无人直升机双余度涡轮轴动力系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统，包括两台涡轮轴发动机以及与涡轮轴发动机数量对应的超越离合器，所述超越离合器包括外圈和内圈，所述涡轮轴发动机的动力输出轴与所述超越离合器的外圈可拆卸连接，所述涡轮轴发动机的排气口与所述涡轮轴发动机的动力输出轴垂直，两台涡轮轴发动机并排设置，且两台涡轮轴发动机的排气口分别朝向两侧。本发明专利技术体积小，重量轻，输出功率高，结构简单，运行稳定，振动和噪声都小于采用活塞发动机的动力系统。本发明专利技术还能够在单发故障或失效后，提供足够动力输出，保证无人直升机安全降落，提高无人直升机动力系统的可靠性。

Double redundant turbine shaft power system for Unmanned Helicopter

The invention relates to an unmanned helicopter dual turbine shaft power system, including two turboshaft engines and turbo shaft engine number corresponding to the clutch, the clutch comprises an outer ring and an inner ring, and the turbine shaft engine power output shaft and the clutch outer ring removably connected to the vent the turbine shaft engine and the power output shaft of the vertical shaft turbine engine, two turboshaft engines arranged side by side, and the exhaust port two turboshaft engines respectively toward both sides. The invention has the advantages of small size, light weight, high output power, simple structure, stable operation, and less vibration and noise than a power system adopting a piston engine. The invention can provide enough power output after single fault or failure to ensure the safe landing of the unmanned helicopter and improve the reliability of the power system of the unmanned helicopter.

【技术实现步骤摘要】
无人直升机双余度涡轮轴动力系统
本专利技术涉及无人直升机领域，尤其涉及一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统。
技术介绍
现有大中型无人直升机普遍采用单台燃油活塞式发动机驱动。活塞式发动机体积重量大，运行噪声大，在无人直升机内部还需配备冷却系统才能保证长时间稳定运行，占用了大量宝贵的机舱空间和有效载荷重量。此类发动机结构复杂，零部件数量众多，活塞气缸驱动曲轴转动的基本动力结构不但重量大，零件高频往复运动，振动剧烈，日常维护保养繁琐复杂，对燃油质量要求高，而且易出现积碳漏气抱缸等故障，可靠性不高。而且现有的无人直升机是以单台发动机为主。若机载发动机在飞行中出现故障，极易导致无人直升机失控，甚至会造成无人直升机坠毁，危及地面人员与财产安全。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统，其体积小，重量轻，输出功率高，结构简单，运行稳定，振动和噪声都小于采用活塞发动机的动力系统。本专利技术还能够在单发故障或失效后，提供足够动力输出，保证无人直升机安全降落，提高无人直升机动力系统的可靠性。