本發(fā)明涉及無人機(jī)散熱，具體涉及一種中重載無人直升機(jī)散熱系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其性能不斷提升，內(nèi)部元器件的發(fā)熱量也隨之激增，尤其是發(fā)動機(jī)的發(fā)熱問題最為顯著。作為無人機(jī)的動力來源，發(fā)動機(jī)的散熱問題成為制約無人機(jī)性能與壽命的關(guān)鍵因素。對于無人直升機(jī)，其核心傳動部件主減速器也是重要的發(fā)熱因素。有效的溫度管理能夠確保無人機(jī)在長時間、高強(qiáng)度的飛行中保持穩(wěn)定的性能，避免因過熱而導(dǎo)致的性能下降或設(shè)備損壞。

2、對于高原中重載無人直升機(jī)，其工作環(huán)境比平原地區(qū)更加惡劣，空氣密度低，發(fā)動機(jī)的增壓比大，導(dǎo)致進(jìn)氣溫度升高，需要采取散熱措施，降低進(jìn)氣溫度。另一方面由于高原地區(qū)空氣密度低，直升機(jī)旋翼效率下降，發(fā)動機(jī)需要提供更大功率，發(fā)熱量也隨之增加。與此同時，由于空氣密度的減小，散熱系統(tǒng)的效率降低，會導(dǎo)致散熱不足，因此需要采取措施增大散熱功率。

3、目前多數(shù)無人機(jī)產(chǎn)品采用單獨(dú)散熱裝置，這種單一散熱裝置的設(shè)計(jì)對小型無人機(jī)來說，利害并不明顯，但在用于中重載無人機(jī)上弊端明顯，只有一種散熱裝置可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)散熱不良、散熱速度慢，從而影響整體散熱效果，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)的性能，縮短無人機(jī)的使用壽命。

4、因此，提供一種穩(wěn)定性好、布局合理、散熱效果良好的中重載無人直升機(jī)散熱系統(tǒng)，解決常規(guī)無人機(jī)散熱裝置散熱形式單一、散熱效果不良的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種中重載無人直升機(jī)散熱系統(tǒng)及其控制方法，該散熱系統(tǒng)有利于對處于高原地區(qū)中的中重載無人直升機(jī)進(jìn)行快速、有效的散熱，散熱效果好，從而提高中重載無人直升機(jī)的工作穩(wěn)定性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種中重載無人直升機(jī)散熱系統(tǒng)，其特征在于，包括：

3、發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊，連接發(fā)動機(jī)冷卻液回路以及發(fā)動機(jī)水油混合模塊，包括水溫傳感器、第一水冷散熱器和水冷風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)動機(jī)冷卻液；

4、發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊，連接發(fā)動機(jī)滑油回路以及發(fā)動機(jī)水油混合模塊，包括油溫傳感器、第一油冷散熱器和油冷風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)動機(jī)滑油；

5、發(fā)動機(jī)水油混合模塊，連接發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊、發(fā)動機(jī)冷卻液回路、發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊以及發(fā)動機(jī)滑油回路，包括第二水冷散熱器、第二油冷散熱器以及混合模塊風(fēng)扇，用于進(jìn)一步冷卻發(fā)動機(jī)冷卻液和發(fā)動機(jī)滑油；

6、發(fā)動機(jī)單回路風(fēng)冷模塊，連接發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道，包括氣溫傳感器、中冷散熱器和風(fēng)冷風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)動機(jī)進(jìn)氣；

7、主減速器單回路油冷模塊，連接主減速器滑油回路，包括減速器油溫傳感器、減速器油冷散熱器和減速器油冷風(fēng)扇，用于冷卻主減速器滑油；以及

8、控制模塊，分別與發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊、發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊、發(fā)動機(jī)水油混合模塊、發(fā)動機(jī)單回路風(fēng)冷模塊和主減速器單回路油冷模塊電性連接，用于控制各模塊協(xié)同工作。

