一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器制造技术

本发明专利技术公开一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，包括机体，机体内设有氢燃料内燃机，所述氢燃料内燃机内安装有水平星形布置的气缸，所述气缸内设有自润滑辊子活塞，所述氢燃料内燃机的输出端通过驱动轴连接有同轴双向螺旋桨，所述乘坐室内设有安全座椅，所述安全座椅柔性的可浮动的设置在所述机体内；所述机体的两侧设有机翼、后方设有尾翼，所述机体的下方设有机架，所述机体的正面设有可视化仓门。本飞行器外形结构简单紧凑，适合低空飞行，通过采用氢燃料内燃机作为动力驱动，具有较长的续航里程，而且能够提供足够的上升推力，整体的升重比较好控制，配合所述同轴双向螺旋桨的使用，能够竖直升降，便于在小型平台上起飞和降落。和降落。和降落。

A double propeller aircraft driven by hydrogen fueled internal combustion engine

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器


[0001]本专利技术涉及到飞行器
，具体涉及到一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器。

技术介绍

[0002]现在的各种飞行器种类很多，如气球、飞艇、飞机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。但这些航空器在使用时各自都有它们的局限性。如飞机要有长长的跑道供其在起飞和降落时滑行，直升飞机则要有长长的尾巴来使其平衡，因而外形庞大。这些飞机基本只能在特定的场合下使用或者商业上运用，不便家庭推广使用。
[0003]中国技术专利(公开号：CN2590867Y)在2003年公开了一种双螺旋桨直升机，机头和机仓之间用铰链连接，可相对转动，改变转角控制飞机的飞行速度。一螺旋桨通过联轴器直接与发动机连接，另一螺旋桨通过三只圆锥齿轮后与发动机连接。双螺旋桨在工作时产生的反力矩能相互抵消，使悬浮在空中的飞机保持平衡，从而省去了传统直升飞机的长尾。这种直升机能够方便、安全地在一般的屋顶或者平台上起降。但是其动力装置会制约其飞行，如果使用商用飞机的发动机，体积也会较大，制作难度和成本较高，长续航需要携带大量的燃油，增加了自重，使得发动机需要更大的升重比。
[0004]另外，现在各大科技公司和民间团体很多都在研发电动飞行器，但是电动飞行器最大的技术瓶颈，升重比或者叫功重比，推重比。始终有两个最大的缺点无法克服：(1)、电动机的启动功率和峰值功率之间的区间窄。造成电动机开机即巅峰后程加速功率无力阈值低。(2)、电动机的电池包有单位质量的储能极限，即使达到了理论储能极限。它与电动机的总质量与产生的升空推力比也还是没有以往的任何老式直升飞机的各种热机引擎和对应的化学燃料的总质量与产生的升空推力比高。所以未来的飞行器在使用引擎方面走线圈电动机是错误的歧途。最安全最经济长续航大载重的还是得使用化学燃料的热机做引擎。
[0005]随着新能源技术的发展，氢能被较多的开发使用，市面上也出现了很多氢能源发动机，利用氢气燃烧产生的巨大能力推动活塞做功，实现驱动，在满足清洁能源利用的同时，也能够大幅降低燃料携带的重量。但是现有的氢燃料发动机由于活塞和气缸的结构限制，很少有水平布置的气缸结构，多是采用竖向布置的气缸，由于氢气的逃逸性较强，竖向的气缸不利于氢燃料的使用；而且现有的活塞中需要使用到大量的润滑油，在高温下很容易与氢气燃烧产生的水气结合发生乳化现象，从而影响润滑效果和活塞运动效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，包括机体，所述机体内分隔设置有动力室和乘坐室，所述动力室内安装有氢燃料内燃机，所述氢燃料内燃机内安装有水平星形
布置的气缸，所述气缸内设有自润滑辊子活塞，所述氢燃料内燃机的输出端通过驱动轴连接有同轴双向螺旋桨，所述同轴双向螺旋桨包括与所述驱动轴连接的主旋转轴，所述主旋转轴的上方套设有外旋转轴，所述主旋转轴和所述外旋转轴同轴设置并共同连接有换向驱动组件，所述换向驱动组件安装在所述机体内，所述外旋转轴向上伸出所述机体并连接有第一螺旋桨，所述主旋转轴的上方伸出所述外旋转轴并连接有第二螺旋桨；
[0009]所述乘坐室内设有安全座椅，所述安全座椅柔性的可浮动的设置在所述机体内；所述机体的两侧设有机翼、后方设有尾翼，所述机体的下方设有机架，所述机体的正面设有可视化仓门。
[0010]本飞行器外形结构简单紧凑，适合低空飞行，通过采用氢燃料内燃机作为动力驱动，具有较长的续航里程，而且能够提供足够的上升推力，整体的升重比较好控制，配合所述同轴双向螺旋桨的使用，能够竖直升降，便于在小型平台上起飞和降落。
[0011]采用水平星形布置的气缸，配合所述自润滑辊子活塞的使用，适合做长冲程设计，也能够进行水平布置，气缸的效率得到了提高、耗功得到了减少，采用同样的缸数能够获取更大的动力输出，配合氢燃料的使用，使得本氢燃料内燃机即使三缸也具有很好的输出功率，而且稳定性较高，能够驱动所述同轴双向螺旋桨转动，升起飞行器。
[0012]将这些动力装置设置在动力室，并与所述乘坐室分隔开，能够提升乘坐的舒适性和安全性。本飞行器所运用的一种场景是未来城市化的交通，本飞行器能够在建筑间穿梭和飞行，不需要做高空飞行。
[0013]所述自润滑辊子活塞的使用可以减少甚至不使用润滑油，使其依靠自身的低摩擦力性能直接在气缸内做往复运动，活塞与气缸之间也不是面接触，整体摩擦力更小；这样设置的好处除了能够减少能量损失，提升效率，也避免了氢燃料燃烧产生的水气与润滑油在高温下发送乳化的现象，以免使用润滑油造成高温润滑不畅。