本专利技术的技术方案是：一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统，包括两台涡轮轴发动机以及与涡轮轴发动机数量对应的超越离合器，所述超越离合器包括外圈和内圈，所述涡轮轴发动机的动力输出轴与所述超越离合器的外圈可拆卸连接，所述涡轮轴发动机的排气口与所述涡轮轴发动机的动力输出轴垂直，两台涡轮轴发动机并排设置，且两台涡轮轴发动机的排气口分别朝向两侧。作为优选：所述涡轮轴发动机的动力输出轴与所述超越离合器之间通过柔性联轴器连接，所述柔性联轴器具有与所述涡轮轴发动机的动力输出轴连接的输入端以及与所述超越离合器的外圈连接的输出端。作为优选：所述涡轮轴发动机的动力输出轴的输出端部具有法兰连接盘，所述法兰连接盘上开设有沿其周向分布的多个通孔，所述柔性联轴器的输入端设置有与所述法兰连接盘上的通孔数量及位置对应的螺纹孔，所述法兰连接盘通过穿过所述通孔旋入所述螺纹孔内的螺钉与所述柔性联轴器的输入端连接。作为优选：所述柔性联轴器由输出连接件、柔性连接件和输入连接件同轴组装而成；所述输入连接件的一端为输入端，所述输入连接件的另一端为用于连接所述输出连接件的第一配合端，所述输出连接件的一端为用于连接所述输入连接件的第二配合端，所述输出连接件的另一端为输出端；所述柔性连接件由圆环体以及设置在所述圆环体的圆周外壁上且沿所述圆环体的周向均布的呈圆形或者椭圆形的四个柔性卡件组成；所述第一配合端的端面上设置有两个径向对称的第一连接凸块，所述第一连接凸块具有两个分别与所述圆环体上两个相邻的柔性卡件的弧形侧壁配合的弧形凹面，且所述第一连接凸块的两个弧形凹面沿所述输入连接件的径向对称；所述第二配合端的端面上设置有两个径向对称的第二连接凸块，所述第二连接凸块和第一连接凸块的形状大小相同；所述输入连接件、柔性连接件和输出连接件相互配合组装在一起时，两个所述第一连接凸块与两个所述第二连接凸块相互交错，形成与四个柔性卡件匹配的四个卡槽，所述柔性连接件位于所述输出连接件和所述输入连接件之间，且四个柔性卡件配合嵌设于所述第一连接凸块和第二连接凸块之间的四个卡槽内。作为优选：所述输入连接件、柔性连接件和输出连接件相互配合组装在一起时，所述第一连接凸块与所述输出连接件的第二配合端的端面之间具有第一间隙，所述第二连接凸块与所述输入连接件的第一配合端的端面之间具有第二间隙。作为优选：所述柔性卡件的弧形侧壁与其两端面的相接处做倒角处理，且两处倒角在轴向上的加工距离均大于所述第一间隙和第二间隙。作为优选：所述输入连接件的输入端的端面上一体设置有与所述法兰连接盘的通孔数量及位置对应的凸起部，所述螺纹孔设置在所述凸起部上，所述输入连接件的输入端的中部一体设置有圆形凸环，所述圆形凸环的外壁与所述输入连接件的输入端的端面之间还加工有加强筋，且所述加强筋与所有凸起部连成一体。作为优选：所述柔性联轴器的输出端与所述超越离合器的外圈之间为键连接。作为优选：所述柔性联轴器的输出端与所述超越离合器的外圈之间为法兰连接。作为优选：所述柔性联轴器的输出端与所述超越离合器的外圈之间为销轴连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用涡轮轴发动机作为输出动力，具有体积小，重量轻，输出功率高，结构简单，运行平稳，振动和噪声都小于活塞发动机的优点，本专利技术无需额外配备冷却系统，进一步减轻了整个动力系统的重量，提高了动力系统的工作效率。本专利技术的动力系统采用两台涡轮轴发动机，提高输出功率，增大有效载荷重量和续航时间。两台涡轮轴发动机互为备份，当其中一台涡轮轴发动机发生故障或失效后，另一台涡轮轴发动机可以提供足够动力输出，保证无人直升机安全降落，提高无人直升机动力系统的可靠性。在涡轮轴发动机的动力输出通道中加入超越离合器可以协调两台涡轮轴发动机的功率输出，提高动力系统的输出稳定性。超越离合器可在涡轮轴发动机的输出转速小于减速器的输入轴转速时切断动力输出，避免两台涡轮轴发动机转速不同造成低速转动的涡轮轴发动机吸收高速转动的涡轮轴发动机输出功率，降低动力系统整体输出功率。柔性联轴器内的柔性连接件在保证可靠传动的同时能够减小动力系统的机械振动，降低共振风险。柔性联轴器的结构可以实现涡轮轴发动机的快速模块化拆装，方便无人直升机的日常维护和涡轮轴发动机的拆卸更换。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1的结构示意图；图2是本专利技术实施例1的爆炸图；图3是本专利技术实施例1中柔性联轴器的爆炸图；图4是本专利技术实施例1中柔性联轴器未安装柔性连接件的结构示意图。图中1-超越离合器；2-输出连接件；21-第二连接凸块；22-第二间隙；3-柔性连接件；31-圆环体；32-柔性卡件；4-输入连接件；41-第一连接凸块；42-凸起部；43-螺纹孔；44-圆形凸环；45-加强筋；46-第一间隙；5-涡轮轴发动机；51-排气口；52-法兰连接盘。