一种无人机发动机安装架

1.本发明为无人机发动机安装架的创新设计，满足航空零件的轻量化要求，属于航空设计领域。


背景技术：

2.一般无人机的发动机通过呈矩形四角点的四点安装在无人机机身上，常规无人机发动机也按此惯例设计安装孔，其安装较为方便。然而，对于一些非常规无人机发动机，则有特殊的孔位设计，为了将其安装到无人机上，需要专门设计发动机安装架。本发明针对一种具有非常规安装孔位的航空发动机设计了一款发动机安装架，具有安全可靠、构造简单、重量轻、使用方便的特点。


技术实现要素：

3.对于具有非常规安装孔位的无人机发动机，需要合理规划发动机安装架的结构形式，将其转为无人机常用的安装孔位，方便安装。发动机是无人机的动力来源，也是载荷集中作用的部件，其发动机安装架需要全面考虑载荷状态，使其在发动机运转过程中安全可靠。作为用于无人机的零件，需要对结构进行合理优化，尽可能降低自身重量，以提高无人机的飞行性能。
附图说明
4.图1是根据本发明的一个实施例的发动机安装架的正面俯视示意图。
5.图2是图1所示实施例的发动机安装架背面示意图。
6.图3是图1所示实施例的发动机安装架的正面仰视示意图。
7.图4是根据本发明的一个实施例的发动机安装孔位的示意图。
8.图5是发动机安装在图1所示实施例的发动机安装架上的正面示意图。
9.图6是发动机安装在图1所示实施例的发动机安装架上的背面示意图。
10.图7是根据本发明的一个实施例的发动机与无人机机身的安装示意图。
11.图8是图1所示实施例的发动机安装架承受和传递的载荷与振动示意图。
具体实施方式
12.1)发动机安装架结构
13.根据本发明的一个实施例的发动机安装架(6)的整体结构如图1、图2和图3所示，其包括背板(4)和两个支架(10)。背板(4)上布置有两个发动机水平安装孔(1)，并设有两个凸台(3)，可避免背板(4)与发动机(15)(图4、图5和图6)的结构干涉。背板(4)在支撑支架(10)的基础上向左右两侧延伸出四个耳片(8)，其上设有四个安装孔(9)。支架(10)为一个三角形的结构，其靠上的一条边包括凸缘(14)和支撑板(13)，形成“t”形的剖面形状。在支架(10)最前端设置有两个发动机竖直安装孔(12)，并对应设有加强柱(11)，以提高发动机
竖直安装孔(12)附近的刚度。如图3所示，支架(10)与背板(4)相接处设有大半径圆角(5)，以避免应力集中。为减轻重量，背板(4)中央开有第一减轻孔(2)，支撑板(13)的中心开有第二减轻孔(7)。
14.2)安装形式与承载分析
15.发动机(15)的安装孔位如图4所示。其正面底部有两个竖直螺纹孔(17)，背面底部有两个水平螺纹孔(16)。发动机安装架(6)与发动机(15)安装的示意图如图5和图6所示，通过两颗竖直螺钉(19)和两颗水平螺钉(18)将发动机(15)固定到发动机安装架(6)上。如图7所示，通过螺母(21)将发动机安装架(6)与减震柱(22)相连接，进而整体安装到无人机机身(20)上。
16.如图8所示，发动机(15)承受的载荷主要有推力和自身的重力，发动机(15)的运转也会带来纵向振动。这些载荷都会通过竖直螺钉(19)和水平螺钉(18)传递给发动机安装架(6)。支架(10)在此处相当于悬臂梁，弯曲刚度大，以承受并传递竖直方向的载荷，大半径圆角(5)用于避免振动下的疲劳问题。螺旋桨推力通过支架(10)上的凸缘(14)向后传递，最后背板(4)通过耳片(8)经由减震柱(22)将载荷和振动传递给无人机机身(20)。
17.实际安装操作中，通过两颗竖直螺钉(19)和两颗水平螺钉(18)将发动机(15)固定在发动机安装架(6)上，然后用螺母(21)将减震柱(22)安装在发动机安装架(6)上，再将减震柱(22)安装到无人机机身(20)上的对应结构上，即可使用。
18.本发明的优点和有益效果包括：
19.1)在满足安装发动机、承受和传递载荷的要求的前提下，结构简单，仅由两个支架及一块背板组成，且开设减轻孔，重量轻，有利于无人机飞行。
20.2)结合发动机两个竖直螺纹孔和两个水平螺纹孔的非常规孔位特点，在发动机安装架上设置对应的发动机安装孔，使得发动机能够方便地固定在发动机安装架上，并且在发动机安装架上设置呈矩形四角点分布的四个安装孔，将发动机的非常规安装孔位转为常规安装孔位，便利了在无人机上进行安装。
21.3)支架本身横侧向的刚度比较差，但当发动机安装架安装到发动机上之后，发动机和发动机安装架形成一个整体结构，使得发动机安装架的横侧向刚度提高，稳定性好。因此，发动机安装架不必采用专门设计的相应方向的结构，从而在传递相同载荷的情况下重量更轻。


