一种基于微燃机的飞行器供电系统的制作方法

本实用新型属于飞行器技术领域，具体涉及一种基于微燃机的飞行器供电系统。

背景技术：

在飞行器研制中，需要对系统中多个装置进行供电，现有的电池存在容量有限，难以适应特殊环境要求等缺陷。

微燃发电机系统自上世纪90年代民用至今，在孤岛供电、热电连供等领域已有大规模的应用经验。微燃机利用燃油驱动发电机产生480v交流电，经变流器整流为680v直流电，再经变压器变为72v直流电源输出以实现供电，但目前微燃机供电主要应用于地面的设备中，目前还欠缺在飞行器的应用案例，特别是在高速飞行模式及具有一定仰角的飞行条件下的应用问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决微燃供电在飞行器应用中存在的适用性问题，提供一种基于微燃机的飞行器供电系统。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种基于微燃机的飞行器供电系统，包括吊舱和设置在吊舱内部的微燃发电机、控制器、储油罐和变流器单元，控制器控制储油罐供油给微燃发电机发电后，由变流器单元为飞行器供电，所述的吊舱包括支架和包裹在支架外部的蒙皮，吊舱的中部为圆筒形的直段，吊舱的迎风面和背风面设置有圆滑过渡的整流罩。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，所述的储油罐包括前储油罐和后储油罐，前储油罐和后储油罐之间通过管路和阀门连通。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，迎风面和背风面的整流罩尺寸相同，结构可互换。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，管路设置在壳体内的底部位置。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，蒙皮为不锈钢蒙皮。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，支架为环框和横梁组成的不锈钢框架结构。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，吊舱直段的蒙皮为活动联接的上下两半结构。

上述基于微燃机的飞行器供电系统中，吊舱直段的蒙皮两侧设置有维修窗口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型针对飞行器供电要求设计，基于微燃发电机和变流技术实现了飞行器72v直流供电；吊舱采用框梁承力结构的支架和蒙皮结构，最大限度减轻的重量。同时吊舱迎风面和背风面采用气动外形的整流罩结构，进一步降低空气阻力。此外将储油罐分成前储油罐和后储油罐，两部分的燃油装载量相同，由油路连接形成连通器结构，确保了平飞和10°攻角下吊舱重心位置满足飞行器的设计要求。

附图说明

图1为本实用新型吊舱的结构组成原理示意图；

图2为本实用新型吊舱的支架结构示意图；

图3为本实用新型吊舱在水平状态下的重心位置示意图；

图4为本实用新型吊舱在10°攻角下的重心位置示意图。

其中：1-支架；2-蒙皮；3-整流罩；4-前储油罐；5-后储油罐；6-变流器单元；7-微燃发电机；8-阀门；9-管路；10-吊挂中心线；11-重心基线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1和图2所示，本实用新型的飞行器供电系统包括吊舱和吊舱内部搭载的微燃发电机7、控制单元、变流器单元6、储油罐及支架1，按照功能需求吊舱首先需要将上述设备装载，能够与飞行器挂架完成结构连接和电气连接；同时需要保持气动阻力较小的气动外形，以及较轻的重量。

微燃发电机7采用capstone公司的燃机，主要由高速发电机、空气压缩机、涡轮透平、燃烧室等组成。采用的燃料为航空煤油，该机在地面发电功率约数十千瓦，6000m高空处燃机输出功率约十几千瓦。系统启动且燃气温度状态稳定后，转入发电状态，由进气口吸入的冷空气首先给高速电机及电力电子部分进行冷却，继而进入压气机进行压缩；燃油通过燃料喷嘴雾化后和压缩空气进行混合进入燃烧室燃烧，高温气体进入透平端做功，拖动发电机发电；透平做功后的燃气进入回热器进行热量回收以加热压缩燃气，回热后的气体作为废气排出。

控制器主要包括燃机控制模块，负责控制燃机系统温度、压力、流量的监控、功率调节、系统预警。当机电管理计算机发出指令进行加热负载调节时，燃机控制模块通过控制燃油供给量以及发电机转速进行发电功率的调节。

变流器单元6包括发电机变流器、dc/dc变换器和蓄电池，为了减轻重量并提高可靠性，蓄电池为150v/30ah高倍率磷酸铁锂电池，且采用单向电路，只放电不充电。微燃发电机7在额定转速89000r/min时的输出电压为交流480v，经过变流器和dc/dc变换器后输出680v的直流电压。dc/dc变换器将680v直流输入变换为72v直流输出。

吊舱结构主要包括框梁承力结构的支架1和支架上设置的蒙皮2，最大外径≤450mm，吊舱长度≤2000mm。吊舱迎风面和背风面采用气动设计外形，为尺寸相同、可互换的圆滑过渡整流罩3，以进一步降低空气阻力，同时便于加工和互换。

作为进一步的实施方式，主体结构中段为圆筒段外形。前后整流罩蒙皮2设计为对半焊接机构；吊舱圆直段蒙皮2分为活动联接的上下两半，同时两侧设置有可拆卸区域作为设备维护窗口。支架1包括四段环框和若干横梁，支架1和蒙皮2均选用航空高强度不锈钢材料7075-t5。

飞行器在设计中对吊舱的重心位置提出了较高的要求，要求在平飞和10°攻击角两种工作状态下重心应在两吊耳的中心线一定距离内。为了满足上述要求，将储油罐分成前储油罐4和后储油罐5，两部分的燃油装载量相同，由油路连接形成连通器结构，保证前后油箱的燃油消耗量大致相同，从而确保吊舱重心位置的相对稳定。

如图3为满油状态下吊舱重心基线11与吊挂中心线10基本重合，二者之间的距离为1.3mm，符合吊舱悬挂要求。

图4为10°攻角吊舱前后储油罐重量不平衡最极端情况，吊舱前端翘起，前储油罐4的油通过管路9连通并流至后储油罐5，直到油液面平衡，此时吊舱重心基线11在吊挂中心线10的后方，两条线之间的间距为62.69mm，小于设计标准要求的76mm，因此吊舱在不同姿态下的重心变化满足标准要求。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：包括吊舱和设置在吊舱内部的微燃发电机（7）、控制器、储油罐和变流器单元（6），控制器控制储油罐供油给微燃发电机（7）发电后，由变流器单元（6）为飞行器供电，所述的吊舱包括支架（1）和包裹在支架（1）外部的蒙皮（2），吊舱的中部为圆筒形的直段，吊舱的迎风面和背风面设置有圆滑过渡的整流罩（3）。

2.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：所述的储油罐包括前储油罐（4）和后储油罐（5），前储油罐（4）和后储油罐（5）之间通过管路（9）和阀门（8）连通。

3.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：迎风面和背风面的整流罩（3）尺寸相同，结构可互换。

4.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：管路（9）设置在壳体内的底部位置。

5.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：蒙皮（2）为不锈钢蒙皮。

6.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：支架（1）为环框和横梁组成的不锈钢框架结构。

7.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：吊舱直段的蒙皮（2）为活动联接的上下两半结构。

8.根据权利要求1所述的基于微燃机的飞行器供电系统，其特征在于：吊舱直段的蒙皮（2）两侧设置有维修窗口。

技术总结
本实用新型公开了一种基于微燃机的飞行器供电系统，包括吊舱和设置在吊舱内部的微燃发电机、控制器、储油罐和变流器单元，所述的吊舱包括支架和包裹在支架外部的蒙皮，吊舱的中部为圆筒形的直段，吊舱的迎风面和背风面设置有圆滑过渡的整流罩。储油罐包括前储油罐和后储油罐，前储油罐和后储油罐之间通过管路和阀门连通。本实用新型针对飞行器供电要求设计，基于微燃发电机和变流技术实现了飞行器供电；吊舱采用框梁承力结构的支架和蒙皮结构，最大限度减轻的重量，同时吊舱迎风面和背风面采用气动外形的整流罩结构，进一步降低空气阻力，且平飞和10°攻角下吊舱重心位置满足飞行器的设计要求。

技术研发人员：朱晓勤;秋实;张洋洋;姚建平
受保护的技术使用者：陕西五洲机电科技有限公司
技术研发日：2020.10.30
技术公布日：2021.07.13