一种优化共轴多旋翼飞机动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，包括上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、碳纤维导流板；所述上旋翼与所述上电机相连接；所述下旋翼与下电机相连接；所述上电机分别安装在飞机的机臂上方；所述下电机分别安装在飞机的机臂下方；所述碳纤维导流板安装在机臂上。本实用新型专利技术的上下电机和电调输温度达到均衡，解决了电机和电调易过热问题，提升了飞机的性能发挥空间；同时耗电量可节省4％，能有效的提升飞机续航；飞机的振动位移降低了10～15％，对转速要求和振动位移频响降低了0.5％，进一步地提升了飞机的性能，环境适应能力更强。力更强。力更强。

【技术实现步骤摘要】
一种优化共轴多旋翼飞机动力系统


[0001]本技术涉及无人机领域，特别是涉及一种优化共轴多旋翼飞机动力系统。

技术介绍

[0002]传统共轴旋翼机可分为共轴双旋翼直升机和多旋翼直升机(六个旋翼以上)，其共同点有：绕同一理论轴线一正一反旋转的上下两副旋翼，由于转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变的飞行状态下相互平衡。
[0003]目前共轴旋翼机具有以下缺点：1、上旋翼桨宽和下旋翼桨宽相同，电机型号及KV值均相同，飞控设定的转速接近，导致下桨叶二次推进的效率降低；2、上桨叶发挥功率占上下总和的56％～58％，动力分配不均匀无法充分发挥，下电机的负载发挥没有达到理想的力效；3、上下旋翼直径相同，导致下旋翼发挥二次推力受力不均；4、炎热天气负载飞行时，上旋翼的电机和电调会率先进入高温告警，下旋翼电机和电调依然远没达到高温告警，使得飞机性能空间无法均衡发挥；5、上下旋翼经过机臂时，会导致两端叶片受到的反作用力出现偏差，从而导致会产生较大的震动。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种优化共轴多旋翼飞机动力系统。
[0006]为了实现以上目的，本技术采用的技术方案如下：一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在于，包括；上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、碳纤维导流板；所述上旋翼与所述上电机相连接；所述下旋翼与下电机相连接；所述上电机分别安装在飞机的机臂上方；所述下电机分别安装在飞机的机臂下方；所述碳纤维导流板安装在机臂上。
[0007]进一步地，所述下旋翼的半径尺寸为所述上旋翼半径尺寸的96％。
[0008]进一步地，所述上旋翼和下旋翼转向相反。
[0009]进一步地，所述下旋翼的平均宽度尺寸是上旋翼的平均宽度尺寸的1.15倍。
[0010]进一步地，所述上旋翼和下旋翼的旋转面间距为上旋翼半径的二分之一。
[0011]进一步地，所述下电机的KV值为上电机的KV值的1.1倍。
[0012]进一步地，所述上旋翼的切风面与旋转面夹角为α。
[0013]进一步地，所述α的角度为：0＜α≤π/4。
[0014]进一步地，所述碳纤维导流板与上旋翼的下洗气流夹角为γ，与旋转面的夹角为β。
[0015]进一步地，所述γ的角度为：0＜γ≤π/8；所述β的角度为：3π/8≤β＜π/2。
[0016]与现有技术相比，本技术的优点及有益效果为：本技术的上下电机和电调输温度达到均衡，解决了电机和电调易过热问题，提升了飞机的性能发挥空间；同时耗电
量可节省4％，能有效的提升飞机续航；飞机的振动位移降低了 10～15％，对转速要求和振动位移频响降低了0.5％，进一步地提升了飞机的性能，环境适应能力更强。
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术碳纤维导流板的分析图；
[0019]图3为本技术上旋翼和下旋翼的气流图；
[0020]图4为本技术的俯视图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施方式对本技术作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。