技术特征：
1.一种无人机发动机安装架，其特征在于包括：背板(4)，背板(4)上布置有两个发动机水平安装孔(1)，设在背板(4)上的两个凸台(3)，四个耳片(8)，其从背板(4)沿着侧向延伸，每个耳片(8)上设有减震柱安装孔(9)，四个耳片(8)上的减震柱安装孔(9)呈矩形四角点分布，两个支架(10)，每个均为从背板(4)向外延伸出的一个三角形结构，三角形结构靠上的一条边包括形成t形的剖面形状的凸缘(14)和支撑板(13)，设置在支架(10)最前端的发动机竖直安装孔(12)，设置在发动机竖直安装孔(12)周围的加强柱(11)，其中：所述发动机竖直安装孔(12)用于使竖直螺钉(19)穿过，并与发动机(15)的正面底部的竖直螺纹孔(17)相连，发动机水平安装孔(1)用于使水平螺钉(18)穿过，并与发动机(15)的背面底部的水平螺纹孔(16)相连，减震柱(22)穿过减震柱安装孔(9)，通过螺母(21)被安装到耳片(8)上，减震柱(22)被安装到无人机机身(20)上的对应结构上。2.根据权利要求1所述的无人机发动机安装架，其特征在于：支架(10)与背板(4)相接处设有大半径圆角(5)，用于避免应力集中。3.根据权利要求1或2所述的无人机发动机安装架，其特征在于：背板(4)中央开有第一减轻孔(2)，支撑板(13)的中心开有第二减轻孔(7)。4.一种无人机，其特征在于包括：减震柱(22)，其被安装到无人机机身(20)上，无人机发动机安装架，其包括：背板(4)，背板(4)上布置有两个发动机水平安装孔(1)，设在背板(4)上的两个凸台(3)，四个耳片(8)，其从背板(4)向左右两侧延伸出，每个耳片(8)上设有减震柱安装孔(9)，四个耳片(8)上的减震柱安装孔(9)呈矩形四角点分布，两个支架(10)，每个均为从背板(4)向外延伸出的一个三角形结构，三角形结构的靠上的一条边包括形成t形的剖面形状的凸缘(14)和支撑板(13)，设置在支架(10)最前端的发动机竖直安装孔(12)，设置在发动机竖直安装孔(12)周围的加强柱(11)，发动机，其正面底部具有竖直螺纹孔(17)，其背面底部具有水平螺纹孔(16)，其中：所述发动机竖直安装孔(12)用于使竖直螺钉(19)穿过，并与发动机(15)的正面底部的竖直螺纹孔(17)相连，发动机水平安装孔(1)用于使水平螺钉(18)穿过，并与发动机(15)的背面底部的水平螺纹孔(16)相连，减震柱(22)穿过减震柱安装孔(9)，通过螺母(21)被安装到耳片(8)上。
5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于：支架(10)与背板(4)相接处设有大半径圆角(5)，用于避免应力集中。6.根据权利要求4或5所述的无人机，其特征在于：背板(4)中央开有第一减轻孔(2)，支撑板(13)的中心开有第二减轻孔(7)。

技术总结
本发明针对一种具有非常规安装孔位的航空发动机提出一种发动机安装架。该发动机安装架仅由两个支架及一块背板组成，结构简单，加工方便。针对发动机孔位特点设计发动机安装架的外形，并将非常规安装孔位转为常规安装孔位，便于在无人机上进行安装。结合发动机结构简化发动机安装架结构，并开设减轻孔，在保证整体结构的强度和刚度的同时减小发动机安装架的重量。根据本发明的发动机安装架重量轻、使用方便、安全可靠、构造简单，有利于提高无人机的飞行性能。机的飞行性能。机的飞行性能。


技术研发人员：王耀坤 林招如
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2022.03.19
技术公布日：2022/5/6