無人直升機雙余度渦輪軸動力系統技術方案

本發明專利技術涉及一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，包括兩臺渦輪軸發動機以及與渦輪軸發動機數量對應的超越離合器，所述超越離合器包括外圈和內圈，所述渦輪軸發動機的動力輸出軸與所述超越離合器的外圈可拆卸連接，所述渦輪軸發動機的排氣口與所述渦輪軸發動機的動力輸出軸垂直，兩臺渦輪軸發動機并排設置，且兩臺渦輪軸發動機的排氣口分別朝向兩側。本發明專利技術體積小，重量輕，輸出功率高，結構簡單，運行穩定，振動和噪聲都小于采用活塞發動機的動力系統。本發明專利技術還能夠在單發故障或失效后，提供足夠動力輸出，保證無人直升機安全降落，提高無人直升機動力系統的可靠性。

Double redundant turbine shaft power system for Unmanned Helicopter

The invention relates to an unmanned helicopter dual turbine shaft power system, including two turboshaft engines and turbo shaft engine number corresponding to the clutch, the clutch comprises an outer ring and an inner ring, and the turbine shaft engine power output shaft and the clutch outer ring removably connected to the vent the turbine shaft engine and the power output shaft of the vertical shaft turbine engine, two turboshaft engines arranged side by side, and the exhaust port two turboshaft engines respectively toward both sides. The invention has the advantages of small size, light weight, high output power, simple structure, stable operation, and less vibration and noise than a power system adopting a piston engine. The invention can provide enough power output after single fault or failure to ensure the safe landing of the unmanned helicopter and improve the reliability of the power system of the unmanned helicopter.

