本實用新型涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋翼飛行器的動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，平流層飛艇設(shè)計均采用了電機(jī)-螺旋槳的動力推進(jìn)形式。平流層飛艇動力電機(jī)對體積、重量有較為嚴(yán)格的要求，這導(dǎo)致電機(jī)表面積減小，影響其對流散熱能力。對于空氣冷卻的電機(jī)來說，空氣密度及流動速度的變化都會影響通風(fēng)散熱條件，進(jìn)而影響電機(jī)的溫升。高空環(huán)境下，溫度隨著海拔的增加而下降，當(dāng)海拔達(dá)到20km時，溫度下降為-56℃左右，大氣密度僅為海平面大氣密度的7％左右。與地面環(huán)境相比，高空環(huán)境外界溫度較低有利于電機(jī)的散熱，然而大氣密度的降低使得流動介質(zhì)減少，電機(jī)的對流換熱能力嚴(yán)重下降，不利于電機(jī)的散熱。平流層飛艇飛行速度較低，導(dǎo)致電機(jī)依靠對流散熱的能力進(jìn)一步變差。

平流層低密度導(dǎo)致常規(guī)設(shè)計的螺旋槳的效率會比較低，為保證螺旋槳推進(jìn)器的推進(jìn)效率，平流層飛艇一般都采用大直徑螺旋槳。電機(jī)尺寸相比螺旋槳非常小，由于受大直徑螺旋槳槳轂的遮擋，電機(jī)無法有效利用前飛速度和螺旋槳產(chǎn)生的氣流進(jìn)行對流散熱。電機(jī)溫升是電機(jī)運行性能的重要指標(biāo)之一，如果電機(jī)損耗產(chǎn)生的熱量無法及時有效地同空間環(huán)境進(jìn)行熱交換，則會導(dǎo)致電機(jī)溫度過高，破壞絕緣材料和稀土永磁材料，使電機(jī)負(fù)載能力減弱，潤滑脂壽命下降，電機(jī)無法正常工作甚至燒毀，進(jìn)一步對電動推進(jìn)系統(tǒng)和飛行器造成破壞性影響。另外傳統(tǒng)設(shè)計中，一般將電機(jī)驅(qū)動器放在吊艙內(nèi)，吊艙的密閉空間給驅(qū)動器散熱帶了不便，需要在驅(qū)動器內(nèi)安裝風(fēng)扇輔助散熱，進(jìn)而增加 了驅(qū)動器的體積和重量，并增加了驅(qū)動器的無效能耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種旋翼飛行器的動力系統(tǒng)以解決平流層飛艇在飛行時無法對電機(jī)進(jìn)行很好的散熱的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種旋翼飛行器的動力系統(tǒng)，包括支架、電機(jī)、螺旋槳和風(fēng)扇，所述支架的一端與飛行器本體連接，另一端連接所述電機(jī)，且所述電機(jī)的輸出軸沿所述飛行器本體的長度方向設(shè)置且向所述飛行器本體的頭部延伸，所述螺旋槳的槳葉和所述風(fēng)扇的扇葉均通過槳轂安裝于所述電機(jī)的輸出軸上，且所述風(fēng)扇的扇葉與所述螺旋槳的槳葉交錯設(shè)置，所述扇葉的長度小于所述槳葉的長度。

其中，所述電機(jī)的外表面上設(shè)有多個間隔設(shè)置的第一散熱翅片，所述第一散熱翅片沿所述飛行器本體的長度方向設(shè)置。

其中，還包括與所述電機(jī)連接的驅(qū)動器，所述驅(qū)動器與所述支架固定連接且與所述螺旋槳的槳葉的中部相對設(shè)置。

其中，所述驅(qū)動器的外表面上設(shè)有多個間隔設(shè)置的第二散熱翅片，所述第二散熱翅片沿所述飛行器本體的長度方向設(shè)置。

其中，所述電機(jī)的輸出軸與槳轂通過法蘭連接。

其中，還包括錐形整流罩，所述錐形整流罩設(shè)于所述電機(jī)的輸出軸遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一端。

其中，所述扇葉的數(shù)量為多個，多個所述扇葉沿所述槳轂的周向均勻且間隔設(shè)置。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本實用新型提供了一種旋翼飛行器的動力系統(tǒng)，包括支架、電機(jī)、螺旋槳和風(fēng)扇，支架的 一端與飛行器本體連接，另一端與電機(jī)連接，電機(jī)的輸出軸沿飛行器本體的長度方向設(shè)置且沿飛行器本體的頭部方向延伸，螺旋槳的槳葉和所風(fēng)扇的扇葉均通過槳轂安裝于電機(jī)的輸出軸上，且風(fēng)扇的扇葉與螺旋槳的槳葉交錯設(shè)置，扇葉的長度小于槳葉的長度。旋翼飛行器在飛行過程中，電機(jī)啟動，帶動設(shè)于電機(jī)輸出軸上的螺旋槳和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，螺旋槳轉(zhuǎn)動給旋翼飛行器向前飛行提供動力，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的氣流流經(jīng)電機(jī)，對電機(jī)進(jìn)行散熱。本實用新型提供的旋翼飛行器利用旋翼飛行器的飛行特點，設(shè)置風(fēng)扇并使風(fēng)扇的扇葉與槳葉交錯設(shè)置，避免槳葉擋到風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流，使風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流很好的向后流動，對電機(jī)進(jìn)行散熱，有效的提高了電機(jī)的散熱能力，進(jìn)而提供電機(jī)的工作效率和可靠性。

