CN104808710B - 一种可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制*** - Google Patents

Abstract

本发明可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制***包括：一个设备舱、一个进气口、一个空气过滤装置、一个风扇、一个电加热器、一个设备舱温度控制器、一个块导流板、若干温度传感器、若干电子设备以及一个排气口。本发明利用无人直升机旋翼旋转产生的滑流和前飞时产生的相对气流这两种机体的外界气流对设备舱内的电子设备进行加温或冷却，减少了风扇的工作时间，从而节约机载能源，提升无人直升机的总体性能。

Description

一种可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制***

技术领域

本发明涉及无人直升机的环境控制***，特别是涉及一种可利用机体外部气流的无人直升机设备舱温度控制***，属于无人直升机舱内环境控制技术领域。

背景技术

无人直升机的电子设备一般都集中布置在机身内部的设备舱内，由于电子设备在工作中会产生大量的热而导致设备舱温度升高，当温度超过一定范围时将导致电子设备无法正常工作。相反，当外界环境温度很低时，会导致设备舱内的温度过低，同样会影响电子设备的正常工作。为了保证设备舱的温度不超过电子设备的温度限制范围，需要设计一套温度控制***。该控制***需要在设备舱温度高于规定值时，将机体外界空气导入设备舱，给电子设备降温；当设备舱的温度低于规定值时，可以给设备舱内的设备进行加温。这种温度控制***需要消耗无人直升机的机载能源用于驱动风扇和电加热器等设备，会增加无人直升机的能源消耗。同时无人直升机的旋翼在旋转时会产生垂直于旋翼桨盘方向的滑流，当无人直升机在悬停时滑流作用在机身上；当无人直升机前飞时同样会有相对气流作用在机身上。无论是悬停时的滑流还是前飞时的气流，都是可以通过合理的方式加以利用的。

发明内容

本发明的目的是利用无人直升机旋翼旋转产生的滑流和前飞时产生的相对气流这两种机体的外界气流对设备舱内的电子设备进行加温或冷却，减少风扇的工作时间，从而节约机载能源，提升无人直升机的总体性能。

本发明一种可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制***包括：一个设备舱、一个进气口、一个空气过滤装置、一个风扇、一个电加热器、一个设备舱温度控制器、一块导流板、若干温度传感器、若干电子设备以及一个排气口。它们的位置和连接方式是：进气口位于设备舱蒙皮的前部；空气过滤装置安装在进气口上；风扇位于设备舱的进气口处空气过滤装置内侧，通过线缆与设备舱温度控制器连接；电加热器与风扇串联安装，通过线缆与设备舱温度控制器连接；设备舱温度控制器安装在设备舱内，通过线缆分别与各个温度传感器以及风扇和电加热器连接；导流板安装在设备舱内进气口的后侧；温度传感器分布在设备舱内，具***置以可以全面采集设备舱内的温度信息为准，并通过线缆与设备舱温度控制器连接；电子设备固定在设备舱内；排气口设置在设备舱后侧的壁板上。

所述设备舱是无人直升机的独立舱段，位于无人直升机机身的前部，用于安装无人直升机的电子设备以及整套温度控制***，并为所有舱内设备提供防护。

所述进气口是外界气流进入无人直升机设备舱的开口，其位置位于设备舱的上部蒙皮。

所述空气过滤装置安装在设备舱上部蒙皮的进气口处，用于对进入舱内的空气进行过滤，防止有害的物质进入设备舱，影响电子设备的正常工作。

所述风扇位于设备舱内部，安装在进气口内侧，风扇工作时将外界气体吸入设备舱内部，其通过线缆与设备舱温度控制器连接，并受设备舱温度控制器控制。

所述电加热器位于设备舱内部，安装在进气口内侧，与风扇串联。电加热器通过线缆与设备舱温度控制器连接，并受设备舱温度控制器的控制。其作用是在设备舱温度控制器的控制下，对通过风扇进入设备舱的空气进行加热。

