混合动力飞行器制造技术

本发明专利技术提供一种混合动力飞行器，为能够垂直起落的混合动力飞行器(10)，具有：机体(12)、产生推动机体的推动力的多个旋翼(14)、安装于机体的燃气涡轮发动机(GT)(16)、与发动机的输出轴连接并发电的发电机(20)、贮存由发电机所发的电的蓄电池(22)、从蓄电池接受供电并驱动旋翼的电动机(24)、以及调整由电动机对旋翼的驱动并控制飞行的控制部(ECU)(26)，在该混合动力飞行器(10)中，将发动机(16)的输出轴安装于与机体(12)的偏航轴(Z轴)、俯仰轴(Y轴)以及滚转轴(X轴)中的至少一个平行的方向上。

【技术实现步骤摘要】
混合动力飞行器
本专利技术涉及一种混合动力飞行器，更具体涉及一种能够垂直起落的混合动力飞行器，其具有利用由燃气涡轮发动机驱动的发电机所发的电驱动的多个旋翼。
技术介绍
上述那样的能够垂直起落的混合动力飞行器，起飞时如果多个旋翼的推力不均，则机体急剧向水平方向移动，结果机体的姿势有可能在离开地面的瞬间急剧地发生变化。解决上述问题的专利文献1中记载的技术，通过以四个起落用的推力发动机能够仅向一个方向转动的方式万向支架支承四个起落用的推力发动机，并通过机械连杆机构将成对的推力发动机连接起来，利用推力发动机的陀螺效应实现姿势的稳定化。专利文献1中记载的技术通过以上述方式构成来实现刚刚起飞之后的姿势的稳定化，但仅限于此，针对飞行中的姿势的稳定化并没有提出任何建议。因此，本专利技术的目的在于解决上述问题而提供一种混合动力飞行器，该混合动力飞行器为能够垂直起落的混合动力飞行器，具有利用由燃气涡轮发动机所发的电进行驱动的旋翼，利用发动机的陀螺效应有效地稳定飞行中的姿势。现有技术文献专利文献1：日本特开2006-290255号公报。
技术实现思路
为实现以上目的，本专利技术的一种混合动力飞行器为能够垂直起落的混合动力飞行器，具有：机体；多个旋翼，其产生推动所述机体的推动力；燃气涡轮发动机，其安装于所述机体；发电机，其与所述燃气涡轮发动机的输出轴连接并发电；蓄电池，其贮存由所述发电机发的电；电动机，其从所述蓄电池接受供电，驱动所述多个旋翼；以及控制部，其调整由所述电动机对多个旋翼的驱动，控制飞行，在该能够垂直起落的混合动力飞行器中，将所述燃气涡轮发动机的输出轴安装于与所述机体的偏航轴、俯仰轴、滚转轴中的至少一个平行的方向上。附图说明图1是概略地示出本专利技术的第1实施方式的混合动力飞行器的立体图。图2是图1的混合动力飞行器的局部侧剖视图。图3是整体地示出图1的混合动力飞行器的构成元件的框图。图4是重点示出图3的控制部(ECU)和传感器组的框图。图5是示出图3的控制部(ECU)的动作的流程图。图6是对图5的流程图的控制进行说明的、与图3相同的框图。图7是详细地示出图5的飞行动作的处理的子程序流程图。图8A是对与图1的发动机的安装位置相对应的陀螺效应进行说明的说明图。图8B是对与图1的发动机的安装位置相对应的陀螺效应进行说明的说明图。图8C是对与图1的发动机的安装位置相对应的陀螺效应进行说明的说明图。图9是对图7的流程图处理进行说明的框图。图10是对图7的流程图的处理进行说明的框图。图11是表示图7的流程图的变形例的局部流程图。图12是对图7的流程图的处理进行说明的框图。图13是概略地示出本专利技术的第2实施方式的混合动力飞行器的、与图1相同的立体图。图14是示出第2实施方式的混合动力飞行器的控制部(ECU)的动作的、与图7的流程图相同的流程图。图15是概略地示出本专利技术的第3实施方式的混合动力飞行器的、与图1相同的立体图。图16是示出第3实施方式的混合动力飞行器的控制部(ECU)的动作的、与图7的流程图相同的流程图。图17A是概略地示出本专利技术的第4实施方式的混合动力飞行器的发动机的示意图。图17B同样是概略地示出第4实施方式的混合动力飞行器的发动机的示意图。图17C同样是概略地示出第4实施方式的混合动力飞行器的发动机的示意图。图18同样是概略地示出本专利技术的第4实施方式的混合动力飞行器的发动机的示意图。具体实施方式以下结合附图对用于实施本专利技术的混合动力飞行器的方式进行说明。(第1实施方式)图1是概略地示出本专利技术的第1实施方式的混合动力飞行器的立体图，图2是图1的混合动力飞行器的局部侧剖视图，图3是整体地示出图1的混合动力飞行器的构成元件的框图。图1等图中，附图标记10表示混合动力飞行器(以下称为“飞行器”)，飞行器10具有：机体12、产生推动机体12的推动力的多个旋翼14、安装于机体12的燃气涡轮发动机(以下称为“GT”)16、与GT16的输出轴连接并发电的发电机20、贮存由发电机20所发的电的蓄电池22、从蓄电池22接受供电并驱动多个旋翼14的第1电动机(以下称为“电动机”，图中标记为“M1”)24、以及调整由电动机24对多个旋翼14的驱动并控制飞行的控制部(电子控制单元ElectronicControlUnit，以下称为“ECU”)26，并且该飞行器10能够垂直起落(VerticalTake-OffandLanding)。在机体12的底部安装接地用的着地架30。GT16等收纳于机体12的内部。飞行器10作为无人型飞行器，但还可以在机体12设置乘员席位而作为载人型飞行器。多个旋翼(风扇、螺旋桨)14包括通过安装轴32以俯视下呈放射状的方式安装于机体12的2n(n≥2)个旋翼，具体地说包括RF(右前)的旋翼14a、RR(右后)的旋翼14b、LF(左前)的旋翼14c、LR(左后)的旋翼14d这四个旋翼。四个旋翼14分别在基部具有电动机24，并由电动机24驱动。旋翼14包括具有与偏航轴(Z轴、重力轴)平行的旋转轴线的、公知形状的一片叶片的固定翼。在飞行器10中，旋翼14的个数并不限于n＝2(四旋翼)，还可以是n＝3(六旋翼)、n＝4(八旋翼)等。四个旋翼14构成为，利用电动机24、例如使由旋翼14a、14d构成的组向某一方向、例如CW(顺时针方向)旋转，并使由旋翼14b、14c构成的另一组向其反方向的CCW(逆时针方向)旋转，由此使飞行器10保持水平姿势。GT16包括如图2所示的公知的涡轮轴发动机，具有包括压缩机16b、燃烧室16c、涡轮16d的单轴结构，其中压缩机16b包括将从开设在机体12的进气口16a吸入的吸入空气在与静叶片之前进行压缩的风扇动叶片，燃烧室16c配置于压缩机16b的下游、涡轮16d与压缩机16b连接并一体旋转。另外，在图1和图2中，省略被压缩的吸入空气的排气口16e在机体12侧的开口的图示。涡轮16d的输出轴(涡轮输出轴、即GT16的输出轴)16d1通过适当的减速机构(未图示)与发电机20连接，从而驱动发电机20。发电机20通过涡轮16d的驱动发电(交流电)。由发电机20所发的电通过PDU(电源驱动单元)(未图示)的整流器转换成直流电，并贮存于蓄电池22中。此外，涡轮输出轴16d1与第2电动机(图中标记为“M2”)34连接，在燃料供给停止时，由第2电动机34使GT16旋转(电动回转(空转))。如图所示，GT16的输出轴(涡轮输出轴16d1)安装于与机体12的偏航轴(Z轴)平行的方向上(配置)。蓄电池22与电动机24连接。即，从蓄电池22放出的电通过PDU的逆变器作为交流电供给至分别配置于四个旋翼14的四个电动机24。电动机24包括无刷DC电动机，通过其三相线圈(未图示)依次被通电而旋转。第2电动机34也与电动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力飞行器，为能够垂直起落的混合动力飞行器，具有：/n机体；/n多个旋翼，其产生推动所述机体的推动力；/n燃气涡轮发动机，其安装于所述机体；/n发电机，其与所述燃气涡轮发动机的输出轴连接并发电；/n蓄电池，其贮存由所述发电机所发的电；/n电动机，其从所述蓄电池接受供电，驱动所述多个旋翼；以及/n控制部，其调整由所述电动机对多个旋翼的驱动，控制飞行，/n所述混合动力飞行器的特征在于，/n将所述燃气涡轮发动机的输出轴安装于与所述机体的偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个平行的方向上。/n

