一种新型飞行器动力短舱的制作方法

本发明涉及一种航空，具体涉及一种新型飞行器动力短舱。

背景技术：

1、飞行器上的动力短舱的作用是容纳飞行器动力装置，需要具备足够的内部空间和结构强度，满足设备的通风散热要求，以及线缆和管路的安装要求。目前，低空智能无人机的动力短舱主要用于电动机和电子调速器的安装。

2、在飞行器研发早期，一般需要用验证机先行试验飞行系统功能。同时，因为项目早期预算有限，验证机除了需要满足完成测试工作，也需要满足一定的美观要求以便于展示和融资。

3、目前，验证机为节省成本往往大量使用碳纤维型材制造，例如使用标准规格的碳管和碳板。多旋翼构型的飞行器动力装置往往安装在碳板上，碳板随后再组成框架通过管夹安装到机臂碳管上。

4、这种设计虽然能够实现安装的功能，但是对外观会产生不利影响。首先，设备外露、方方正正的碳板、纯圆的碳管缺少美学元素。其次，因为设备外露，设备之间连接的线束也会外露，视觉上会产生密集压迫感。再次，方正的整体外形在前飞过程中缺少整流，产生较大的气动阻力。

5、而且，传统的设计若为金属件，则需要从一大块金属毛坯通过铣切去除材料而得，浪费大量材料，增加工时和成本，而且无法加工流线型复杂曲面和内部复杂支撑结构。

6、传统的设计若为非金属设计，如此复杂的外部和内部形状无法一次成型。舱体需要至少分上下件分别成形，内部件需要单独成形，最后所有零件再通过合模胶结才能得到。毛坯得到后，还需要设计专用夹具，再通过数字化铣切出外表面的安装孔和散热孔。舱体前方的散热格栅因为在合模线上形状不规则则会带来无法合模的问题，合模前也需要分开制造。如此增加了模具的费用和制造工时，时间周期为3～4周。

7、同时，传统设计若使用管夹和碳板的设计，则有紧固件繁多、安装复杂、设备外露破坏气动外形和美观要求等等不利影响。

8、解决以上问题的传统解决方案是设计一个兼具结构、安装、气动、散热各个专业要求的流线型短舱，并且同时满足美观要求。短舱的流线型外形一般需要模具成形，而开模将会导致高成本和长周期。这种技术方案不利于产品开发快速迭代，也不利于项目早期的产品开发成本控制，给新项目造成较大的资金和时间风险。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种成本低、易制造、易安装、散热强、气动优秀的新型飞行器动力短舱。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种新型飞行器动力短舱，包括：流线型的短舱壳体和用于安装电机和电调的一对碳板，所述短舱壳体的上下区域被所述一对碳板切平、并通过紧固件将所述一对碳板分别安装固定在所述舱体壳体的上下区域形成所述短舱壳体的上下端面，所述电机和所述电调通过所述碳板分别安装固定在所述舱体壳体的外侧和内腔；

4、所述舱体壳体包括用于连接飞行器机臂碳管的套筒和用于安装所述电机和所述电调的流线型舱体，所述舱体包括舱体头部、舱体中部和舱体尾部，所述舱体头部呈凸出的半球状头部、并规则设置有用于进气的进气格栅，所述电机和所述电调分别安装固定在所述舱体中部的外侧和内腔，所述舱体尾部逐渐收缩收窄形成收缩段和尾端面，所述舱体尾部的收缩段向下弯曲，所述收缩段的侧壁上规则设置有用于排气和散热的散热百叶，所述尾端面上规则设置有用于排气和散热的排气孔。

5、进一步的，所述舱体的侧面造成为一个尾部向下弯曲的翼型，其上下区域被所述一对碳板切平形成所述舱体中部，所述舱体尾部收缩段的上侧壁向下弯曲收缩，其下侧壁向上弯曲收缩，所述上侧壁向下弯曲收缩的幅度大于所述下侧壁向上弯曲收缩的幅度，从而形成一个尾部向下弯曲的收缩段，以更好地在飞行器前倾飞行时降低气动阻力。