除了上面所描述的本實用新型解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本實用新型的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的旋翼飛行器的動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的左視圖。

圖中：1：螺旋槳；2：風(fēng)扇；3：電機(jī)；4：驅(qū)動器；5：支架；6：飛行器本體；22：整流罩；31：第一散熱翅片；41：第二散熱翅片；51：安裝架；52：安裝架。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├? 領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。

如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供的一種旋翼飛行器的動力系統(tǒng)，包括支架5、電機(jī)4、螺旋槳1和風(fēng)扇2，支架5為多條連接桿搭接成的框架結(jié)構(gòu)，支架5的一端與飛行器本體6連接，另一端連接電機(jī)3，支架5可以安裝在飛行器本體6的上方，也可以安裝在飛行器本體6的一側(cè)，如圖1所示，在本實施例中，支架5安裝在飛行器本體6的上方，支架5的下端與飛行器本體6連接，支架5的上端安裝電機(jī)3。電機(jī)3的輸出軸沿飛行器本體6的長度方向設(shè)置且向飛行器本體6的頭部延伸，螺旋槳1的槳葉和風(fēng)扇2的扇葉均通過槳轂安裝于電機(jī)3的輸出軸上，即螺旋槳1和風(fēng)扇2安裝于電機(jī)3的前端，且風(fēng)扇2的扇葉與螺旋槳1的槳葉交錯設(shè)置，扇葉的長度小于槳葉的長度。具體的，槳轂通過法蘭安裝在電機(jī)3的輸出軸上，螺旋槳1的槳葉和風(fēng)扇2的扇葉均安裝在槳轂上，槳葉和扇葉的數(shù)量均為多個，在本實施例中，槳葉的數(shù)量為2個，扇葉的數(shù)量為4個，2個槳葉沿一條直線設(shè)置，4個扇葉沿槳轂的周向均勻間隔設(shè)置且對稱的安裝2個扇葉之間，且在安裝時要保證槳葉和扇葉錯開，避免槳葉擋到扇葉。飛行器在飛行過程中，電機(jī)3啟動，螺旋槳1和風(fēng)扇2隨電機(jī)3的輸出軸轉(zhuǎn)動，螺旋槳1的轉(zhuǎn)動為飛行器的前行提供動力，風(fēng)扇2的轉(zhuǎn)動產(chǎn) 生氣流在前行的過程中向后流動，對電機(jī)3進(jìn)行很好的散熱，提高了電機(jī)3的散熱效果，進(jìn)而提高了電機(jī)3的工作效率和可靠性。

進(jìn)一步地，還包括與電機(jī)3連接的驅(qū)動器4，驅(qū)動器4用于控制電機(jī)3的輸出軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動器4與支架5固定連接且與螺旋槳2的槳葉的中部相對設(shè)置。具體的，驅(qū)動器4通過與支架5連接的安裝架51和安裝架52固定在支架5上與螺旋槳1的槳葉的中部相對的位置上，螺旋槳1在轉(zhuǎn)動時，槳葉的中部會產(chǎn)生較大的氣流，將驅(qū)動器4安裝在與槳葉的中部相對的位置，時槳葉產(chǎn)生的氣流對驅(qū)動器進(jìn)行散熱。

進(jìn)一步地，電機(jī)3的外表面上設(shè)有多個間隔設(shè)置的第一散熱翅片31，第一散熱翅片31沿飛行器本體6的長度方向設(shè)置，相鄰的兩個第一散熱翅片31之間形成氣流通道，風(fēng)扇2在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的氣流流過氣流通道，增大了氣流與電機(jī)3的接觸面積，增強(qiáng)了對電機(jī)3的散熱效果。

進(jìn)一步地，驅(qū)動器4的外表面上設(shè)有多個間隔設(shè)置的第二散熱翅片41，第二散熱翅片41沿飛行器本體6的長度方向設(shè)置，相鄰的兩個第二散熱翅片41之間形成氣流通道，螺旋槳1在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的氣流流過氣流通道，增大了氣流與驅(qū)動器4的接觸面積，增強(qiáng)了對驅(qū)動器4散熱的效果。

進(jìn)一步地，該旋翼飛行器動力系統(tǒng)還包括錐形整流罩22，錐形整流罩22設(shè)于電機(jī)3的輸出軸遠(yuǎn)離電機(jī)3的一端。在飛行器前行的過程中，錐形整流罩22使氣流更好的經(jīng)過槳轂流向電機(jī)3，進(jìn)而更好的帶走電機(jī)3的熱量。

使用時，將驅(qū)動器4安裝在支架5上對應(yīng)螺旋槳1的槳葉的中段氣流較大的位置，風(fēng)扇2的扇葉長度要合理設(shè)置，使風(fēng)扇2產(chǎn)生的氣流能夠很好的對電機(jī)3進(jìn)行散熱。

綜上所述，本實用新型提供的旋翼飛行器通過在槳轂上設(shè)置風(fēng)扇2產(chǎn)生氣流對電機(jī)實現(xiàn)散熱，并通過將驅(qū)動器4設(shè)置于支架5上與螺旋槳1的槳葉的中段氣流較大的位置處，實現(xiàn)對驅(qū)動器4的很好的散熱 效果，進(jìn)而提高了電機(jī)3和驅(qū)動器4的工作效率和可靠性。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。