【技术特征摘要】
20181108 JP JP2018-2108021.一种混合动力飞行器，为能够垂直起落的混合动力飞行器，具有：
机体；
多个旋翼，其产生推动所述机体的推动力；
燃气涡轮发动机，其安装于所述机体；
发电机，其与所述燃气涡轮发动机的输出轴连接并发电；
蓄电池，其贮存由所述发电机所发的电；
电动机，其从所述蓄电池接受供电，驱动所述多个旋翼；以及
控制部，其调整由所述电动机对多个旋翼的驱动，控制飞行，
所述混合动力飞行器的特征在于，
将所述燃气涡轮发动机的输出轴安装于与所述机体的偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个平行的方向上。


2.根据权利要求1所述的混合动力飞行器，其特征在于，
将所述燃气涡轮发动机的输出轴安装在与所述机体的偏航轴平行的方向上。


3.根据权利要求2所述的混合动力飞行器，其特征在于，
该混合动力飞行器具有第2电动机，所述第2电动机与所述燃气涡轮发动机的输出轴连接，
所述控制部在所述蓄电池的蓄电量达到了预定值时，停止向所述燃气涡轮发动机供给燃料，并由所述蓄电池向所述第2电动机供电，由所述第2电动机使所述燃气涡轮发动机电动回转。


4.根据权利要求2或3所述的混合动力飞行器，其特征在于，
所述控制部在所述飞行为水平飞行时，对所述燃气涡轮发动机的动作进行控制，以使所述燃气涡轮发动机的发动机转速增加。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的混合动力飞行器，其特征在于，
所述控制部在所述飞行为回旋飞行时，对所述燃气涡轮发动机的动作进行控制，以使所述燃气涡轮发动机的发动机转速降低。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的混合动力飞行器，其特征在于，
该混合动力飞行器具有在所述机体产生干扰的干扰产生机构，
所述控制部在所述飞行为回旋飞行时，使所述干扰产生机构工作。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的混合动力飞行器，其特征在于，
所述控制部在所述飞行为回旋飞行时，对所述多个旋翼的驱动进行调整，以使在所述多个旋翼的输出之间产生预定的差。


8.据权利要求1所述的混合动力飞行器，其特征在于，
将所述燃气涡轮发动机的输出轴安装于与所述机体的俯仰轴平行的方向上，
该混合动力飞行器具有在所述机体产生干扰的干扰产生机构，
所述控制部根据所述飞行的状态，使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：河井圭助，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP