32F100，还使用了加速度型号是还使用了加速度型号是L3GD20、角速度型号是MPU6050、地磁角度型号是LSM303D和气压传感器型号是MS5611，并能接收卫星定位信息，实现所述复合动力直升机的空中定点悬停，上下、左右、前后平移以及机头旋转，完成4自由度的飞行；具有程序控制预定航线飞行和无人遥控飞行两种飞行模式；
在无人遥控飞行模式，由型号是TLJW-FMU4PX的飞行控制器99协助控制下，复合动力直升机在不加控制干预时始终保持定点悬停的姿态，增加了飞行的安全性和操作性。
[0015]在此实例中，实现的复合动力直升机起飞重量在15kg，在海拔2500m的高度能负载2-3kg，实现程序控制预定航线飞行和无人遥控飞行两种飞行模式。
[0016]本发明所述复合动力直升机的动力为目前广泛使用的内燃机100，通过输出轴101直接驱动水平旋翼102作水平方向的旋转，产生向上的升力；升力的大小通过控制内燃机100的转速调节；内燃机100和水平旋翼102之间串接一台电动发电机103，电动发电机103由连接在内燃机输出轴101上的稀土永磁外转子103A和固定在内燃机100外壳上的感应线圈103B组合而成，电动发电机103在电池组104和电动发电控制器105的控制下，作为电动机或发电机使用。
[0017]本发明所述复合动力直升机在内燃机100静止时，电动发电机103在电动发电控制器105的控制下作为起动机使用，用来启动内燃机100，内燃机100运转后，带动电动发电机103发电，通过电动发电控制器105的管理，将发出的电能储存到锂电池组104中；电动发电机103在内燃机100运行中还工作在电动机状态，为内燃机100助力，提供瞬间加速的动力共同驱动水平旋翼102 ；
所述复合动力直升机在尾杆106上固定有电子调速器107和三相无刷电机108，三相无刷电机108上安装垂直旋转的尾桨109 ;电子调速器107接受飞行控制器的指令，控制三相无刷电机108的转速，带动尾桨109，产生相应的推力平衡水平旋翼产生的反向转矩，以使直升机保持方向或转向；
飞行控制器99其内部包含加速度、角速度、地磁角度和气压传感器，并能接收卫星定位信息，实现所述复合动力直升机的空中定点悬停，上下、左右、前后平移以及机头旋转，完成4自由度的飞行；具有程序控制预定航线飞行、无人遥控飞行和机上人员控制飞行三种飞行模式。
[0018]在无人遥控飞行模式，接收机88接受远程控制信号，在飞行控制器99协助控制下进行上下、左右、前后平移以及机头旋转，完成4自由度的飞行飞行；在没有控制指令时，复合动力直升机始终保持定点悬停的姿态，增加了飞行的安全性和操作性。
[0019]上述实例仅仅是为清楚的说明本发明所作的举例，在使用较大的内燃机和相应的旋翼的情况下，对于所述领域的普通技术人员来说，做出更大的负载能力，以及可以载人的变化和变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种复合动力直升机，包括无线接收装置(88)、飞行控制器(99)、内燃机(100)、水平旋翼(102)、电动发电机(103)、电池组(104)、电动发电控制器(105)、尾杆(106)、电子调速器(107，110，111，112，113)，三相无刷电机(108，210，211，212，213)、尾桨(109)、平衡旋翼(310，311，312，313)、机架(400)和载荷区(402)，其特征在于，所述内燃机的动力通过输出轴(101)直接驱动水平旋翼(102)作水平方向的旋转，产生向上的升力，升力的大小通过控制内燃机的转速调节； 所述的内燃机(100 )和水平旋翼(102 )之间串接一台电动发电机(103 )，电动发电机由连接在内燃机输出轴(101)上的稀土永磁外转子(103A)和固定在内燃机外壳上的感应线圈(103B)组合而成，作为电动机或发电机使用的电动发电机(103)由电池组(104)和电动发电控制器(105)控制； 四个用于控制所述复合动力直升机飞行姿态水平旋转的平衡旋翼(310、311、312和313)分别由三相无刷电机(210、211、212和213)驱动，三相无刷电机(210、211、212和213)又分别由电子调速器(110、111、112和113 )控制，并接受飞行控制器(99 )的统一控制； 所述的尾杆(106)上固定有电子调速器(107)和三相无刷电机(108)，三相无刷电机(108)上安装垂直旋转的尾桨(109);电子调速器(107)接受飞行控制器的指令，控制三相无刷电机(108)的转速，带动尾桨(109)产生相应的推力平衡水平旋翼产生的反向转矩，以使直升机保持方向或转向。
2.根据权利要求1所述的复合动力直升机，其特征在于，所述的电动发电机(103)，在内燃机(100)静止时，在电动发电控制器(105)的控制下作为起动机使用，用来启动内燃机；内燃机运转后带动电动发电机(103)发电，通过电动发电控制器(105)将发出的电能储存到电池组(104)中；电动发电机(103)在内燃机运行中还工作在电动机状态，为内燃机助力，提供瞬间加速的动力共同驱动水平旋翼(102)。
3.根据权利要求1所述的复合动力直升机，其特征在于，所述飞行控制器(99)，其内部设置加速度、角速度、地磁角度和气压传感器，并能接收卫星定位信息，实现所述复合动力直升机的空中定点悬停，上下、左右、前后平移以及机头旋转，完成4自由度的飞行；具有程序控制预定航线飞行、无人遥控飞行和机上人员控制飞行三种飞行模式。
4.根据权利要求3所述的复合动力直升机，其特征在于，所述复合动力直升机在无人遥控飞行模式，接收机(88)接受远程控制信号，在飞行控制器(99)协助控制下进行上下、左右、前后平移以及机头旋转，完成4自由度的飞行飞行；在没有控制指令时，复合动力直升机始终保持定点悬停的姿态，增加了飞行的安全性和操作性。
5.根据权利要求3所述的复合动力直升机，其特征在于，所述飞行控制器(99)，其内部使用两片32位的ARM单片机，型号是STM32F427和STM32F100。
【专利摘要】一种复合动力直升机，通过内燃机的输出轴直接驱动水平旋翼作水平方向的旋转，产生向上的升力；升力的大小通过控制内燃机的转速调节；内燃机和水平旋翼之间串接电动发电机，电动发电机在电池组和电动发电控制器的控制下，作为电动机或发电机使用；所述复合动力直升机在尾杆上固定有电子调速器和三相无刷电机，三相无刷电机上安装垂直旋转的尾桨，产生相应的推力平衡水平旋翼产生的反向转矩；所述复合动力直升机还使用四个水平旋转的平衡旋翼，用于控制飞行姿态；四个电动旋翼分别由三相无刷电机驱动，三相无刷电机又分别由电子调速器控制，并接受飞行控制器的统一控制。
【IPC分类】B64C27-08, B64C27-82, B64C27-12
【公开号】CN104554720
【申请号】CN201410847353
【发明人】张龙, 蒋跃明, 黄彬
【申请人】昆明天龙经纬电子科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日