专利名称：多旋翼油电混合飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种飞行器，特别是涉及一种多旋翼燃油发动机电动机混合型载人飞行器。
背景技术：
目前世界上使用的飞行器主要有直升飞机机、固定翼飞机、旋翼飞机、动力伞、动力三角翼飞行等，但最近几年在航空模型界出现一种新型的飞行器，在国内称为四旋翼飞行器或者叫四轴飞行器，这种飞行器将拥有非常好的机动性，灵活性，轻松实现垂直起飞、 降落、悬停。
四旋翼飞行器由电池、电动机、电子调速器、飞行控制器四大主要部件组成，以最常见的四旋翼飞行器，电动机和电子调速器分别数量为四个，电动机安装在飞行器的四个角上，每个电动机上安装螺旋桨，两副正桨和两副反桨，相同的螺旋桨安装在对角线上，这样有效的将电动机产生的反扭力相互抵消，飞行器则不会出现自转现象。飞行控制电路中一般都集成有多个传感器，包括气压传感器、三轴加速传感器、超生波传感器、指南针、GPS 等，通过传感器获得的数据传到飞行控制器中，经过飞行控制算法处理后的数据传递到四个电子调速器上，电子调速器将对电动机的转速进行调整实现平衡、悬停、上下左右高低飞行。
由于四旋翼飞行器机械结构简单、容易制作在航空模型界技术非常成熟已应用广泛。然而四旋翼飞行器在载人飞行上却很难实现，主要原因是电池瓶颈，实现载人飞行必须使用大型电动机，需要消耗大量的电能。高电压、大容量的电池导致电池过重，最终导致飞行时间过短，难以实现载人飞行，更别说更加大型的多旋翼飞行器了。2011年10月21日在德国首次完成了纯电动多旋翼飞行器载人飞行，不过飞行时间只有短短的1分30秒。
因此设计一种解决电池瓶颈，至少可以飞行30分钟以上，真正的将多旋翼飞行器用于载人飞行使之成为现实，或者使用在更加大型的多旋翼飞行器上的多旋翼飞行器是本领域技术人员亟需解决的一个技术问题。发明内容
为克服上述同类技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多旋翼油电混合飞行器，可以真正解决飞行器由于电池过重，导致飞行时间短的技术问题。
本发明的技术方案是一种由燃油发动机和电动机组成的多旋翼飞行器，包括电子调速器、飞行控制系统、燃油发动机、电动机、电池组、多根机轴组成的机身和多个螺旋桨，其特征在于所述螺旋桨分为采用燃油发动机驱动的第一螺旋桨和采用电动机驱动的第二螺旋桨，所述多个第一螺旋桨提供整个飞行器的主要升力，所述多个第二螺旋桨提供整个飞行器平衡、方向和整个飞行器的小部分升力。
优选地，所述第一螺旋桨和第二螺旋桨的个数均为偶数，所述多个第一螺旋桨均勻设置在机身中部且第一螺旋桨之间两两对称，所述多个第二螺旋桨均勻设置在机身外围且第二螺旋桨之间两两对称，所述第一螺旋桨、第二螺旋桨的设置保证机身受力平衡。
优选地，所述同一机轴上相邻的第一螺旋桨与第二螺旋桨之间的距离为 60cm_80cmo
优选地，所述机身的机轴呈“米”字形连接，四个第一螺旋桨以机身中心为中心点两两对称分别设置在各根机轴上且距中心点的距离相等，八个第二螺旋桨以机身中心为中心点两两对称分别设置在各根机轴外端且距中心点的距离相等。
优选地，所述机身的机轴呈“H”字形连接，两个第一螺旋桨分别设置在机轴的两个连接交点上，四个第二螺旋桨分别以两个第一螺旋桨为对称点对称设置在机轴外端。
优选地，所述机身的机轴呈“十”字形连接，四个第一螺旋桨以机身中心为中心点两两对称均勻设置在各机轴上且距中心点的距离相等，四个第二螺旋桨以机身中心为中心点两两对称均勻设置在各机轴上且距中心点的距离相等。
优选地，所述机身采用7075航空铝材。