6、进一步的，所述舱体的俯视轮廓为一个无弯曲的对称翼型，所述舱体尾部收缩段的左侧壁和右侧壁的收缩幅度一致，所述舱体的前后部分沿其俯视的中轴线对称设计。

7、进一步的，所述舱体的前视轮廓为一个圆角矩形，所述舱体头部凸出较为圆润。

8、进一步的，所述进气格栅呈蜂窝状格栅，包括若干规则设置的蜂窝状进气口；所述散热百叶包括若干规则设置的条状散热孔。

9、进一步的，所述舱体的上下端面开口轮廓与所述碳板的轮廓一致形成碳板安装平台，所述碳板安装平台的四边角处设置有安装铜螺母的空心圆柱，所述碳板通过碳板安装螺丝、垫片和所述铜螺母配合将其固定在所述碳板安装平台上，所述碳板安装平台的内侧设置有电调通过槽口，所述电调通过槽口与所述舱体的内腔连通，从而方便所述电调从所述电调通过槽口插入安装至所述舱体的内腔中。

10、进一步的，所述碳板安装平台的前后两侧还设置有方便所述电机和所述电调之间走线的前后过线槽。

11、进一步的，所述碳板上规则设置有若干碳板安装孔、若干电机安装孔和若干电调安装孔，所述若干碳板安装孔沿所述空心圆柱设置、设置在所述碳板的四边角处，所述若干电机安装孔呈放射状，设置在所述碳板的中间位置，所述碳板的中间位置还设置有避开所述电机结构上凸出部分的电机出轴避让孔，所述若干电机安装孔沿所述电机出轴避让孔向外放射设置。

12、进一步的，所述碳板上还规则设置有若干用于减重和散热的减重孔。

13、进一步的，所述舱体内部镂空设计，其内部规则设置有若干加强筋，所述若干加强筋共同组成舱体框架结构，以对所述舱体整体强度进行加强；所述若干加强筋围绕所述舱体内部上下端四边角处的共八个空心圆柱设置形成所述舱体框架结构，所述若干加强筋包括若干第一加强筋、若干第二加强筋和若干第三加强筋，若干所述第一加强筋作为所述舱体框架结构的长边，若干所述第二加强筋作为所述舱体框架结构的高边，若干所述第三加强筋作为所述舱体框架结构的宽边。

14、进一步的，所述套筒内部设置有用于限制碳管插入深度和防止碳管轴向转动的限位器，其上下或左右两侧还设置有便于螺钉插入锁紧的圆形通孔。

15、本发明的有益效果是：

16、1.本发明提供了一种新型动力短舱设计，并通过配套的制造的方法实现了结构承力、设备安装和散热、较低的制造成本、更短的制造周期、造型优美的外观及与注塑件无异的表面质量。

17、2.本发明的短舱整体由一个增材制造的零件和两个型材加工的碳板组成，设计非常简洁。短舱壳体的一体化设计与传统工艺相比提高了效率，节约了时间，降低了成本。碳板直接选用型材加工，也大大降低了成本。

18、3.本发明的舱体制造方法一次一个零件一体成型。这样能有效解决散热格栅形状不规则、舱体内部加强件、支撑件、散热孔及过线槽位置复杂众多而带来的制造难题。使用本方案方法即可一次打印成型，时间仅需1天。而且，由于一体且一次成型，本方案不存在多个零件二次胶结而产生的连接可靠性问题。

19、4.本发明本设计还为电机、电调的安装提供了非常方便的安装。传统设计往往需要先安装电调在短舱内部，然后再安装碳板，最后再安装电机。但是实际情况中很多电机和电调的安装孔位都在背面，并不方便直接安装。尤其当遇到本发明所列举的上下都需要安装电机电调的情形更是无法实施。本设计巧妙地让电机和电调安装到一块碳板上，非常便于装配实施。具体地，先在碳板的背面安装电机螺丝，然后在碳板正面安装电调螺丝，最后再安装碳板固定到短舱壳体铜螺母中的螺丝。上碳板或下碳板任一先装均可。因为已通过孔位的巧妙布置，使用螺丝刀安装时并不会出现于伸不进去或与已安装部件干涉的问题，且安装操作始终可以从外向内或者从上向下以舒适的装配工艺方式进行。

20、5.本发明的舱体外形为流线型舱体，且留有进气格栅和大量散热孔。在飞行器前飞时能有效地降低阻力，且不影响电机和电调的散热。

21、6.本发明的电机和电调过线槽，使得电机和电调之间的电气连接均可布置在短舱内部，没有线束外露，保证了美观要求。