一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备的制作方法

本发明属于无人机邻域，涉及一种采用涡扇发动机作为动力源驱动的无人机地面辅助设备，具有高压抽吸和高压热吹风、地面供电功能，可用于无人机地面冷却或加热、以及地面供电。

背景技术：

1、无人机在起飞前或者地面试车时，需要通过地面设备直接为飞机上的用电设备进行供电、同时地面试车过程中无人机某些发热设备需要通过高速气流进行地面冷却，从而实现正常运行；同时在低温环境中，无人机动力装置又需要热气流进行加热从而达到满足无人机正常起动的起动温度。在这两种情况下，如果需要足够的冷却风速和风量、或者需要高温高速的气流，都需要巨大的能量输入，此时如果采用电驱动辅助设备或者电热加热的设备，就需要大尺寸高功率密度的电机和大功率电加热设备，无人机本身的供电需求也需要额外配置供电设备来满足。大尺寸高功率电机和大功率电加热设备需要非常高功率的电流输入以及体积巨大的配套电流控制设备。但是大部分上述场景中并不具备足够的电流供给能力或配电柜空间。

2、因此一种自身具有自发电供电能力、具有大风量高风速抽吸、同时具有高温热气流加热功能的无人机地面辅助设备具有极高的实用价值。

技术实现思路

1、本发明目的是满足为无人机供电、为无人机热部件提供高速大风量冷却气流、为低温环境中无人机动力系统加热起动提供高温大风量气流的实际需求，在常规场景中可以自发电为无人机供电、地面试车时为无人机热部件提供高速大风量冷却气流、低温环境中为无人机动力系统提供高温大风量气流加热功能。

2、本发明是由以下技术方案实现的：

3、一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，包括机匣05和位于机匣05内的涡扇发动机10、供电系统17，涡扇发动机10中心为传动转轴03，进气锥02、风扇叶盘01、增压叶盘11、涡轮叶盘13和起发电机06依次固连在传动转轴03上，涡扇发动机内机匣15包裹部分传动转轴03、增压叶盘11、涡轮叶盘13和供电系统17，涡扇发动机外机匣14和涡扇发动机内机匣15之间形成环形内涵道32和环形燃烧区12，涡扇发动机10通过一圈整流隔板04固定在辅助设备机匣05内壁上，带有燃料进口16的管道从机匣05外伸入燃烧区12，供电系统17内部的起发电机06、蓄电池07分别通过输电线缆18和配电管理系统08相连接，供电线缆09与配电管理系统08相连接并延伸到机匣05外，风扇叶盘01上的叶片外径小于机匣05内径。

4、风扇叶片数量18～50片，周向均布在风扇叶盘01上，整流隔板04数量通常为10～30个，周向均布；风扇叶盘01上叶片的展弦比在1.5～5之间；涡扇发动机10的外径不超过辅助设备机匣05内径的60％。

5、涡扇发动机10可以是双转子、多级涡轮和增压系统，不局限于单轴、单级涡轮增压系统。

6、本发明具有自发电供电功能，且同时具有全压高、风量大的抽吸及热风吹送的功能。达到工作平衡后的辅助设备对辅助设备前的空气具有极强的抽吸能力，不同规格的辅助设备抽吸排气能力不同，经过计算，直径1.5米的辅助设备具有全压50000pa，风量230m3/s，涡扇发动机10出口的高温气流23温度可以达到500～600℃，辅助设备出口的冷气流22和高温气流23混合后的气流平均温度100～200℃。

7、同时，本发明辅助设备的能源为化石燃料，不需要依赖高功率的电能供应环境和大型配电控制设备，因此具有便携性，可以在各种不具有高功率供电能力的场景中使用。

8、在以供电为主要需求的场景中，涡扇发动机可以工作在效率最高的工作状态下，此时燃烧效率高、单位功率耗油率和碳排放也很低。

技术特征：

1.一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，其特征是：包括机匣(05)和位于机匣(05)内的涡扇发动机(10)、供电系统(17)，涡扇发动机(10)中心为传动转轴(03)，进气锥(02)、风扇叶盘(01)、增压叶盘(11)、涡轮叶盘(13)和起发电机(06)依次固连在传动转轴(03)上，涡扇发动机内机匣(15)包裹部分传动转轴(03)、增压叶盘(11)、涡轮叶盘(13)和供电系统(17)，涡扇发动机外机匣(14)和涡扇发动机内机匣(15)之间形成环形内涵道(32)和环形燃烧区(12)，涡扇发动机(10)通过一圈整流隔板(04)固定在辅助设备机匣(05)内壁上，带有燃料进口(16)的管道从机匣(05)外伸入燃烧区(12)，供电系统(17)内部的起发电机(06)、蓄电池(07)分别通过输电线缆(18)和配电管理系统(08)相连接，供电线缆(09)与配电管理系统(08)相连接并延伸到机匣(05)外，风扇叶盘(01)上的叶片外径小于机匣(05)内径。

2.根据权利要求1所述的一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，其特征是：风扇叶片数量18～50片，周向均布在风扇叶盘(01)上。

3.根据权利要求1所述的一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，其特征是：整流隔板(04)数量为10～30个，周向均布。

4.根据权利要求1所述的一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，其特征是：风扇叶盘(01)上叶片的展弦比在1.5～5之间。

5.根据权利要求1所述的一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，其特征是：涡扇发动机(10)的外径不超过机匣(05)内径的60％。

6.根据权利要求1所述的一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，其特征是：涡扇发动机(10)是双转子、多级涡轮增压系统或单轴、单级涡轮增压系统。

技术总结
本发明涉及一种涡扇驱动的无人机地面辅助设备，满足了为无人机供电、为无人机热部件提供高速大风量冷却气流、为低温环境中无人机动力系统加热起动提供高温大风量气流的实际需求。包括机匣、涡扇发动机、供电系统，涡扇发动机中心为传动转轴，进气锥、风扇叶盘、增压叶盘、涡轮叶盘和起发电机依次固连在传动转轴上，涡扇发动机内机匣包裹部分传动转轴、增压叶盘、涡轮叶盘和供电系统，涡扇发动机外机匣和涡扇发动机内机匣之间形成环形内涵道和环形燃烧区，涡扇发动机通过整流隔板固定在辅助设备机匣上，燃料管道从机匣外伸入燃烧区，供电系统内部的起发电机、蓄电池分别和配电管理系统相连接，供电线缆与配电管理系统相连接并延伸到机匣外。

技术研发人员：石强,黄献忠,申亚男,吕志斌,王丹华,王金提
受保护的技术使用者：北京北航天宇长鹰无人机科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10