[发明专利]一种混合动力直升机驱动机构及驱动方法

说明书

技术领域

属于航空飞行器领域，具体涉及一种混合动力直升机的驱动机构。

技术背景

直升机是一种由一个或多个水平旋转的旋翼提供向上升力和推进力而进行飞行的航空器，其突出特点是可以做低空、低速和机头方向不变的机动飞行，使得直升机具有广阔的用途和发展前景，在军用方面可用于对地攻击、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、电子对抗等；在民用方面可用于医疗救护、短途运输、紧急营救、空中摄影等。

然而目前传统直升机采用双发动机，虽然采用双发动机来提高了飞行的可靠性，但带来了飞行速度较低，里程短，机械振动大，维护检修工作量大，传动系统复杂、传动装置重量大、机械故障易发，还容易受到地面攻击的缺点，飞行安全性有待提高。

混合动力直升机是由多种能源相结合在一起的航空飞行器，完全不同的动力源可以避免由于单一依靠发动机及机械传动装置可能出现故障而导致的坠机事故，从而大大提高直升机飞行的安全性和可靠性；冗余机械传动装置重量的简省能减少纯机械传动带来的机械故障，并通过辅助动力来提升直升机的飞行速度和快速响应能力，提高了直升机的续驶里程；它的能源系统继承了绿色能源低排放的优点，又发扬了石油燃料高的比能量和比功率的长处，显著改善了传统直升机的排放和燃油经济性。

发明内容

本发明针对目前的几种直升机，如单旋翼带尾桨式，单旋翼无尾桨式，共轴双旋翼式直升机等，提供了混合动力直升机的驱动机构，从而改善了直升机的飞行性能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种混合动力直升机驱动机构，该机构包括：燃油箱、发动机、离合器、第一锁定器、转速耦合器、第一发电机/电动机、第二锁定器、第二发电机/电动机、转矩耦合器、末端齿轮箱、旋翼子系统、尾桨子系统、能量储蓄装置；所述燃油箱为发动机提供燃油，发动机通过机械传动将动力输出给离合器，离合器再将动力输出给转速耦合器，第一锁定器安装在离合器和转速耦合器之间；转速耦合器分别与第一发电机/电动机和转矩耦合器传动连接，第二锁定器安装在转速耦合器和第一发电机/电动机之间，第一发电机/电动机与能量储蓄装置电连接；转矩耦合器分别与末端齿轮箱和第二发电机/电动机传动连接，所述第二发电机/电动机与能量储蓄装置电连接，末端齿轮箱与旋翼子系统传动连接；所述能量储蓄装置与尾桨子系统电连接。

进一步的，所述尾桨子系统包括：尾桨电动机、尾桨。

进一步的，所述尾桨子系统为电动风机。

进一步的，所述转速耦合器为行星齿轮机构，该行星齿轮机构包括：中心齿轮，行星轮，齿圈，行星齿轮支架，所诉中心齿轮转动轴与发电机/电动机输出轴相连接，所诉齿圈与发动机通过离合器相连接，所诉行星齿轮支架转动轴与转矩耦合器输入轴相连接。

一种混合动力直升机驱动方法，该方法包括：当起飞或者降落时，需要提供大功率输出，此时离合器啮合，第一锁定器和第二锁定器释放，发动机启动并且最终保持运行在最佳燃油状态，同时能量储蓄装置为第一发电机/电动机和第二发电机/电动机提供能量，通过转速耦合和转矩耦合后，最终带动旋翼子系统；能量储蓄装置为尾桨子系统提供能量；

当发动机发生故障或者要进行隐蔽飞行时，发动机关闭，此时离合器分离，第一锁定器固定并且第二锁定器释放，能量储蓄装置同时为第一发电机/电动机和第二发电机/电动机提供能量，带动旋翼子系统；能量储蓄装置为尾桨子系统提供能量；

当处于悬停或者平飞时，发动机工作，离合器啮合，第一锁定器释放并且第二锁定器固定，发动机为第二发电机/电动机和旋翼子系统提供动力，第二发电机/电动机发电存储到能量储蓄装置，能量储蓄装置为尾桨子系统提供能量；

当处于巡航飞行时，离合器啮合，第一锁定器和第二锁定器在静态机身上释放，发动机保持运行在最佳燃油状态，同时为第一发电机/电动机、第二发电机/电动机和旋翼子系统提供动力，第一发电机/电动机和第二发电机/电动机发电存储到能量储蓄装置，能量储蓄装置为尾桨子系统提供能量；

当处于加速飞行时，发动机工作，离合器啮合，第一锁定器释放并且第二锁定器固定，能量储蓄装置为第二发电机/电动机提供能量；发动机与第二发电机/电动机的输出动力经过转矩耦合器为旋翼子系统提供动力，能量储蓄装置为尾桨子系统提供能量；

当处于高空飞行时，发动机工作，离合器啮合，第一锁定器和第二锁定器释放，第一发电机/电动机工作在发电状态，第二电机/电动机工作在电动状态。