[发明专利]一种无人驾驶直升机的辅助升力-反扭力-冷却功能装置

说明书

技术领域

本发明属于无人驾驶直升机领域，具体涉及一种无人驾驶直升机的辅助升力-反扭力-冷却功能装置

背景技术

由于小型无人机具有成本低、容易维护、灵活机动好等优势，在自然灾害的监视与救援、边境巡逻与控制、勘探、电力系统线路巡检等很多领域里无人机都起到了举足轻重的作用。近年来，尤其作为现代农业植保技术的最新发展和前沿技术，无人机低空施药技术发展前景广阔。无人驾驶直升机是一个技术要求高、可靠性要求高、操纵难度大的复杂系统。利用无人驾驶直升机进行航拍、测绘、侦查、植保施药等作业时，作业效果受各种因素影响明显，对作业平台提出了很高的要求。无人驾驶直升机升力的大小和控制方式是影响无人驾驶直升机工作性能的关键。目前，无人驾驶直升机动力系统的冷却方式有风冷和液冷两种。对于大功率强制风冷的无人直升机动力系统通常需要设计专用的冷却风扇，而传统的冷却风扇体积大、通气量少、损耗功率大。同时，中小型无人直升机对动力系统的效率提出更高的要求，充分提高动力系统的效率和直升机的升重比成为提高无人驾驶直升机性能的重要途径。

现有的动力系统强制风冷装置多采用普通叶片或离心叶片，能实现为发动机降温冷却的功能，但是该类型冷却装置并未实现对损耗功率的有效利用，未能在实现把该部分功率在为发动机提供风冷冷却的同时提供无人驾驶直升机升力、反扭力等功能。

现有的单旋翼无人驾驶直升机的反扭力，通常是通过设计一个尾旋翼装置来提供反扭力的。此类尾旋翼装置能实现产生(相对无人驾驶直升机纵轴线)与主旋翼旋转方向相同的扭矩，从而克服主旋翼阻力(相对无人驾驶直升机纵轴线)所产生的扭矩。这类装置布置于主旋翼外，机构复杂、尺寸较大，消耗功率大、功率利用率不高。

发明内容

本发明公开了一种无人驾驶直升机的辅助升力-反扭力-冷却功能装置，利用冷却发动机的功率，为无人驾驶直升机提供了部分额外升力和反扭力，使无人驾驶直升机的有效载荷更大，动力系统的利用率更高。

本发明的技术方案为：

一种无人驾驶直升机的辅助升力-反扭力-冷却功能装置，其特征在于，包括涵道49和升力风扇53，所述升力风扇53设置在所述涵道49内，涵道通过安装支架固定于发动机上方，升力风扇由发动机驱动，升力风扇的旋转方向与主旋翼的旋转方向相反；涵道下方设有导风道，引导气流吹向发动机的气缸。

进一步地，所述涵道和升力风扇为1个；以无人驾驶直升机前进方向为中轴线，涵道关于中轴线对称布置，所述升力风扇由发动机直接驱动。

进一步地，所述涵道和升力风扇为2个，以无人驾驶直升机前进方向为中轴线，所述涵道对称布置于无人驾驶直升机中轴线的两侧，所述升力风扇由发动机通过传动部件驱动旋转。

进一步地，所述传动部件为传动皮带、齿轮和轴中的任一种。

以无人驾驶直升机前进方向为中轴线，涵道关于中轴线对称布置，使无人驾驶直升机在滚转控制方向受力平衡，保证了无人驾驶直升机滚转控制的稳定性和方便设计时布置无人驾驶直升机的重心。

所述辅助升力-反扭力-冷却功能装置的工作原理：发动机驱动所述主旋翼和尾翼旋转，使无人驾驶直升机获得大部分的升力和反扭力，同时发动机驱动辅助升力-反扭力-冷却功能装置的升力风扇旋转，使升力风扇的叶片对涵道内的气流做功，使气流获得动量，同时升力风扇获得一定量的拉力，该拉力垂直于机身(即升力)；在升力风扇获得升力的同时，会产生与旋转方向相反的阻力，最终转换为与其旋转方向相反的扭矩，由于主旋翼与升力风扇的旋转方向相反，空气对升力风扇所产生的反扭矩刚好可以抵消一部分空气对主旋翼所产生的反扭矩。与此同时，涵道内的气流经涵道的引导，垂直吹向发动机的气缸，对发动机实现强制风冷的效果。

有益效果：

1)本发明相对传统风冷发动机的冷却风扇，通气量更大，保证了发动机的效果。

2)本发明在不额外消耗发动机功率的前提下，为无人驾驶直升机提供了部分额外升力，使无人驾驶直升机的有效载荷更大。

3)本发明在不额外消耗发动机功率的前提下，为无人驾驶直升机提供了部分额外的反扭力，使得尾旋翼的尺寸得以减小，效率更高。

附图说明

图1本发明的无人驾驶直升机结构示意图

图2本发明实例中主旋翼系统的结构示意图

图3本发明实例中主旋翼系统内部结构示意图

图4本发明实例中无人驾驶直升机4通道混合控制倾斜盘装置结构示意图

图5本发明实例中无人驾驶直升机的启动装置结构示意图

图6本发明实例中无人驾驶直升机的机身框架结构示意图