9、進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊安裝于中重載無人直升機(jī)的機(jī)架上；所述發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊的第一水冷散熱器分別通過水管連接發(fā)動機(jī)冷卻液回路的引出端和發(fā)動機(jī)水油混合模塊，所述水溫傳感器安裝于第一水冷散熱器前的水管上，以檢測發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度，所述水冷風(fēng)扇安裝于第一水冷散熱器上，以加速第一水冷散熱器散熱；所述控制模塊分別與水溫傳感器和水冷風(fēng)扇的控制端電性連接，以獲取發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度，以及控制水冷風(fēng)扇工作。

10、進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊安裝于中重載無人直升機(jī)的機(jī)架上；所述發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊的第一油冷散熱器分別通過油管連接發(fā)動機(jī)滑油回路的引出端和發(fā)動機(jī)水油混合模塊，所述油溫傳感器安裝于第一油冷散熱器前的油管上，以檢測發(fā)動機(jī)的滑油溫度，所述油冷風(fēng)扇安裝于第一油冷散熱器上，以加速第一油冷散熱器散熱；所述控制模塊分別與油溫傳感器和油冷風(fēng)扇的控制端電性連接，以獲取發(fā)動機(jī)的滑油溫度，以及控制油冷風(fēng)扇工作。

11、進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)水油混合模塊安裝于中重載無人直升機(jī)的機(jī)架上；所述發(fā)動機(jī)水油混合模塊中，第二水冷散熱器分別通過水管連接發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊和發(fā)動機(jī)冷卻液回路的回流端，第二油冷散熱器分別通過油管連接發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊和發(fā)動機(jī)滑油回路的回流端；所述第二水冷散熱器與第二油冷散熱器上下層疊設(shè)置，所述混合模塊風(fēng)扇安裝于第二水冷散熱器與第二油冷散熱器的層疊結(jié)構(gòu)上，以在其工作時同時對第二水冷散熱器和第二油冷散熱器進(jìn)行散熱；所述控制模塊與混合模塊風(fēng)扇的控制端電性連接，以控制混合模塊風(fēng)扇工作。

12、進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)單回路風(fēng)冷模塊安裝于中重載無人直升機(jī)的機(jī)架上；所述發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道包括第一氣道和第二氣道，所述第一氣道進(jìn)氣端連接大氣，以引入外部空氣，所述發(fā)動機(jī)單回路風(fēng)冷模塊的中冷散熱器分別通過氣管連接第一氣道出氣端和第二氣道進(jìn)氣端，所述第二氣道出氣端連接發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口；所述氣溫傳感器安裝于中冷散熱器前的氣管上，以檢測發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度；所述風(fēng)冷風(fēng)扇安裝于中冷散熱器上，以加速中冷散熱器散熱；所述控制模塊分別與氣溫傳感器和風(fēng)冷風(fēng)扇的控制端電性連接，以獲取發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度，以及控制風(fēng)冷風(fēng)扇工作。

13、進(jìn)一步地，所述主減速器單回路油冷模塊安裝于中重載無人直升機(jī)的機(jī)架上；所述主減速器單回路油冷模塊的減速器油冷散熱器分別通過油管連接主減速器滑油回路的引出端和回流端，所述減速器油溫傳感器安裝于減速器油冷散熱器前的油管上，以檢測主減速器的滑油溫度，所述減速器油冷風(fēng)扇安裝于減速器油冷散熱器上，以加速減速器油冷散熱器散熱；所述控制模塊分別與減速器油溫傳感器和減速器油冷風(fēng)扇的控制端電性連接，以獲取主減速器的滑油溫度，以及控制減速器油冷風(fēng)扇工作。

14、本發(fā)明還提供了上述中重載無人直升機(jī)散熱系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

15、s1、控制模塊分別通過水溫傳感器、油溫傳感器、氣溫傳感器和減速器油溫傳感器檢測發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度、滑油溫度、進(jìn)氣溫度和主減速器的滑油溫度；