所述设备舱温度控制器安装在设备舱内，是设备舱温度控制***的核心设备，其作用是分析温度传感器采集的温度信息，根据设备舱内的温度情况控制风扇和电加热器的工作。

所述导流板安装在设备舱内，位置位于进气口的后侧。导流板是一块弯曲的薄板，其作用是阻止进入设备舱的气流直接通过设备舱。向后流动的气流进入设备舱后，在导流板的阻挡作用下向设备舱的前端流动，然后在均匀的流过整个设备舱，使设备舱内的设备与气流进行充分的热交换。

所述温度传感器是温度采集设备，安装在设备舱内。其具体数量和安装位置要根据设备舱内电子设备的安装位置和发热情况决定，布置的基本原则是要保证可以采集到真实和全面的设备舱温度信息。温度传感器通过线缆与设备舱温度控制器连接，设备舱温度控制器通过线缆给传感器提供电源，而温度传感器则通过线缆将采集到的温度信息传输给设备舱温度控制器。

所述电子设备是无人直升机的航电设备，安装在设备舱内。具体数量、功能以及安装位置根据无人直升机的总体设计需求确定。在本发明中仅仅将电子设备作为热源对待。

所述排气口设置在无人直升机设备舱的后侧壁板上，其作用是将进入设备舱的气体排出设备舱。

本发明的优点是：

当无人直升机的旋翼旋转产生滑流时，或者无人直升机处在飞行状态时，机体外界的气流可以通过进气口直接进入设备舱内部对设备进行冷却或者加温。无人直升机在大多数时间内都是处于飞行状态的，所以采用本发明中的无人直升机设备舱温度控制***，可以在大多数时间内关闭风扇，或尽量少的使用风扇，从而减小无人直升机的能源消耗，提升总体性能。

附图说明

图1可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制***原理图。

图中具体标号含义如下：

①设备舱；②进气口；③空气过滤装置；④风扇；⑤电加热器；⑥设备舱温度控制器；⑦导流板；⑧温度传感器；⑨电子设备；⑩排气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构。

可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制***有两种工作模式，分别是外界无可用相对气流工作模式和外界有可用相对气流工作模式，两种工作模式的基本工作原理如下：

1、外界无可用相对气流的工作模式

当无人直升机处在地面调试或者地面维护状态时，由于处于地面静止状态且旋翼不工作，这时即没有可用的旋翼滑流也没有前飞形成的相对气流。这时设备舱①内的电子设备⑨是在正常工作的，所以需要对设备舱①内的温度进行控制。这种模式下温度控制***的基本工作原理是：温度传感器⑧将采集的温度信息传输给设备舱温度控制器⑥，设备舱温度控制器⑥根据设备舱①内的温度情况控制风扇④和电加热器⑤的工作。当设备舱①内的温度处于正常温度范围时，风扇④和电加热器⑤在设备舱温度控制器⑥的控制下保持关闭状态；当设备舱①内的温度高于设备的温度限制时，风扇④在设备舱温度控制器⑥的控制下开始转动，电加热器⑤保持关闭状态，外界气流通过进气口②和空气过滤装置③被引入设备舱①内，经过导流板⑦的阻挡后均匀流过各个电子设备⑨进行热交换，并最终通过排气口⑩排出设备舱①。当设备舱内①的温度低于设备的温度限制时，风扇④在设备舱温度控制器⑥的控制下开始转动，将外界气流通过进气口②和空气过滤装置③引入设备舱①内，同时电加热器⑤开始工作，给流过电加热器⑤的空气加热，加热后的空气经过导流板⑦后均匀流过各个电子设备⑨进行热交换，并最终通过排气口⑩排出设备舱①。

