一种多旋翼飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器的，尤其涉及飞行器的动力以及飞行控制技术。
【背景技术】
[0002]目前，能实现垂直起降和悬停的飞行器种类很多，如:飞艇、直升飞机、垂直起降固定翼飞机、旋翼机、多旋翼飞行器(亦称多轴飞行器)等。这些飞行器的动力驱动方式一般就三种:燃油发动机、电力发动机或者油电混合进行供电。
[0003]但是三种驱动方式的飞行器都各有其弊病，在同等的起飞重量条件下，以燃油发动机为动力的飞行器的特点是续航时间长，载重量大，但需要较复杂的机械控制机构，动力过载能力弱，动力输出及姿态控制困难。
[0004]以电动机为动力的飞行器的特点是可省却机械控制结构，动力过载能力强，动力输出及姿态控制敏锐可靠，但受到目前电池技术的限制，相对续航时间短，载重量有限，需频繁更换电池，运行效率低，成本较高。
[0005]而油电混合多旋翼飞行器则有的是使用燃油发动机发电和充电，再供电动机使用，此方案的能量转化率过低。还有的是在目前的多旋翼飞行器中加入几组燃油发动机搭配螺旋桨，通过桨的高速旋转获得更大的升力，尽管已考虑到将发动机的数量设为偶数并同时搭配正桨和反桨可相互抵消反扭力，但多台发动机未能做到机械同步联动，当多台燃油发动机输出的动力稍有不同时，就会产生复杂多样的不平衡力矩，使得飞行器很难稳定飞行和控制。
[0006]因此，需要提供一种多旋翼飞行器，使它不限于动力源形式，也不依赖于复杂的机械控制结构，就可以实现稳定悬停及升降等飞行动作。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决上述现有技术的问题，提出一种多旋翼飞行器，包括燃油发动机、同步齿轮驱动机构、机架和多根电机支撑臂组成的机身、起落架、螺旋桨、电动机、电子调速器、电池组和飞行控制系统，螺旋桨包括:一对同速反向共轴双旋翼的主螺旋桨，由一台或多台燃油发动机通过同步齿轮驱动机构驱动，承担飞行器的主要升力；至少4η个副螺旋桨，它们速度可调，每2个副螺旋桨为一组，其旋转方向相反，主要用于控制飞行器的姿态平衡及悬停、升降、前后左右、方向的机动飞行，同时承担飞行器的小部分升力，η为正整数，且 n>=lo
[0008]本发明通过燃油发动机为主动力驱动和电动机为辅助驱动混合为飞行器提供升力和姿态控制及飞行控制，由一台或多台燃油发动机通过同步齿轮驱动机构驱动，带动一对主螺旋桨(一正一反)同速反向旋转，为飞行器提供主要升力，由至少4台以上电动机驱动的多对副螺旋桨，主要用于控制飞行器的姿态平衡及悬停、升降、前后左右、方向的机动飞行控制，同时承担飞行器的小部分升力，同步齿轮驱动机构用于同步、协调、减速和调向主动力驱动的输入输出，提供可控的平衡稳定的升力输出，消除不平衡扭矩输出。以保证能与电动机、副螺旋桨构成的辅助驱动系统很好组合，成为实用的、可行的油电混合动力驱动方案，可广泛应用于垂直起降固定翼飞机和大载重长航时的多旋翼等飞行器中，尤其是中大型飞行器。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的主视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的俯视图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合附图和实施例，说明本发明的结构原理。
[0011]如图1至图3所示，本发明的多旋翼飞行器包括机架1、起落架2、飞行控制系统以及两套动力驱动机构，这两套动力驱动机构分别为主动力组和辅动力组。
[0012]其中主动力组包括动力源、同步齿轮驱动机构和主螺旋桨12，同步齿轮驱动机构包括一对动力输出轴和同步齿轮组，动力输出轴由一空心轴3和贯穿该空心轴3的芯轴4组成，同步齿轮组相应地也设有两个大齿轮5，这两个大齿轮5分别与芯轴4、空心轴3同轴心连接，并且两个大齿轮5的相对面之间设有模数和齿数完全一致的一个或多个小齿轮6。同步齿轮驱动机构具有四大功能，同步、协调、减速和调向，同步功能可以保障每个动力输出轴转速一致，协调功能可以保障在使用多台燃油发动机或主电机时，均衡各发动机、电动机的动力输出状态差异，减速功能可以保障主螺旋桨做功效率最高，调向功能可以保障动力输出轴是由正转和反转成对组成，以相互抵消主螺旋桨产生的反扭矩，同时可以保障在使用多台燃油发动机或使用主螺旋桨电动机或使用发电机时的动力输出轴和动力输入轴的方向符合安装要求。
[0013]主动力组中的动力源有两种实施例，其中，第一种动力源采用的是至少一台燃油发动机7、油箱8，每台燃油发动机7的动力输出轴通过离合器11连接到小齿轮，每个小齿轮6都是啮合在上下两个大齿轮5的凸齿之间。燃油动发动机7通过同步齿轮组带动两个主螺旋桨(一正一反)提供飞行器所需的主要升力。
[0014]主动力组中的动力源的第二种实施例采用主电机9来替换燃油发动机7，主电机9的动力输出轴直接连接到一个小齿轮6，通过电池组10对主电机进行供电，从而带动同步齿轮组，通过同步齿轮驱动机构带动两个主螺旋桨。
[0015]无论是采用燃油发动机还是采用主电机，都可以根据需要配置其个数，以燃油发动机为例，当燃油发动机有多个时，可以沿同步齿轮组中大齿轮的圆周方向进行排列，并分别通过单独的离合器和单独的小齿轮与同步齿轮驱动机构中的大齿轮连接，经同步、协调后有序统一的驱动主螺旋桨工作。解决了多台燃油发动机工作时，动力不协调不同步的问题，也解决了多台燃油发动机驱动多支主螺旋桨容易产生复杂多样的不平衡力矩的问题。因此，可以容许多台燃油发动机同时工作或者部分工作。
[0016]主动力组的螺旋桨是成对设置的，可以是一对，也可以是多对，每对主螺旋桨12的直径、螺矩等气动特性均一致和对称，每对主螺旋桨在飞行器中的气动布局对所产生的升力大小都是均衡的可控的，方向都是一致的，最大限度的减少或削除三维不平衡扭矩和扭力的输出，只产生一致向上的可控升力，是飞行器中承担主要的升力和部分电力的重要组件。当主螺旋桨为一对时，主螺旋桨的一对旋转轴线与飞行器的垂直中轴线重合，即三轴合一。当主螺旋桨为多对时，每对主螺旋桨的旋转轴线与飞行器的气动中心距离相等，且多对主螺旋桨中每对螺旋桨的旋转轴线布局都与飞行器的垂直中轴线两两对称。
[0017]本发明的辅动力组包括副螺旋桨13、电动机14和电池组10，以及支撑副螺旋桨13和电动机的电机支撑臂15，用于控制飞行器的姿态平衡及悬停、升降、前后左右、方向的机动飞行，同时承担飞行器的小部分升力。
[0018]其中副螺旋桨13的