本发明在目前的多旋翼飞行器中加入几组燃油发动机同样通过螺旋桨高速旋转获得升力，燃油发动机相比电动机具有更大推力，更长续航时间等优点。在飞行器上燃油发动机的数量为偶数同时搭配正桨和反桨可相互抵消扭力。传统的飞行器包括负载都由电动机负责，电动机需要提供整个飞行器的升力，平衡方向等。本发明通过加入燃油发动机后， 电动机只需负责平衡和小部分的升力即可。无需在为电池重量和其它负载担心。整个飞行器包括负载，大部分的升力由燃油发动机负责。一般燃油发动机的油门是固定的，在飞行器起飞前针对不同的负载可提前设定油门，从而确保稳定飞行。
本发明的用途及效果民用的话代替现有的汽车出行方式，改为更高效的飞行器出行，用于急救、火灾等，以最快的速度抢救生命。警用军用，可实现快速抓捕嫌疑犯，也可用于战场。
图1是本发明实施例1的结构示意图
图2是本发明实施例2的结构示意图具体实施方式
根据附图，对本发明进行详细的叙述。
参照图1，提出本发明的实施例1，一种多旋翼油电混合飞行器，包括电子调速器 1、飞行控制系统2、多根机轴组成的机身3和多个螺旋桨，所述螺旋桨分为采用燃油机驱动的第一螺旋桨4和采用电动机驱动的第二螺旋桨5，所述同一机轴上相邻的第一螺旋桨4与第二螺旋桨5之间的距离为60cm-80cm，所述机身3的机轴呈“米”字形连接，四个第一螺旋桨4以机身中心为中心点两两对称分别设置在各根机轴上且距中心点的距离相等，八个第二螺旋桨5以机身中心为中心点两两对称分别设置在各根机轴外端且距中心点的距离相寸。
参照图2，提出本发明的实施例2，一种多旋翼油电混合飞行器，包括电子调速器 1、飞行控制系统2、多根机轴组成的机身3和多个螺旋桨，所述螺旋桨分为采用燃油机驱动的第一螺旋桨4和采用电动机驱动的第二螺旋桨5，所述同一机轴上相邻的第一螺旋桨4与第二螺旋桨5之间的距离为60cm-80cm，所述机身3的机轴呈“十”字形连接，四个第一螺旋桨4以机身中心为中心点两两对称均勻设置在各机轴上且距中心点的距离相等，四个第二螺旋桨5以机身中心为中心点两两对称均勻设置在各机轴上且距中心点的距离相等。
本发明的所述机身3采用7075航空铝材。
以上实施例采用配置的部件，具体参数、重量、获得的升力和动力分配如下
1.电动机
厂商德国黑客电机有限公司
型号Q80_8M
最大功率5500W
空载电流在8. 4V :1.6A
怠速每伏180U/min-l
重量1075克
极数28
输出轴10毫米
搭配M X 20螺旋桨最大可获得18公斤升力，测试环境为地面测试。
为降低电动机对电能的消耗，电动机以半油门的情况工作
功率5500W/2 = 2750W
升力18/2 = 9KG。
2.电子调速器
凤凰无刷电调
型号ICEHV160-160A 高压版
工作电流160A (最大持续)
支持电压14. 8V-50V (自动适应)
重量209.7g(含线)
尺寸100mm X 52mm X 30. 6mm。
3.电池
聚合物锂电池
电压44. 4V/12S1P
容量8000mAh
持续放电倍率25C
瞬间(峰值)放电倍率40C
阻值(m Ω):彡 50m Ω
重量2305g
尺寸56mm X 53mm X 397mm
2750W电动机工作30分钟所需要电池容量计算
2750W/44. 4V =电流 61. 93A/2 =电池容量 31AH
需要4组电池并联，每组重量2. 3KGX4 = 9. 2KG
4.飞行控制系统
深圳大疆WK-M多旋翼自驾仪
飞行器类型四桨/六桨/八桨
电子调速器输出200Hz刷新频率
推荐遥控器PCM或2. 4GHz，至少5通道，并且支持所有通道的失控
保护
推荐电源类型DC 4. 8 12V
功耗最大5W (0. 9Ai5V, 0. 7Ai5. 8V, 0. 5Ai7. 4V, 0. 4Ai8V)
工作环境温度-5°C到+60°C (如果想在低温天气飞行，需要对IMU进行保温，良好的保温措施可以使系统在_5°C甚至更低的环境下飞行。)飞行特性(受机械特性影响)
悬停精度
垂直方向士0.5m
水平方向士2m
