一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置
本发明属于水下无人航行器技术领域，具体涉及一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置。本发明包括微型燃气轮机发电系统和电力推进系统，当水下无人潜航器在水下正常航行时，控制器将储电模块中存储的电能传输给推进模块；当储电模块中电量不足时，水下无人潜航器将上浮至水面，启动微型燃气轮机发电系统，控制器接收微型燃气轮机发电系统产生的电能，并按需分配给储电模块和推进模块。本发明采用微型燃气轮机作为动力装置的核心，带动发电机为锂电池充电，显著提升了水下无人航行器续航能力，使水下无人航行器能够达到更高的速度和更远的航程。
发明专利
CN202410367262.5
2024-03-27
CN118375517A
2024-07-22
F02C6/00(2006.01)
哈尔滨工程大学
宋枳序;金宗睿;周春通;郑东方;王忠义;谢敏融;连成玮
150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学
黑龙江;23
1.一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：包括微型燃气轮机发电系统和电力推进系统；所述电力推进系统包括控制器、储电模块和推进模块；当水下无人潜航器在水下正常航行时，控制器将储电模块中存储的电能传输给推进模块；当储电模块中电量不足时，水下无人潜航器将上浮至水面，启动微型燃气轮机发电系统，控制器接收微型燃气轮机发电系统产生的电能，并按需分配给储电模块和推进模块。 2.根据权利要求1所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：所述微型燃气轮机发电系统包括微型燃气轮机、涡轮、行星齿轮减速器和发电机；所述涡轮布置在微型燃气轮机的喷口后，涡轮、行星齿轮减速器和发电机通过轴依次连接。 3.根据权利要求2所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：还包括排气系统；所述排气系统包括伸缩式排气管道，伸缩式排气管道安装在微型燃气轮机出气侧上端；当水下无人潜航器上浮至水面并启动微型燃气轮机发电系统时，伸缩式排气管道展开并伸出海面。 4.根据权利要求2所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：还包括燃料供给系统；所述燃料供给系统包括两个相同的油箱，分别布置在微型燃气轮机的左右两侧；所述油箱内自上而下布置有气囊、油囊和水囊，气囊通过气阀与进气系统连接，油囊通过燃料阀与微型燃气轮机连接，水囊通过水阀与外部海水连通。 5.根据权利要求4所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：当微型燃气轮机工作时，一次从一个油箱中抽取10毫升燃油；在抽取10毫升燃油期间，前7毫升燃油被消耗时，水阀打开，海水因压力差补充进水囊，消耗完7毫升燃油后，水阀关闭，气阀打开；当剩下的3毫升燃油被消耗时，空气将因压力差补充进气囊；完成10毫升燃油抽取后，燃料阀和气阀都将关闭，另一个油箱将重复此操作。 6.根据权利要求4所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：所述进气系统包括多节管道，多节管道的每一节关节处设有电机，多节管道的进气端安装有滤清器，多节管道的出气端通过消声器与气囊的气阀连接。 7.根据权利要求6所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：当微型燃气轮机不工作时，多节管道呈“S”形排布；当微型燃气轮机工作时，通过电机驱动多节管道的各关节使多节管道呈“I”形排布；当微型燃气轮机处于不同工况时，通过电机改变多节管道中各节管道之间的相对旋转角度同时滤清器整体高度改变，进而改变进气量满足各工况需要。 8.根据权利要求6所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：所述滤清器自上而下分为上、中、下三层，每层气体通道高度依次递减，每层设有多尺寸流线型惯性级叶片、毡网、和通水渠。 9.根据权利要求6所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：所述消声器包括弯管，弯管内部等间距安装隔板，每个隔板的前端配备了直角尖端的导流体，用于高效导流和消声。 10.根据权利要求4所述的一种基于微型燃气轮机的应用于水下无人潜航器的增程式动力装置，其特征在于：所述储电模块采用锂电池；所述气囊、油囊、水囊采用薄壁橡胶囊。