16、s2、當(dāng)水溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度達(dá)到設(shè)定的第一工作溫度時，控制模塊啟動水冷風(fēng)扇并按初始轉(zhuǎn)速工作；當(dāng)油溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的滑油溫度達(dá)到設(shè)定的第二工作溫度時，控制模塊啟動油冷風(fēng)扇并按初始轉(zhuǎn)速工作；當(dāng)氣溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度達(dá)到設(shè)定的第三工作溫度時，控制模塊啟動風(fēng)冷風(fēng)扇并按初始轉(zhuǎn)速工作；當(dāng)減速器油溫傳感器檢測到主減速器的滑油溫度達(dá)到設(shè)定的第四工作溫度時，控制模塊啟動減速器油冷風(fēng)扇并按初始轉(zhuǎn)速工作；

17、s3、當(dāng)水溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度持續(xù)升高，直至達(dá)到設(shè)定的第一超溫溫度時，控制模塊啟動發(fā)動機(jī)水油混合模塊中的混合模塊風(fēng)扇，并通過pid控制算法控制水冷風(fēng)扇增大轉(zhuǎn)速，以加速發(fā)動機(jī)冷卻液降溫；當(dāng)油溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的滑油溫度持續(xù)升高，直至達(dá)到設(shè)定的第二超溫溫度時，控制模塊啟動發(fā)動機(jī)水油混合模塊中的混合模塊風(fēng)扇，并通過pid控制算法控制油冷風(fēng)扇增大轉(zhuǎn)速，以加速發(fā)動機(jī)滑油降溫；當(dāng)氣溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度持續(xù)升高，直至達(dá)到設(shè)定的第三超溫溫度時，控制模塊通過pid控制算法控制風(fēng)冷風(fēng)扇增大轉(zhuǎn)速，以加速發(fā)動機(jī)進(jìn)氣降溫；當(dāng)減速器油溫傳感器檢測到主減速器的滑油溫度持續(xù)升高，直至達(dá)到設(shè)定的第四超溫溫度時，控制模塊通過pid控制算法控制減速器油冷風(fēng)扇增大轉(zhuǎn)速，以加速主減速器滑油降溫；

18、s4、當(dāng)水溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度下降到第一工作溫度時，控制模塊控制水冷風(fēng)扇減小轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速；當(dāng)油溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的滑油溫度下降到第二工作溫度時，控制模塊控制油冷風(fēng)扇減小轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速；當(dāng)控制模塊監(jiān)測到發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度下降到第一工作溫度且發(fā)動機(jī)的滑油溫度下降到第二工作溫度時，關(guān)閉發(fā)動機(jī)水油混合模塊中的混合模塊風(fēng)扇；當(dāng)氣溫傳感器檢測到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度下降到第三工作溫度時，控制模塊控制風(fēng)冷風(fēng)扇減小轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速；當(dāng)減速器油溫傳感器檢測到主減速器的滑油溫度下降到第四工作溫度時，控制模塊控制減速器油冷風(fēng)扇減小轉(zhuǎn)速至設(shè)定轉(zhuǎn)速。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明針對高原環(huán)境中中重載無人直升機(jī)散熱不足的問題，提供了一種結(jié)合多種散熱形式的中重載無人直升機(jī)散熱系統(tǒng)及其控制方法，該散熱系統(tǒng)通過發(fā)動機(jī)單回路水冷模塊、發(fā)動機(jī)單回路油冷模塊、發(fā)動機(jī)水油混合模塊、發(fā)動機(jī)單回路風(fēng)冷模塊和主減速器單回路油冷模塊的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了對中重載無人直升機(jī)兩大主要熱源發(fā)動機(jī)和主減速器的快速、有效散熱，以使散熱效率最大化，從而避免發(fā)動機(jī)的性能受到發(fā)熱問題的影響，提升了中重載無人直升機(jī)的工作穩(wěn)定性，延長了中重載無人直升機(jī)在高壓地區(qū)工作的使用壽命。因此，本發(fā)明具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣闊的應(yīng)用前景。