RU185789U1 - Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов - Google Patents
Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU185789U1 RU185789U1 RU2018103049U RU2018103049U RU185789U1 RU 185789 U1 RU185789 U1 RU 185789U1 RU 2018103049 U RU2018103049 U RU 2018103049U RU 2018103049 U RU2018103049 U RU 2018103049U RU 185789 U1 RU185789 U1 RU 185789U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- multicapillary
- hydrogen
- structures
- capillary
- uav
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical class [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 238000009434 installation Methods 0.000 title 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 4
- 230000010006 flight Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical group N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Устройство относится к классу энергетических установок для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), таких как мультикоптеры и дроны, целью которого является увеличение времени и безопасности их полетов за счет увеличения содержания водорода в аккумуляторе при сохранении его весовых и габаритных характеристик.
В настоящее время для БПЛА наиболее распространенными источниками электрической энергии являются литий-полимерные или никель-полимерные аккумуляторные батареи (http://www.customelectronics.ru/chast-3-vse-ob-akkumulyatorah-dlya-kvadrokopterov/).
Description
Устройство относится к классу энергетических установок для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), таких как мультикоптеры и дроны, целью которого является увеличение времени и безопасности их полетов за счет увеличения содержания водорода в аккумуляторе при сохранении его весовых и габаритных характеристик.
В настоящее время для БПЛА наиболее распространенными источниками электрической энергии являются литий-полимерные или никель-полимерные аккумуляторные батареи (http://www.customelectronics.ru/chast-3-vse-ob-akkumulyatorah-dlya-kvadrokopterov/).
Наиболее близким прототипом является энергетическая установка для квадрокоптера Hycopter фирмы Horizon Unmanned Systems (HUS), подразделение сингапурской группы компаний Horizon, которая была представлена на выставке Unmanned Systems 2015 («беспилотные системы»). Отличительная особенность квадрокоптера от HUS - это использование водорода для генерации электрического тока с помощью легких и эффективных топливных элементов. Полые конструкционные элементы квадрокоптера (рама), которая придает жесткость конструкции квадрокоптера и служит обычно основой для крепления аккумуляторных батарей и вспомогательного оборудования, была использована также как контейнер водорода емкостью 4 литра (https://geektimes.ru/post/250768/).
К недостаткам этого решения является отсутствие возможности создания высокого давления водорода в полых рамах квадрокоптера, а, следовательно, и содержания в них большого количества водорода.
Для достижения высокого, компактного и относительно безопасного мобильного хранения водорода на борту квадрокоптера предлагается использовать капиллярные и мультикапиллярные структуры, размещенные в полых элементах конструкции БПЛА: рамах квадрокоптеров, крыльях дронов, или на внешних подвесках. Как известно, капиллярные и мультикапиллярные емкости из высокопрочных сортов стекла, базальта и кварца являются практической альтернативой существующим баллонам из стали и композитных материалов. Они обладают низким коэффициентом диффузии водорода через их стенки, выдерживают давления в 1000 и более атмосфер, что обеспечивает рекордное весовое содержание водорода в них по сравнению с другими известными способами мобильного хранения водорода. Поскольку объем хранящегося, а мультикапиллярных структурах водорода разбит на множество мелких объемов, соответствующее числу капилляров, то уменьшается вероятность мгновенного выброса большого количества газа в атмосферу при аварийном разрушении части емкости и тем самым повышается безопасность хранения газа под большим давлением.
В отличии от обычных газовых баллонов высокого давления из стали или композитных материалов, которые имеют цилиндрическую, сферическую или тороидальную форму, емкости из мультикапилляров могут иметь произвольную форму (шестигранную, плоскую и т.д.). В результате они могут быть размещены в любых полых элементах конструкций БПЛА.
Гибкие капилляры и мультикапилляры представляют собой также газопровод высокого давления от места хранения водорода до топливного элемента, не требующий соединительных муфт при прокладке по извилистому пути.
Конструктивно капиллярные структуры с возможностью их заполнения водородом и извлечением его для подачи на топливные элементы должны сбалансированно размещаться в БПЛА, сохраняя центр тяжести системы в целом:
1) аккумулятор водорода выполнен в виде капиллярного блока и расположен в центре рамы квадрокоптера (фиг. 1);
2) аккумулятор водорода выполнен в виде мультикапиллярных матриц, расположенных на раме симметрично относительно центра квадрокоптера, расположение мультикапиллярных матриц вертикальное (фиг. 2);
3) аккумулятор водорода выполнен в виде мультикапиллярных матриц, расположенных на раме симметрично относительно центра квадрокоптера, образуя горизонтальный четырехугольник (многоугольник), прикрепленный к раме (фиг. 3).
4) аккумулятор водорода выполнен в виде тора, намотанного из одного или пучка капилляров и прикрепленного к раме в горизонтальном положении (фиг. 4).
