[发明专利]一种采用新能源的长航时无人机

说明书

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种采用新能源的长航时无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

太阳能飞机是以太阳辐射作为推进能源的飞机。太阳能飞机问世于上世纪70年代，当时只有微型型号，1980年，美国研制出“太阳挑战者”号单座太阳能飞机，这架飞机1981年7月成功地由巴黎飞到英国，平均时速54千米，航程290千米；直到2007年，名为“西风－6”(zephyr-6)的太阳能无人机，在空中停留时间超过3天首创夜间飞行的记录。2002年，一项名为“绿色先锋”的中国太阳能无人驾驶飞机探索研制计划正式启动，标志着我国在太阳能无人驾驶飞机研制方面取得了新的突破。

近年来，由于远程遥控技术的发达，远程遥控无人机成为各国的重要科研项目，特别是利用太阳能作力动力的无人飞行器更是各国争先研究的重要军事飞机，人们都想利用太阳能的能量的持久、清洁、无声、无强红外线的优点应用于军事侦察无人机。现今出现公开的太阳能飞行器一般都是把太阳能转化成电能后利用电力驱动螺旋桨推动飞行器前进，这样的一套太阳能电能转化装置占了很大的重量，加上电动引擎的重量，飞行器飞行时几乎不能再承载其它设备，这样的太阳能飞行器难以维持自身飞行，没有利用价值。现有无人机，绝大多数都是用锂电池。锂电池无人机存在电池本身重，充电时间长，飞行时间短，飞行过程中必须有人员监控等缺点。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种采用新能源的长航时无人机。

本发明提供如下技术方案：

一种采用新能源的长航时无人机，包括机身、柔性太阳能电池、电机、控制模块、通信模块、电源模块、螺旋桨、隔板、氢燃料电池和氢气球；所述氢气球上设置有柔性太阳能电池，气球下方设置有隔板，隔板下方悬挂机身，所述控制模块、通信模块、电源模块和氢燃料电池设置于机身内，电机和螺旋桨设置于机身上；

所述的氢气球与氢燃料电池连接；氢燃料电池和柔性太阳能电池分别与电源模块连接，通信模块、控制模块和电机分别与电源模块连接，电机与螺旋桨相连接。

基于此结构，本发明通过气球和应用于传统无人机的电机，两方面为无人机提供升力；气球上覆盖柔性太阳能电池直接利用太阳能给无人机提供能源，同时作为外壳降低气球爆炸的可能性；若干气球并列排列方便柔性太阳能电池有更大的面积向着太阳，也防止了某一气球破裂时，其他气球依然可以为无人机提供升力；气球下方覆盖的隔板给气球提供保护，保持无人机整体外形结构，支撑悬挂的无人机的各种负载；电源模块直接从氢燃料电池和太阳能电池取得电能。

另外，因为无人机本身有气球提供升力，无人机本身的电机可以专注于调整无人机的姿势，抵消风阻，然后在氢气用完后提供必要的升力。所述的气球形状可根据实际情况进行设定，如为长条形，U型，球型等。

进一步说明，所述的氢气球为多个，多个氢气球排列设置，氢气球实现了“电池本身没重量”这个拐点，提供氢燃料电池的能源，同时为无人机提供升力。

进一步说明，还包括至少一个以上氦气球，所述氦气球与氢气球排列设置。氢气球和氦气球均可为无人机提供升力。

进一步说明，所述的排列设置的气球中，氢气球排列在内侧，氦气球排列在外侧。排列在外侧的气球受到破坏的可能性更大，因此，将氦气球排列在外侧，较氢气球而言更为安全和稳定；氦气球单纯为无人机提供升力，特别是在氢气球中的氢气被用完时，依然能为无人机提供升力。并且气球的排列方式排成平面，从而通过减小侧面的迎风面积来减小风阻。当氢气在用尽时，由于氢气球设置在内侧，所以对无人机外形和迎风面的影响不大。

进一步说明，所述控制模块包括卫星定位单元、气压高度传感器、加速度传感器、电子指南针。所述的气压高度传感器用于计算无人机自身所在的海拔高度。所述的加速度传感器用于测量无人机飞行时加速力。电子指南针用于检测目前无人机飞行的方向。卫星定位单元用于对无人机当前位置进行确定，从而确保无人机按照指定的路线飞行到目标点。

进一步说明，所述的隔板为塑料板，隔板选用塑料板，以降低隔板的重量和体积。