一种混合动力运载无人机及运载系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力运载无人机及运载系统，该无人机包括动力系统，所述动力系统包括若干涡喷发动机以及若干电驱动旋翼；若干所述涡喷发动机与若干所述电驱动旋翼沿机体的周向交叉布置；若干所述涡喷发动机用于产生向下的推力为所述机体提供主升力；若干所述电驱动旋翼用于为所述机体提供辅助升力，并为所述机体的位置与姿态控制提供控制力与控制力矩。可实现高原地区大载荷物资运载，兼具电驱动无人机控制简单、控制响应快速的优点与燃油动力无人机运载能力强、续航力强的优点，同时相比于燃油动力旋翼无人机体积更小，从而可实现车载运输，车上起降。车上起降。车上起降。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力运载无人机及运载系统


[0001]本专利技术涉及运载工具
，特别是涉及一种混合动力运载无人机及运载系统。

技术介绍

[0002]部分高原边远地区道路险峻，补给运输非常困难，一旦遇到地质灾害或极端气候，物资补给随时可能中断。因此，高原地区对能够适应高海拔、复杂地形的物资运输工具需求非常迫切。
[0003]无人机具有独特的飞行性能及使用价值。与有人机相比，无人机具有无人员伤亡、体积小、造价低、战场生存力强等特点，在许多方面具有无法比拟的优越性；与固定翼无人机相比，无人直升机可垂直起降、空中悬停，朝任意方向飞行，其起飞着陆场地小，不必配备像固定翼无人机那样复杂、大体积的发射回收系统。因此无人机可以用于高原边远地区物资投放、灾情监测、紧急救援、抢险救灾等领域。
[0004]现有技术中大载重无人机主要技术方案是使用旋翼提供升力，使用电驱动、涡轴或活塞发动机提供动力。电驱动发动机在高原环境下存在续航能力差，功率不足等缺点，难以满足高原大载荷运载需求；涡轴与活塞式发动机功率可满足高原运载需求，但其体积、重量大，控制复杂、勤务保障要求高。
[0005]因此，如何提供一种兼具电驱动无人机控制简单、控制响应快速的优点以及燃油动力无人机运载能力强、续航力强等优点的无人机，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种混合动力运载无人机及运载系统。
[0007]本专利技术提供了如下方案：一种混合动力运载无人机，包括：动力系统，所述动力系统包括若干涡喷发动机以及若干电驱动旋翼；若干所述涡喷发动机与若干所述电驱动旋翼沿机体的周向交叉布置；其中，若干所述涡喷发动机用于产生向下的推力为所述机体提供主升力；若干所述电驱动旋翼用于为所述机体提供辅助升力，并为所述机体的位置与姿态控制提供控制力与控制力矩。
[0008]优选地：所述动力系统还包括油电转换子系统；所述油电转换子系统用于将部分所述涡喷发动机的动力用于带动发电组件发电以便为所述电驱动旋翼供电。
[0009]优选地：所述动力系统还包括电源子系统，所述电源子系统与所述油电转换子系统相连，所述电源子系统包括可充电蓄电池，所述可充电蓄电池与所述电驱动旋翼相连。
[0010]优选地：所述动力系统还包括燃油子系统，所述燃油子系统包括燃油管路、油泵、油滤、油量检测装置，所述燃油子系统用于为涡喷发动机供油。
[0011]优选地：所述机体包括机舱、起落架、机臂、载荷舱以及油箱；所述机臂用于安装所述涡喷发动机以及所述电驱动旋翼，以使所述涡喷发动机以及所述电驱动旋翼对称、环绕分布于机体四周；所述机舱位于中上部位置，所述机舱的内部用于安装飞控系统设备、动力系统设备、通信系统设备。
[0012]优选地：所述油箱包括主油箱以及若干副油箱，所述主油箱位于所述机舱下部，若干所述副油箱沿所述机舱四周对称分布；所述载荷舱位于所述主油箱正下方，所述起落架位于所述载荷舱正下方。
[0013]优选地：所述飞控系统设备包括导航子系统、自动控制子系统；所述导航子系统包括若干无人机位置、姿态传感器以及周边环境检测传感器，用于测量无人机位姿、感知周边环境；所述自动控制子系统用于处理获取到的传感器信息、解算无人机位姿、构建航路地图、规划航路、进行飞行控制解算、根据操作指令进行任务调度。
[0014]优选地：还包括手动控制子系统，以使实现在自主飞行与手动控制两种飞行两种模式间切换。
[0015]优选地：所述通信系统设备包括无线通信设备，所述无线通信设备用于与地面站进行通信，以便接收地面站发送的控制指令，并向地面站发送无人机状态信息。
[0016]一种运载系统，所述运载系统包括上述的混合动力运载无人机以及运载车辆，所述运载车辆的上部设置有用于共所述无人机起降的起降平台；所述运载车辆还用于在所述无人机位于所述起降平台时向所述无人机提供所述涡喷发动机所需的燃料。
