还设有位于重心位置的容纳水氢原料的原料箱。

3.根据权利要求1所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述机体或机体下侧设有功能附件，所述功能附件包括摄像机、侦测仪、储物箱、播种机、农药喷洒器中至少一种。

4.根据权利要求1所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述喷气机是热驱喷气机，热驱喷气机包括对接水氢机热输出端的进气口、与水氢机电连接并吸入外界气体的注气器、分别连通进气口和注气器的换热器、位于换热器后端并对接喷气头的出气口，所述换热器的升温通道内设有电加热器或/和电增压泵，所述电加热器或/和电增压泵与所述水氢机的电输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述喷气头设有位于端部周向均匀布置的环喷口和位于端面中央的直喷口；所述喷气头设有控制环喷口和直喷口开闭的控制阀。

6.根据权利要求1所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述喷气头具有半球形喷气部并且该喷气部均匀布置有多个气口。

7.根据权利要求4所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述注气器包括相互连通的气泵和单向阀，单向阀的另一侧连通升温通道。

8.根据权利要求1所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述机体的顶部设有竖立设置的立管，立管顶端上设有气囊，所述气囊通过氢管与水氢机的氢气输送管连接并设置气泵驱动或设置气阀控制，气囊顶端连接有拉索，拉索穿过立管连接位于机体内的收索器。

9.根据权利要求8所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述氢管设有旁路和回收泵与气泵形成逆向回路。

10.根据权利要求8或9所述的旋翼喷气组合式无人飞机，其特征在于：所述立管顶端铰接有一组周向分布并托起气囊防止倾斜的托爪；所述托爪内侧与气囊对应连接；所述托爪的顶端连接有收紧索，收紧索穿过相对的托爪并连接到机体所设置的缠绕梭。