抗风能力<8m/s (17. 7mph)
最大旋转角度30°
垂直方向速度3m/s
5.燃油发动机
DLE222汽油发动机
21. 5HP/7500rpm/15. 8KW
怠速IOOOrpm/分钟
适用螺旋桨规格=32X10；32X12 ；34X10
排量222. 5cc
缸径 X 行程45mm X 35mm
压缩比7.6 1
润滑比30 1
重量主机重4950g 总重5610g
搭配32X 12螺旋桨最大可获得52公斤升力，测试环境为地面测试。
汽油机以每小时每千瓦耗油0. 5升计算15. 8KWX0. 4 = 7. 9升
每升97号汽油重量为0. 737千克X 7. 9 =重量5. 82千克
如果油门控制在4/3的位置每小时消耗汽油4. 37千克
结论30分钟消耗2. 2千克汽油
6.机架
材料采用7075航空铝材
形状圆形
结构四台燃油发动机在飞行器中间，重心低于八台电动机
尺寸直径5米
重量35kg
螺旋桨、电子调速器、飞行控制器、油箱及相关线路设备IOKG
合计 45kg。
权利要求
1.一种由燃油发动机和电动机组成的多旋翼飞行器，包括电子调速器、飞行控制系统、 燃油发动机、电动机、电池组、多根机轴组成的机身和多个螺旋桨，其特征在于所述螺旋桨分为采用燃油发动机驱动的第一螺旋桨和采用电动机驱动的第二螺旋桨，所述多个第一螺旋桨提供整个飞行器的主要升力，所述多个第二螺旋桨提供整个飞行器平衡、方向和整个飞行器的小部分升力。
2.根据权利要求1所述的多旋翼油电混合飞行器，其特征在于所述第一螺旋桨和第二螺旋桨的个数均为偶数，所述多个第一螺旋桨均勻设置在机身中部且第一螺旋桨之间两两对称，所述多个第二螺旋桨均勻设置在机身外围且第二螺旋桨之间两两对称，所述第一螺旋桨、第二螺旋桨的设置保证机身受力平衡。
3.根据权利要求1或2所述的多旋翼油电混合飞行器，其特征在于所述同一机轴上相邻的第一螺旋桨与第二螺旋桨之间的距离为60cm-80cm。
4.根据权利要求3所述的多旋翼油电混合飞行器，其特征在于所述机身的机轴呈 “米”字形连接，四个第一螺旋桨以机身中心为中心点两两对称分别设置在各根机轴上且距中心点的距离相等，八个第二螺旋桨以机身中心为中心点两两对称分别设置在各根机轴外端且距中心点的距离相等。
5.根据权利要求3所述的多旋翼油电混合飞行器，其特征在于所述机身的机轴呈“H” 字形连接，两个第一螺旋桨分别设置在机轴的两个连接交点上，四个第二螺旋桨分别以两个第一螺旋桨为对称点对称设置在机轴外端。
6.根据权利要求3所述的多旋翼油电混合飞行器，其特征在于所述机身的机轴呈 “十”字形连接，四个第一螺旋桨以机身中心为中心点两两对称均勻设置在各机轴上且距中心点的距离相等，四个第二螺旋桨以机身中心为中心点两两对称均勻设置在各机轴上且距中心点的距离相等。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的多旋翼油电混合飞行器，其特征在于所述机身采用7075航空铝材。
全文摘要
一种由燃油发动机和电动机组成的多旋翼飞行器，包括电子调速器、飞行控制系统、燃油发动机、电动机、电池组、多根机轴组成的机身和多个螺旋桨，所述螺旋桨分为采用燃油发动机驱动的第一螺旋桨和采用电动机驱动的第二螺旋桨，所述多个第一螺旋桨提供整个飞行器的主要升力，所述多个第二螺旋桨提供整个飞行器平衡、方向和整个飞行器的小部分升力。这样，本发明大部分的升力由燃油机提供，小部分升力和平衡控制、方向控制、高低控制由电动机提供。完美实现油电混合。使得飞行器具有纯电动飞行器的机动性、灵活性和燃油机的大负载能力。
文档编号B64C27/12GK102514711SQ201110411320
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者叶洪新 申请人:叶洪新