[0017]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本申请提供的混合动力运载无人机，可实现高原地区大载荷物资运载，兼具电驱动无人机控制简单、控制响应快速的优点与燃油动力无人机运载能力强、续航力强的优点，同时相比于燃油动力旋翼无人机体积更小，从而可实现车载运输，车上起降。
[0018]另外，在优选的实施方式下， 还可以提供一种运载系统，该系统提供可以用于混合动力运载无人机起降的运载车辆，通过该车辆可以对无人机进行运载，同时还可以为无人机提供起降平台，在无人机降落时还可以为无人机补充燃料，达到快速装载载荷和燃油从而再次进行运输作业的目的。
[0019]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0020]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说，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。
[0021]图1是本专利技术实施例提供的一种混合动力运载无人机的结构示意图;图2是本专利技术实施例提供的飞控系统的连接框图；图3是本专利技术实施例提供的动力系统的连接框图。
[0022]图中：动力系统1、涡喷发动机11、电驱动旋翼12、油电转换子系统13、电源子系统14、燃油子系统15、机体2、机臂21、飞控系统3、导航子系统31、自动控制子系统32、无线通信设备4。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]参见图1、图2、图3，为本专利技术实施例提供的一种混合动力运载无人机，如图1、图2、图3所示，该无人机可以包括：动力系统1，所述动力系统1包括若干涡喷发动机11以及若干电驱动旋翼12；若干所述涡喷发动机11与若干所述电驱动旋翼12沿机体的周向交叉布置；其中，若干所述涡喷发动机11用于产生向下的推力为所述机体2提供主升力；若干所述电驱动旋翼12用于为所述机体2提供辅助升力，并为所述机体2的位置与姿态控制提供控制力与控制力矩。
[0025]本申请实施例提供的运载无人机采用涡喷发动机以及旋翼两种动力方式，提供了一种混合动力多旋翼无人机用于解决高原边远地区
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最后一公里”运输难题。采用小型涡喷发动机与电驱动多悬翼混合动力，结合了涡喷发动机体积相对较小、功率较大与电驱动旋翼易于控制的优点。利用电机快速响应的特点弥补了涡喷发动机响应慢的问题。
[0026]其中涡喷发动机产生向下的推力，为无人机提供主要的升力。该涡喷发动机的尾喷管可以朝机体的下方布置，从而保证可以获得最大的升力。电动旋翼为无人机提供辅助升力，并为位置与姿态控制提供控制力与控制力矩。电驱动旋翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合动力运载无人机，其特征在于，包括：动力系统，所述动力系统包括若干涡喷发动机以及若干电驱动旋翼；若干所述涡喷发动机与若干所述电驱动旋翼沿机体的周向交叉布置；其中，若干所述涡喷发动机用于产生向下的推力为所述机体提供主升力；若干所述电驱动旋翼用于为所述机体提供辅助升力，并为所述机体的位置与姿态控制提供控制力与控制力矩。2.根据权利要求1所述的混合动力运载无人机，其特征在于，所述动力系统还包括油电转换子系统；所述油电转换子系统用于将部分所述涡喷发动机的动力用于带动发电组件发电以便为所述电驱动旋翼供电。3.根据权利要求2所述的混合动力运载无人机，其特征在于，所述动力系统还包括电源子系统，所述电源子系统与所述油电转换子系统相连，所述电源子系统包括可充电蓄电池，所述可充电蓄电池与所述电驱动旋翼相连。4.根据权利要求2所述的混合动力运载无人机，其特征在于，所述动力系统还包括燃油子系统，所述燃油子系统包括燃油管路、油泵、油滤、油量检测装置，所述燃油子系统用于为涡喷发动机供油。5.根据权利要求1所述的混合动力运载无人机，其特征在于，所述机体包括机舱、起落架、机臂、载荷舱以及油箱；所述机臂用于安装所述涡喷发动机以及所述电驱动旋翼，以使所述涡喷发动机以及所述电驱动旋翼对称、环绕分布于机体四周；所述机舱位于中上部位置，所述机舱的内部用于安装飞控系统设备、动力系统设备、通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奇弦，魏正兵，罗凌江，董琦昕，赖文娟，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：