[发明专利]一种利用太阳能的吸气式电推进无人机

说明书

本发明提出一种利用太阳能的吸气式电推进无人机，包括机身，机身上搭载有环形桁架式的光电装换装置，光电装换装置包括环形桁架展开机构以及可折叠的薄膜式光电转换阵列，薄膜式光电转换阵列由环形桁架展开机构支撑连接，通过环形桁架展开机构实现薄膜式光电转换阵列的展开或折叠；机身上设有推力装置，推力装置采用吸气式电推进装置。本发明使用环形桁架式的光电装换装置，可实现太阳能薄膜的大展收比设计，同时结构简单，可有效减轻结构质量。本发明使用吸气式电推进为动力装置，无需额外携带推进剂，可从周围稀薄大气中摄取气体作为推进剂，气体经过电离加速后可产生相应推力，无人机可长时间在轨工作。

技术领域

本发明主要涉及到无人机技术领域，尤其是一种利用太阳能的吸气式电推进无人机。

背景技术

目前无人机在各个领域已经得到广泛的应用。近年来，随着世界航天技术的发展，世界主要航天大国都加快了对宇宙空间的探索步伐。人类目前探索火星使用最多的就是火星车，但是火星车行进的速度太慢，而使用无人机对火星进行考察则可以在短时间内探索火星表面更广的区域。火星表面的大气密度约为地球表面的百分之一，重力约为地球表面的3/8，美国的科学家正在研发一款旋翼式的火星直升机，理论上直升机的旋翼转速达到每分钟2400转以上则可以提供足够的升力，让直升机在空中悬停2-3分钟并飞出半公里远的距离，然后太阳能电板给电源充电为下一次的飞行进行准备。

现有的火星探测手段中，火星车的机动性能太差，无法快速完成大范围探测任务，在轨探测器的高度太高，难以对地表进行精准观测，因此可以在火星近地表面执行飞行探测任务的飞行器具有显著的优势。目前只有美国NASA提出了一种旋翼式的火星直升机，其依靠叶片高速旋转而产生升力，由于火星表面大气稀薄，可产生的升力很小，直升机只能尽可能的减轻重量，因此其携带的载荷很有限，能够执行的任务也很有限。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提出一种利用太阳能的吸气式电推进无人机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用太阳能的吸气式电推进无人机，包括机身，所述机身上搭载有环形桁架式的光电装换装置，所述光电装换装置包括环形桁架展开机构以及可折叠的薄膜式光电转换阵列，所述薄膜式光电转换阵列由环形桁架展开机构支撑连接，通过环形桁架展开机构实现薄膜式光电转换阵列的展开或折叠；所述机身上设有推力装置，所述推力装置采用吸气式电推进装置。

作为优选方案，本发明所述机身采用飞翼式气动布局机身。

作为优选方案，本发明所述环形桁架展开机构包括可折叠的环形外框架，所述环形外框架中心设置有联轴器，联轴器与机身上搭载的动力机构驱动连接，所述联轴器上以及联轴器与环形外框架之间支撑有多根纵杆，纵杆之间安装有薄膜式光电转换阵列，通过动力机构驱动联轴器进而带动纵杆，实现薄膜式光电转换阵列以及环形外框架的旋转展开或折叠。

作为优选方案，本发明所述环形外框架为双层结构，各层环形外框架均是由多根横杆通过自锁铰链收尾相连形成，双层环形外框架之间每相隔相同或不同间距的自锁铰链之间通过联动轴旋转连接，实现双层环形外框架的连接以及同步联动旋转展开或折叠。

作为优选方案，本发明所述机身和环形桁架展开机构之间设置有展开机械臂，用于将环形桁架展开机构以一定角度支撑在一定高度上。

作为优选方案，本发明所述机身上搭载有多个吸气式电推进装置，通过吸气式电推进装置产生的推力驱动无人机，保证无人机长时间飞行。

作为优选方案，本发明所述机身前端设置有进气单元，所述进气单元联通机身内的导气道，通过导气道将捕获的气体送至各吸气式电推进装置。