【技術實現步驟摘要】
無人直升機雙余度渦輪軸動力系統
本專利技術涉及無人直升機領域，尤其涉及一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統。
技術介紹
現有大中型無人直升機普遍采用單臺燃油活塞式發動機驅動?；钊桨l動機體積重量大，運行噪聲大，在無人直升機內部還需配備冷卻系統才能保證長時間穩定運行，占用了大量寶貴的機艙空間和有效載荷重量。此類發動機結構復雜，零部件數量眾多，活塞氣缸驅動曲軸轉動的基本動力結構不但重量大，零件高頻往復運動，振動劇烈，日常維護保養繁瑣復雜，對燃油質量要求高，而且易出現積碳漏氣抱缸等故障，可靠性不高。而且現有的無人直升機是以單臺發動機為主。若機載發動機在飛行中出現故障，極易導致無人直升機失控，甚至會造成無人直升機墜毀，危及地面人員與財產安全。
技術實現思路
針對上述現有技術中存在的技術問題，本專利技術提供了一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，其體積小，重量輕，輸出功率高，結構簡單，運行穩定，振動和噪聲都小于采用活塞發動機的動力系統。本專利技術還能夠在單發故障或失效后，提供足夠動力輸出，保證無人直升機安全降落，提高無人直升機動力系統的可靠性。本專利技術的技術方案是：一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，包括兩臺渦輪軸發動機以及與渦輪軸發動機數量對應的超越離合器，所述超越離合器包括外圈和內圈，所述渦輪軸發動機的動力輸出軸與所述超越離合器的外圈可拆卸連接，所述渦輪軸發動機的排氣口與所述渦輪軸發動機的動力輸出軸垂直，兩臺渦輪軸發動機并排設置，且兩臺渦輪軸發動機的排氣口分別朝向兩側。作為優選：所述渦輪軸發動機的動力輸出軸與所述超越離合器之間通過柔性聯軸器連接，所述柔性聯軸器具有與所述渦輪軸發動機的動力輸出軸連接的輸入端以及與所述超越離合器的外圈連接的輸出端。作為優選：所述渦輪軸發動機的動力輸出軸的輸出端部具有法蘭連接盤，所述法蘭連接盤上開設有沿其周向分布的多個通孔，所述柔性聯軸器的輸入端設置有與所述法蘭連接盤上的通孔數量及位置對應的螺紋孔，所述法蘭連接盤通過穿過所述通孔旋入所述螺紋孔內的螺釘與所述柔性聯軸器的輸入端連接。作為優選：所述柔性聯軸器由輸出連接件、柔性連接件和輸入連接件同軸組裝而成；所述輸入連接件的一端為輸入端，所述輸入連接件的另一端為用于連接所述輸出連接件的第一配合端，所述輸出連接件的一端為用于連接所述輸入連接件的第二配合端，所述輸出連接件的另一端為輸出端；所述柔性連接件由圓環體以及設置在所述圓環體的圓周外壁上且沿所述圓環體的周向均布的呈圓形或者橢圓形的四個柔性卡件組成；所述第一配合端的端面上設置有兩個徑向對稱的第一連接凸塊，所述第一連接凸塊具有兩個分別與所述圓環體上兩個相鄰的柔性卡件的弧形側壁配合的弧形凹面，且所述第一連接凸塊的兩個弧形凹面沿所述輸入連接件的徑向對稱；所述第二配合端的端面上設置有兩個徑向對稱的第二連接凸塊，所述第二連接凸塊和第一連接凸塊的形狀大小相同；所述輸入連接件、柔性連接件和輸出連接件相互配合組裝在一起時，兩個所述第一連接凸塊與兩個所述第二連接凸塊相互交錯，形成與四個柔性卡件匹配的四個卡槽，所述柔性連接件位于所述輸出連接件和所述輸入連接件之間，且四個柔性卡件配合嵌設于所述第一連接凸塊和第二連接凸塊之間的四個卡槽內。作為優選：所述輸入連接件、柔性連接件和輸出連接件相互配合組裝在一起時，所述第一連接凸塊與所述輸出連接件的第二配合端的端面之間具有第一間隙，所述第二連接凸塊與所述輸入連接件的第一配合端的端面之間具有第二間隙。作為優選：所述柔性卡件的弧形側壁與其兩端面的相接處做倒角處理，且兩處倒角在軸向上的加工距離均大于所述第一間隙和第二間隙。作為優選：所述輸入連接件的輸入端的端面上一體設置有與所述法蘭連接盤的通孔數量及位置對應的凸起部，所述螺紋孔設置在所述凸起部上，所述輸入連接件的輸入端的中部一體設置有圓形凸環，所述圓形凸環的外壁與所述輸入連接件的輸入端的端面之間還加工有加強筋，且所述加強筋與所有凸起部連成一體。作為優選：所述柔性聯軸器的輸出端與所述超越離合器的外圈之間為鍵連接。作為優選：所述柔性聯軸器的輸出端與所述超越離合器的外圈之間為法蘭連接。作為優選：所述柔性聯軸器的輸出端與所述超越離合器的外圈之間為銷軸連接。本專利技術的有益效果是：本專利技術采用渦輪軸發動機作為輸出動力，具有體積小，重量輕，輸出功率高，結構簡單，運行平穩，振動和噪聲都小于活塞發動機的優點，本專利技術無需額外配備冷卻系統，進一步減輕了整個動力系統的重量，提高了動力系統的工作效率。本專利技術的動力系統采用兩臺渦輪軸發動機，提高輸出功率，增大有效載荷重量和續航時間。兩臺渦輪軸發動機互為備份，當其中一臺渦輪軸發動機發生故障或失效后，另一臺渦輪軸發動機可以提供足夠動力輸出，保證無人直升機安全降落，提高無人直升機動力系統的可靠性。在渦輪軸發動機的動力輸出通道中加入超越離合器可以協調兩臺渦輪軸發動機的功率輸出，提高動力系統的輸出穩定性。超越離合器可在渦輪軸發動機的輸出轉速小于減速器的輸入軸轉速時切斷動力輸出，避免兩臺渦輪軸發動機轉速不同造成低速轉動的渦輪軸發動機吸收高速轉動的渦輪軸發動機輸出功率，降低動力系統整體輸出功率。柔性聯軸器內的柔性連接件在保證可靠傳動的同時能夠減小動力系統的機械振動，降低共振風險。柔性聯軸器的結構可以實現渦輪軸發動機的快速模塊化拆裝，方便無人直升機的日常維護和渦輪軸發動機的拆卸更換。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例1的結構示意圖；圖2是本專利技術實施例1的爆炸圖；圖3是本專利技術實施例1中柔性聯軸器的爆炸圖；圖4是本專利技術實施例1中柔性聯軸器未安裝柔性連接件的結構示意圖。圖中1-超越離合器；2-輸出連接件；21-第二連接凸塊；22-第二間隙；3-柔性連接件；31-圓環體；32-柔性卡件；4-輸入連接件；41-第一連接凸塊；42-凸起部；43-螺紋孔；44-圓形凸環；45-加強筋；46-第一間隙；5-渦輪軸發動機；51-排氣口；52-法蘭連接盤。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本專利技術的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本專利技術所保護的范圍。實施例1如圖1和圖2所示，一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，包括兩臺渦輪軸發動機5以及分別與兩臺渦輪軸發動機5連接的兩個超越離合器1。渦輪軸發動機5的排氣口51與渦輪軸發動機5的動力輸出軸垂直，本專利技術中，將兩臺渦輪軸發動機5并排設置，且使兩臺渦輪軸發動機5的排氣口51分別朝向兩側，更加利于渦輪軸發動機5在工作中的廢氣排出，也更利于其與無人直升機的機身的裝配。本專利技術采用兩臺渦輪軸發動機5作為輸出動力，具有體積小，重量輕，輸出功率高，結構簡單，運行平穩，振動和噪聲都小于活塞發動機的優點，增大有效載荷重量和續航時間。由于渦輪軸發動機5熱能轉化利用率高，產生的熱量較小，因此無需額外配備冷卻本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，其特征在于：包括兩臺渦輪軸發動機(5)以及與渦輪軸發動機(5)數量對應的超越離合器(1)，所述超越離合器(1)包括外圈和內圈，所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸與所述超越離合器(1)的外圈可拆卸連接，所述渦輪軸發動機(5)的排氣口(51)與所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸垂直，兩臺渦輪軸發動機(5)并排設置，且兩臺渦輪軸發動機(5)的排氣口(51)分別朝向兩側。