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。实施例1如图1和图2所示，一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统，包括两台涡轮轴发动机5以及分别与两台涡轮轴发动机5连接的两个超越离合器1。涡轮轴发动机5的排气口51与涡轮轴发动机5的动力输出轴垂直，本专利技术中，将两台涡轮轴发动机5并排设置，且使两台涡轮轴发动机5的排气口51分别朝向两侧，更加利于涡轮轴发动机5在工作中的废气排出，也更利于其与无人直升机的机身的装配。本专利技术采用两台涡轮轴发动机5作为输出动力，具有体积小，重量轻，输出功率高，结构简单，运行平稳，振动和噪声都小于活塞发动机的优点，增大有效载荷重量和续航时间。由于涡轮轴发动机5热能转化利用率高，产生的热量较小，因此无需额外配备冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统，其特征在于：包括两台涡轮轴发动机(5)以及与涡轮轴发动机(5)数量对应的超越离合器(1)，所述超越离合器(1)包括外圈和内圈，所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴与所述超越离合器(1)的外圈可拆卸连接，所述涡轮轴发动机(5)的排气口(51)与所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴垂直，两台涡轮轴发动机(5)并排设置，且两台涡轮轴发动机(5)的排气口(51)分别朝向两侧。

【技术特征摘要】
1.一种无人直升机双余度涡轮轴动力系统，其特征在于：包括两台涡轮轴发动机(5)以及与涡轮轴发动机(5)数量对应的超越离合器(1)，所述超越离合器(1)包括外圈和内圈，所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴与所述超越离合器(1)的外圈可拆卸连接，所述涡轮轴发动机(5)的排气口(51)与所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴垂直，两台涡轮轴发动机(5)并排设置，且两台涡轮轴发动机(5)的排气口(51)分别朝向两侧。2.根据权利要求1所述的无人直升机双余度涡轮轴动力系统，其特征在于：所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴与所述超越离合器(1)之间通过柔性联轴器连接，所述柔性联轴器具有与所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴连接的输入端以及与所述超越离合器(1)的外圈连接的输出端。3.根据权利要求2所述的无人直升机双余度涡轮轴动力系统，其特征在于：所述涡轮轴发动机(5)的动力输出轴的输出端部具有法兰连接盘(52)，所述法兰连接盘(52)上开设有沿其周向分布的多个通孔，所述柔性联轴器的输入端设置有与所述法兰连接盘(52)上的通孔数量及位置对应的螺纹孔(43)，所述法兰连接盘(52)通过穿过所述通孔旋入所述螺纹孔(43)内的螺钉与所述柔性联轴器的输入端连接。4.根据权利要求3所述的无人直升机双余度涡轮轴动力系统，其特征在于：所述柔性联轴器由输出连接件(2)、柔性连接件(3)和输入连接件(4)同轴组装而成；所述输入连接件(4)的一端为输入端，所述输入连接件(4)的另一端为用于连接所述输出连接件(2)的第一配合端，所述输出连接件(2)的一端为用于连接所述输入连接件(4)的第二配合端，所述输出连接件(2)的另一端为输出端；所述柔性连接件(3)由圆环体(31)以及设置在所述圆环体(31)的圆周外壁上且沿所述圆环体(31)的周向均布的呈圆形或者椭圆形的四个柔性卡件(32)组成；所述第一配合端的端面上设置有两个径向对称的第一连接凸块(41)，所述第一连接凸块(41)具有两个分别与所述圆环体(31)上两个相邻的柔性卡件(32)的弧形侧壁配合的弧形凹面，且所述第一连接凸块(41)的两个弧形凹面沿所述输入连接件(4)的径向对称；所述第二配合端的端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：田松，
申请(专利权)人：必扬星环北京航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11