[发明专利]电动飞机对转螺旋桨串列驱动系统和电动飞机

说明书

本发明属于电动飞机技术领域，具体而言，本发明涉及一种电动飞机对转螺旋桨串列驱动系统和电动飞机，电动飞机对转螺旋桨串列驱动系统包括对转螺旋桨、第一电动动力源、第二电动动力源、制动单元和动力控制单元；所述对转螺旋桨的第一螺旋桨安装在所述第一电动动力源上，所述对转螺旋桨的第二螺旋桨安装在所述第二电动动力源上，所述制动单元、所述动力控制单元分别与所述第一电动动力源、所述第二电动动力源相连。本发明同时还提供了一种具有对转螺旋桨串列驱动系统的电动飞机。本发明去除了齿轮箱传动的结构，并采用冗余设计，具有安全性强、航程长、飞行噪声低、便于维护和维修的特点。

技术领域

本发明属于电动飞机技术领域，具体而言，本发明涉及一种电动飞机对转螺旋桨串列驱动系统和电动飞机。

背景技术

电动飞机具有安全、可靠、环保、维修性好、运行成本低的特点，随着电池能量密度的不断提高以及新型固态电池和燃料电池的应用，电动飞机具有广阔的应用前景。然而作为飞机的动力系统，无论是传统活塞发动机、涡桨发动机，还是用电机作为动力装置直接或者通过齿轮箱驱动单一螺旋桨的单发单桨系统，在实际使用中均存在诸多问题：第一，动力装置对机体产生反向力矩，为飞行操作带来诸多不便，为了克服此反向力矩，甚至需要对飞机进行一系列不对称设计；第二，单螺旋桨动力系统效率低，直接影响电动飞机的航程；第三，单螺旋桨电动飞机可靠性低，在电机失效以后，飞行安全很难保证；第四，单螺旋桨动力系统噪声大。

对转螺旋桨动力系统能够有效解决单螺旋桨动力系统的弊端，然而在对转螺旋桨解决上述问题的同时，存在附加问题，即：采用两支螺旋桨共轴对转以抵消螺旋桨对机体产生的反向力矩时，一般在动力装置和螺旋桨之间增加齿轮箱。然而无论是何种形式的齿轮箱，都会增加飞机自重，同时增加动力系统的复杂程度，以及使用过程中的维护和维修成本。

采用对转螺旋桨驱动的技术方案存在公开的示例，例如申请号为2017110357771、申请日为2017年10月31日、发明创造名称为电动双共轴同侧反转倾转旋翼飞行器的专利申请文件，该申请公开了一种电动双共轴同侧反转倾转旋翼飞行器，该飞行器的动力方案为电动机设置两个，两个电动机为相对设置且两个电动机同轴，电动机产生的动力经传动机构传递至旋翼内轴和旋翼外轴，驱动旋翼内轴和旋翼外轴旋转且使旋翼内轴和旋翼外轴的转动方向相反，旋翼内轴带动第一旋翼同步旋转，旋翼外轴带动第二旋翼同步旋转。齿轮传动机构包括与旋翼外轴固定连接的第一齿轮、与一个电动机的电机轴固定连接的第二齿轮、与旋翼内轴固定连接的第三齿轮和与另一电动机的电机轴固定连接的第四齿轮，第一齿轮和第三齿轮为相对设置，第二齿轮和第四齿轮为相对设置，第二齿轮与第一齿轮和第三齿轮相啮合，第四齿轮也与第一齿轮和第三齿轮相啮合。第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮均为锥齿轮，第一齿轮和第三齿轮为同轴设置，第二齿轮和第四齿轮为同轴设置，第一齿轮和第二旋翼分别设置于旋翼外轴的一端，第三齿轮和第一旋翼分别设置于旋翼内轴的一端。该方案虽能实现对共轴对转螺旋桨的驱动，但同样存在传动系统结构复杂，飞行安全性能差，维护和维修成本高以及传动系统加重飞机自重，影响航程的不足。

由以上分析可知，现有的电动飞机存在以下不足：

1、现有电动飞机的动力系统结构复杂，安全性能差，维护、维修成本高；

2、现有电动飞机的动力系统的自重大，影响飞机航程。

发明内容

本发明提供了一种电动飞机对转螺旋桨串列驱动系统和电动飞机，不仅能够解决现有技术中电动飞机动力系统安全性能差的技术问题，还能解决现有技术中电动飞机动力系统维护、维修成本高以及航程短的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电动飞机对转螺旋桨串列驱动系统和电动飞机，其技术方案如下：