【技術特征摘要】
1.一種無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，其特征在于：包括兩臺渦輪軸發動機(5)以及與渦輪軸發動機(5)數量對應的超越離合器(1)，所述超越離合器(1)包括外圈和內圈，所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸與所述超越離合器(1)的外圈可拆卸連接，所述渦輪軸發動機(5)的排氣口(51)與所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸垂直，兩臺渦輪軸發動機(5)并排設置，且兩臺渦輪軸發動機(5)的排氣口(51)分別朝向兩側。2.根據權利要求1所述的無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，其特征在于：所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸與所述超越離合器(1)之間通過柔性聯軸器連接，所述柔性聯軸器具有與所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸連接的輸入端以及與所述超越離合器(1)的外圈連接的輸出端。3.根據權利要求2所述的無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，其特征在于：所述渦輪軸發動機(5)的動力輸出軸的輸出端部具有法蘭連接盤(52)，所述法蘭連接盤(52)上開設有沿其周向分布的多個通孔，所述柔性聯軸器的輸入端設置有與所述法蘭連接盤(52)上的通孔數量及位置對應的螺紋孔(43)，所述法蘭連接盤(52)通過穿過所述通孔旋入所述螺紋孔(43)內的螺釘與所述柔性聯軸器的輸入端連接。4.根據權利要求3所述的無人直升機雙余度渦輪軸動力系統，其特征在于：所述柔性聯軸器由輸出連接件(2)、柔性連接件(3)和輸入連接件(4)同軸組裝而成；所述輸入連接件(4)的一端為輸入端，所述輸入連接件(4)的另一端為用于連接所述輸出連接件(2)的第一配合端，所述輸出連接件(2)的一端為用于連接所述輸入連接件(4)的第二配合端，所述輸出連接件(2)的另一端為輸出端；所述柔性連接件(3)由圓環體(31)以及設置在所述圓環體(31)的圓周外壁上且沿所述圓環體(31)的周向均布的呈圓形或者橢圓形的四個柔性卡件(32)組成；所述第一配合端的端面上設置有兩個徑向對稱的第一連接凸塊(41)，所述第一連接凸塊(41)具有兩個分別與所述圓環體(31)上兩個相鄰的柔性卡件(32)的弧形側壁配合的弧形凹面，且所述第一連接凸塊(41)的兩個弧形凹面沿所述輸入連接件(4)的徑向對稱；所述第二配合端的端面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田松，
申請(專利權)人：必揚星環北京航空科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11