[0014]所述同轴双向螺旋桨的设置，能够通过同一套驱动系统同时驱动所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨旋转，为飞行器提供升力，通常情形下，飞行器从静止到上升起飞的动力需求较大，而在正常直线飞行时，动力需要会减少；本飞行器在正常直线飞行时，能够利用一对所述机翼保持整体的姿态，并减少动力的消耗。
[0015]进一步的，所述换向驱动组件包括齿轮架，以及设置在所述齿轮架中的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮平行同轴设置，所述第一齿轮套设连接在所述外旋转轴上，所述第二齿轮套设连接在所述主旋转轴上，所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合连接并通过齿轮轴转动连接在所述齿轮架上，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合连接也通过齿轮轴转动连接在所述齿轮架上，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合连接。
[0016]通过所述换向组件的设置，能够让所述主旋转轴的旋转通过齿轮传导到所述外旋转轴上，使得所述外旋转轴和主旋转轴能够同轴旋转，通过选取这些齿轮的模数、齿数和齿型啮合方向，就能够实现正反方向、差速、同速等多种形式的旋转。
[0017]进一步的，所述齿轮架包括与所述机体连接的三角形的安装板，以及与所述安装板平行的三根连接杆，所述外旋转轴转动的设置在所述安装板的一个角，两个所述齿轮轴分别转动设置在所述安装板的另两角；三根所述连接杆围成三角形结构，其中一角与所述主旋转轴转动连接、另两角分别连接所述齿轮轴。
[0018]所述安装板的设置，便于连接这些齿轮，并能够方便的将齿轮架安装在机体内，这些齿轮分布在三角形的三个角，结合类似于三角形结构的安装板，连接稳定性较高；下方设置的三根所述连接杆能够进一步连接这些轴，也能够提升连接的稳定性。
[0019]进一步的，所述第三齿轮靠上设置且厚度小于所述第一齿轮的厚度与第一齿轮和所述第二齿轮之间的间距之和，所述第四齿轮靠下设置且厚度小于所述第二齿轮的厚度与第一齿轮和所述第二齿轮之间的间距之和。通过齿轮的厚度差，能够让这些齿轮相对紧凑的安装在同一个齿轮架中，保证不啮合的齿轮不会有接触。
[0020]进一步的，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨叶片分别为中心对称设置的三片，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨的叶片错开设置且旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，其特征在于，包括机体，所述机体内分隔设置有动力室和乘坐室，所述动力室内安装有氢燃料内燃机，所述氢燃料内燃机内安装有水平星形布置的气缸，所述气缸内设有自润滑辊子活塞，所述氢燃料内燃机的输出端通过驱动轴连接有同轴双向螺旋桨，所述同轴双向螺旋桨包括与所述驱动轴连接的主旋转轴，所述主旋转轴的上方套设有外旋转轴，所述主旋转轴和所述外旋转轴同轴设置并共同连接有换向驱动组件，所述换向驱动组件安装在所述机体内，所述外旋转轴向上伸出所述机体并连接有第一螺旋桨，所述主旋转轴的上方伸出所述外旋转轴并连接有第二螺旋桨；所述乘坐室内设有安全座椅，所述安全座椅柔性的可浮动的设置在所述机体内；所述机体的两侧设有机翼、后方设有尾翼，所述机体的下方设有机架，所述机体的正面设有可视化仓门。2.根据权利要求1所述的氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，其特征在于，所述换向驱动组件包括齿轮架，以及设置在所述齿轮架中的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮平行同轴设置，所述第一齿轮套设连接在所述外旋转轴上，所述第二齿轮套设连接在所述主旋转轴上，所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合连接并通过齿轮轴转动连接在所述齿轮架上，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合连接也通过齿轮轴转动连接在所述齿轮架上，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合连接。3.根据权利要求2所述的氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，其特征在于，所述齿轮架包括与所述机体连接的三角形的安装板，以及与所述安装板平行的三根连接杆，所述外旋转轴转动的设置在所述安装板的一个角，两个所述齿轮轴分别转动设置在所述安装板的另两角；三根所述连接杆围成三角形结构，其中一角与所述主旋转轴转动连接、另两角分别连接所述齿轮轴。4.根据权利要求2所述的氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，其特征在于，所述第三齿轮靠上设置且厚度小于所述第一齿轮的厚度与第一齿轮和所述第二齿轮之间的间距之和，所述第四齿轮靠下设置且厚度小于所述第二齿轮的厚度与第一齿轮和所述第二齿轮之间的间距之和。5.根据权利要求1所述的氢燃料内燃机驱动的双螺旋桨飞行器，其特征在于，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨的叶片分别为中心对称设置的三片，所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨的叶片错开设置且旋转方向相反。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘海若，
申请(专利权)人：武汉永驰新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：