5) аккумулятор водорода выполнен в виде спирали, сбалансированной относительно центра квадрокоптера, намотанной из одного или пучка капилляров и прикрепленной к раме в горизонтальном положении.
6) аккумулятор водорода в виде капиллярной структуры размещен в полых элементах рамы квадрокоптера.
Перечисленные устройства представлены на фиг. 1-4, где:
1 - аккумулятор водорода.
Капиллярные структуры с диаметром капилляров на уровне 200 мкм представляют собой пламягасящие структуры.
Claims (4)
1. Электрическая энергетическая установка для двигателей БПЛА, включающая топливный элемент, отличающаяся тем, что в качестве источника водорода используется аккумулятор водорода высокого давления на основе мультикапиллярных структур.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что аккумулятор водорода выполнен в виде мультикапиллярных структур, расположенных внутри полых конструкционных элементов БПЛА симметрично относительно центра тяжести БПЛА.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что аккумулятор водорода выполнен в виде мультикапиллярных матриц, расположенных на элементах подвески симметрично относительно центра тяжести БПЛА.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мультикапиллярные структуры, находящиеся в различных частях БПЛА, объединены пучками гибких капилляров в систему подачи водорода в топливные элементы энергетической установки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103049U RU185789U1 (ru) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103049U RU185789U1 (ru) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185789U1 true RU185789U1 (ru) | 2018-12-19 |
Family
ID=64754318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103049U RU185789U1 (ru) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185789U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2316852C2 (ru) * | 2003-01-31 | 2008-02-10 | Сосьете Бик | Топливный контейнер для топливных элементов |
RU2476351C1 (ru) * | 2011-09-07 | 2013-02-27 | Леонид Васильевич Носачев | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
RU2495797C2 (ru) * | 2011-11-23 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" | Электрическая силовая установка беспилотного летательного аппарата |
WO2017062418A1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Asylon, Inc. | Methods and apparatus for reconfigurable power exchange for multiple uav types |
US20170203850A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-20 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Uav hybrid power systems and methods |
-
2018
- 2018-01-26 RU RU2018103049U patent/RU185789U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2316852C2 (ru) * | 2003-01-31 | 2008-02-10 | Сосьете Бик | Топливный контейнер для топливных элементов |
RU2476351C1 (ru) * | 2011-09-07 | 2013-02-27 | Леонид Васильевич Носачев | Летательный аппарат с вертикальным взлетом и посадкой |
RU2495797C2 (ru) * | 2011-11-23 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" | Электрическая силовая установка беспилотного летательного аппарата |
WO2017062418A1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Asylon, Inc. | Methods and apparatus for reconfigurable power exchange for multiple uav types |
US20170203850A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-20 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Uav hybrid power systems and methods |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9331603B2 (en) | Energy collection | |
CN104443431A (zh) | 三角形卫星构型、系统及装配方法 | |
CN204937453U (zh) | 一种氢能源飞艇 | |
US9828081B1 (en) | Negative pressure vessel | |
CN103590924A (zh) | 一种大型表面张力贮箱高刚度推进剂管理装置 | |
CN104943845A (zh) | 一种氢能源飞艇 | |
RU185789U1 (ru) | Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов | |
KR20200121927A (ko) | 비행기구들을 보강하기 위한 시스템 및 방법 | |
CN106026271A (zh) | 一种自稳型光伏充电式无人机充电基站 | |
US20150001966A1 (en) | Energy Collection | |
CN206004840U (zh) | 一种水库大坝灾后无人机巡查指挥系统 | |
US20150075977A1 (en) | "LEGACY" On demand hydrogen-oxygen gas separator | |
CN210859040U (zh) | 带有波浪能发电装置的浮式海洋仪器搭载平台 | |
Bonnici et al. | Long permanence high altitude airships: the opportunity of hydrogen | |
CN106005463A (zh) | 一种无人机充电设备专用可调充电基座 | |
US20150240785A1 (en) | Power generation device floating in the air | |
CN107719621A (zh) | 一种物流无人机空中充电平台 | |
Adorni et al. | Conceptual design of the emergency energy supply system for a new generation of airships | |
CN103094591A (zh) | 应用于浮空器的可再生燃料电池的高效储气系统 | |
RU162643U1 (ru) | Устройство для размещения оборудования различного функционального назначения в надземном пространстве | |
JP2010202148A (ja) | 有線(ファイバー・チューブ類)を使用した成層圏プラットフォーム及びその延長線上にある準宇宙(軌道)エレベーター風の宇宙輸送等システム。 | |
EP2916000A1 (en) | Ligher-than-air device converting solar and wind energy | |
CN205589471U (zh) | 具有长续航能力的多电池组无人机 | |
JP2021054268A (ja) | 飛行体 | |
JP2017028942A (ja) | 電源システム |