[0022]如图1～4所示，所述一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在于，包括；上旋翼1、下旋翼2、上电机3、下电机4、碳纤维导流板5；所述上旋翼与1所述上电机3相连接；所述下旋翼2与下电机4相连接；所述上电机3分别安装在飞机的机臂6上方；所述下电机4分别安装在飞机的机臂6下方；所述碳纤维导流板5安装在机臂6上，所述碳纤维导流板5与上旋翼1的下洗气流的夹角为γ，与旋转面的夹角为β；所述γ的角度为：0＜γ≤π/8；所述β的角度为：3π/8 ≤β＜π/2；v为上旋翼1上任意质点的线速度，其半径r≤上旋翼1的半径， v＝ωr；上旋翼1的切风面与旋转面夹角为α，所述α的角度为：0＜α≤π/4，则有旋翼半撞击空气后产生速度大小为Vsinα，既ωrsinα，方向与旋转面的夹角为(π/2)
‑
α，由于α≠0，所以(π/2)
‑
α≠π/2，当气流方向与旋转面的夹角为π/2时候，所产生的反作用力最大，因此在机臂加一个碳纤维导流板，与入射气流夹角为γ(即为入射角)；为了让反射气流角度与旋转面角度为π/2，必须满足2γ+(π/2)
‑
α+(π/2)＝π；β＝γ+(π/2)
‑
α；由此可得：γ＝α/2，β＝(π
‑
α)/2时，下洗气流为最大值；因为多旋翼飞机的螺距是固定的，设为M，则有M＝2πr(tanα)，既：α＝arctan(M/2πr)，所以当:γ＝[arctan(M/2 πr)]/2,β＝[π
‑
arctan(M/2πr)]/2时，下洗气流为最大值(碳纤维导流板在不同半径位置上γ值随着r的变化而变化，碳纤维导流板与旋转面的夹角β也随半径r的变化而变化)。此外该碳纤维导流板还能有效的降低机臂风阻系数，降低震动位移。
[0023]进一步地，所述下旋翼2的半径尺寸为所述上旋翼1半径尺寸的96％；上旋翼1的下洗气流由于伯努效应所造成的流束横截面积小于上旋翼旋转面的面积，约等于下旋翼旋转面的面积，使得下旋翼2更完整地衔接上旋翼1的下洗气流。
[0024]进一步地，所述上旋翼1和下旋翼2转向相反。
[0025]进一步地，所述下旋翼2的平均宽度尺寸是上旋翼1的平均宽度尺寸的1.15 倍，下旋翼2加宽，可降低上旋翼1传递的压缩层气浪波完全重叠时带来的更大震动，使得上旋翼1螺距让上旋翼1已经产生的下洗气流形成更大的二次升力，因此在总合力不变且上、下电机4转速近乎相同的情况下，下旋翼2分摊总成立的比重提高，也就意味着上旋翼1分摊总升力比重减小，使得上、下电机4的输出功率趋于接近的状态，气动效率明显提高，同时上电机3转速也会相应降低，同样负载下能耗也会适当降低。
[0026]进一步地，所述上旋翼1和下旋翼2的旋转面间距为上旋翼1半径的二分之一。
[0027]进一步地，所述下电机4的KV值为上电机3的KV值的1.1倍，由于上旋翼1是把气流从静止到有速度，而下旋翼2则需要有更大的转速才能发挥到与上旋翼共同的输出功率，达到理想的二次加速，从而提高飞机的性能。
[0028]以下为本技术的参数和实验数据：
[0029]上旋翼半径R1：800mm、平均宽度d1：78mm、上电机KV值ω1：40kv；
[0030]下旋翼半径R2：768mm、平均宽度d2：89mm、上电机KV值ω2：44kv；
[0031]飞机自重400kg，最大起飞重量560kg，多次测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在于，包括上旋翼、下旋翼、上电机、下电机、碳纤维导流板；所述上旋翼与所述上电机相连接；所述下旋翼与下电机相连接；所述上电机分别安装在飞机的机臂上方；所述下电机分别安装在飞机的机臂下方；所述碳纤维导流板安装在机臂上。2.根据权利要求1所述的一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在于：所述下旋翼的半径尺寸为所述上旋翼半径尺寸的96％。3.根据权利要求1所述的一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在于：所述上旋翼和下旋翼转向相反。4.根据权利要求1所述的一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在于：所述下旋翼的平均宽度尺寸是上旋翼的平均宽度尺寸的1.15倍。5.根据权利要求1所述的一种优化共轴多旋翼飞机动力系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳李，
申请(专利权)人：广西祥云亿航智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：