2、外界有可用相对气流的工作模式

当无人直升机处悬停或者前飞状态时，在滑流和前飞速度的作用下存在可用的外界气流。这时设备舱①内的电子设备⑨是在正常工作的，所以同样需要对设备舱内①的温度进行控制。这种模式下温度控制***的工作原理与无外界可用相对气流的工作模式是相同的。但是在这种工作状态下无人直升机的外界气流很强，在压力作用下流入设备舱①内的气体量也比较大，甚至可能大于风扇④工作时的进气量。这时风扇④的开关对设备舱进气量几乎没有影响，所以可以一直处于关闭的状态。所以在存在可用的外界气流的情况下，设备舱温度控制***中风扇基本处于关闭状态，而仅仅依靠外界气流的压力来给设备舱①内的电子设备⑨提供冷却或者加温气流。

本发明通过在设备舱蒙皮的合适位置开设进气口，并加装风扇、电加热器、温度传感器以及设备舱温度控制器等设备实现对无人直升机设备舱的温度控制。由于本发明可以充分利用旋翼的滑流和前飞产生的相对气流等设备舱外届气流，从而大大减少了无人直升机在工作过程中风扇的工作时间，节约了机载能源，对提升无人直升机的性能特具有一定的意义。

Claims (1)

1.一种可利用外界气流的无人直升机设备舱温度控制***包括：一个设备舱、一个进气口、一个空气过滤装置、一个风扇、一个电加热器、一个设备舱温度控制器、一块导流板、若干温度传感器、若干电子设备以及一个排气口，进气口位于设备舱蒙皮的前部，空气过滤装置安装在进气口上，风扇位于设备舱的进气口处空气过滤装置内侧并通过线缆与设备舱温度控制器连接，电加热器与风扇串联安装并通过线缆与设备舱温度控制器连接，设备舱温度控制器安装在设备舱内并通过线缆分别与各个温度传感器以及风扇和电加热器连接，导流板安装在设备舱内进气口的后侧，温度传感器分布在设备舱内并通过线缆与设备舱温度控制器连接，电子设备固定在设备舱内，排气口设置在设备舱后侧的壁板上，具体布置情况如下：

所述设备舱是无人直升机的独立舱段，位于无人直升机机身的前部，用于安装无人直升机的电子设备以及整套温度控制***，并为所有舱内设备提供防护；

所述进气口是外界气流进入无人直升机设备舱的开口，其位置位于设备舱的上部蒙皮；

所述空气过滤装置安装在设备舱上部蒙皮的进气口处，用于对进入舱内的空气进行过滤，防止有害的物质进入设备舱，影响电子设备的正常工作；

所述风扇位于设备舱内部，安装在进气口内侧，风扇工作时将外界气体吸入设备舱内部，其通过线缆与设备舱温度控制器连接，并受设备舱温度控制器控制；

所述电加热器位于设备舱内部，安装在进气口内侧，与风扇串联，电加热器通过线缆与设备舱温度控制器连接，并受设备舱温度控制器的控制，其作用是在设备舱温度控制器的控制下，对通过风扇进入设备舱的空气进行加热；

所述设备舱温度控制器安装在设备舱内，是设备舱温度控制***的核心设备，其作用是分析温度传感器采集的温度信息，根据设备舱内的温度情况控制风扇和电加热器的工作；

所述导流板安装在设备舱内，位置位于进气口的后侧，导流板是一块弯曲的薄板，其作用是阻止进入设备舱的气流直接通过设备舱，向后流动的气流进入设备舱后，在导流板的阻挡作用下向设备舱的前端流动，然后在均匀的流过整个设备舱，使设备舱内的设备与气流进行充分的热交换；

所述温度传感器是温度采集设备，安装在设备舱内，其具体数量和安装位置要根据设备舱内电子设备的安装位置和发热情况决定，布置的基本原则是要保证可以采集到真实和全面的设备舱温度信息，温度传感器通过线缆与设备舱温度控制器连接，设备舱温度控制器通过线缆给传感器提供电源，而温度传感器则通过线缆将采集到的温度信息传输给设备舱温度控制器；

所述电子设备是无人直升机的航电设备，安装在设备舱内，具体数量、功能以及安装位置根据无人直升机的总体设计需求确定并将电子设备作为热源对待；

所述排气口设置在无人直升机设备舱的后侧壁板上，其作用是将进入设备舱的气体排出设备舱。