[实用新型]行星式混合动力直升机动力耦合系统

说明书

本实用新型公开了一种行星式混合动力直升机动力耦合系统，涉及航空飞行器技术领域，包括主旋翼系统和尾桨系统；其中主旋翼系统包括发动机、前行星排、后行星排、一号离合器、二号离合器、一号电机、二号电机和主旋翼；尾桨系统包括尾桨发动机、尾桨电机、一号制动器、二号制动器和尾桨。本实用新型具有更好的与现有直升机的技术继承性以及燃油经济性、低排放、低噪声等特点，具有纯电动驱动、无级变速、并联和混联等多种系统功能，解决了传统直升机模式单一的问题，可以实现特殊飞行任务降噪、减噪功能，易于实现规模产业化。

技术领域

本实用新型涉及航空飞行器技术领域，特别涉及行星式混合动力直升机动力耦合系统。

背景技术

飞机机载系统的一个重要发展方向是电动力化，即采用多电系统和全电系统。与此同时，推进系统和动力装置的电动力化也取得重大进展，已经成功用于小型螺旋桨通用飞机、直升机和无人机。电动飞机具有节能环保、高效率、结构简单等诸多优点，将推动通用飞机、无人机实现革命性的发展。

随着化石能源的日益枯竭，越来越多的工业化国家达成共识，工业领域将不断探索其他替代能源；而电能作为清洁能源，更加容易获取和可持续利用，在众多工业领域已经被广泛的应用。然而，在航空飞行器领域，尤其是直升机领域，单纯依靠电能很难满足其动力性需求；因此混合动力的应用在飞行器领域应运而生。

未来的飞行器不但要满足动力性的需求，还应该有更低的排放和能耗。在直升机飞行器领域，混合动力技术的应用有效地解决了传统内燃机较高的燃油消耗率和排放性差等缺点，逐渐被行业所认可。混合动力飞行器其驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联式混合动力系统具有动力总成控制简单等优点，但驱动系统中因存在能量二次转换导致总体效率较低的缺点。并联式混合动力系统具有能量利用率较高的优点，但在低速工况中，主旋翼发动机的工作效率受到限制。混联式混合动力系统汇集了串联和并联两种构型的双重优势，有最佳的综合性能。尤其混联式混合动力系统实现了电子无级变速功能，主旋翼发动机实现转速转矩双解耦，最大限度的提高系统的整体性能。

目前，已有的行星式混合动力直升机的专利大多结构简单，功能和模式单一。如中国专利公布号CN105836141A，公布日2016-08-10，公开了一种混合动力直升机驱动机构及驱动方法，该系统包含一个基本动力源和一个辅助动力源，结构简单，传动装置重量小；但该系统采用单排行星齿轮机构，模式单一；在高速工况下，系统综合效率较低。并且其尾桨只能依靠电机驱动，可靠性差，电机需求功率高。本实用新型提出的行星式混合动力直升机动力耦合系统结合了纯电动模式、电子无级变速模式、并联模式和发动机直驱模式等多种工作模式，一方面增大了混合动力系统的高效率区间，改善系统的经济性、动力性和排放性；另一方面有效地降低直升机工作噪声，实现特殊飞行任务降噪、减噪功能；除此之外，还可以实现纯电动模式、发动机驱动并发电等模式，进一步改善系统的燃油经济性。

发明内容

本实用新型是为克服传统直升机模式单一、续航里程短、经济性能和排放性能较差等问题，并有效地降低直升机飞行噪声，提供了一种行星式混合动力直升机动力耦合系统。