具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

参考图1所示，在本发明提供的无人机的一些实施例中，该无人机包括发动机和防除冰系统，发动机包括发动机主体和排气筒10，发动机主体的排气通过排气筒10排出，防除冰系统用于向无人机的待防除冰区提供能够防止结冰和/或去除冰块的流体，防除冰系统被配置为使流体能够与排气发生热交换。

在这些实施例中，防除冰系统所提供的用于防除冰的流体能够与流经排气筒10的排气发生热交换，流体从排气中吸收热量，可以对无人机的待防除冰区进行有效的防冰和除冰，提高无人机在寒冷潮湿环境下的飞行安全；该防除冰系统克服了现有无人机的发动机中无大流量高温气源来维持防除冰系统工作的缺陷，对传统的气热防冰方式进行了改进，更适合在轻型无人机上推广使用。

在一些实施例中，防除冰系统包括流体连通的热交换装置和喷射装置，热交换装置设置于排气筒10上，喷射装置设置于靠近待防除冰区的位置。

通过设置热交换装置，可以方便流体与流经排气筒10的排气进行热交换。通过设置喷射装置，可以使流体喷射于待防除冰区，采用喷射的方式有利于增大流体的覆盖面积。

在一些实施例中，热交换装置包括设置于排气筒10外侧的蒙皮21和在蒙皮21与排气筒10的外壁之间形成的外流道22，流体在外流道22内与流经排气筒10的排气发生热交换。

排气筒10的内部设有内流道12，发动机主体产生的排气通过内流道12排出。外流道22位于内流道12的外侧，内流道12和外流道22之间通过排气筒10的外壁隔开，当用于防除冰的流体流经外流道22时可以与流经内流道12的排气进行热交换，流体吸收排气的热量可提高自身温度，实现防除冰效果；同时，排气将部分热量传递至流体，可降低排入大气中的废气温度，有利于保护环境，同时实现余热利用。

在一些实施例中，排气筒10的内壁设有用于增强换热的肋片11。通过设置肋片，可以显著提升热交换的效率。肋片11呈长条形，安装于排气筒10的内壁上，并沿排气筒10的轴线方向延伸。排气筒10的内壁沿周向设有多个均匀布置的肋片11。

如图2和图3所示，在一些实施例中，喷射装置包括第一输送管41、连接管42、第二输送管43，第一输送管41与外流道22的出口24连通，连接管42连接于第一输送管41和第二输送管43之间，第二输送管43设有多个沿其轴线方向布置的通孔44，第二输送管43的通流量小于第一输送管41的通流量，以增大流体从通孔44喷出的喷射压力。这里的通流量为第一输送管41或第二输送管43的体积。

通过设置第二输送管43的通流量小于第一输送管41的通流量，可以使流体在第一输送管41中积聚，在流动至第二输送管43时，通流量变小，流体压力增大，便于实现喷射效果。

多个通孔44沿第二输送管43的轴线方向布置，可以增大流体的覆盖面积，提高防除冰的效率，避免出现防除冰的死角。

如图4所示，第一输送管41和第二输送管43均为圆管，第一输送管41的管径大于第二输送管43的管径。

在一些实施例中，连接管42的与第二输送管43连接的管口与通孔44错开。

如果连接管42的与第二输送管43连接的管口与通孔44正对设置，通过连接管42流动至第二输送管43的流体会直接通过通孔44喷出，这样在第一输送管41内流体可能无法到达第一输送管41的远离进口端的一端，相应地在第二输送管43内也不会到达远端，从而造成喷射范围不均匀，离流体进口端较远的一端可能很难得到防冰、除冰效果。而在上述实施例中，连接管42的与第二输送管43连接的管口与通孔44错开，这样就可以避免流体直接从通孔44喷出，可以使流体更多地流向远端，有利于实现各个通孔44的均匀喷射，大大改善防除冰效果。

在一些实施例中，多个通孔44沿第二输送管43的周向方向布置。

如图4所示的实施例中，沿第二输送管43的轴线方向设有多排通孔44，每排多个通孔44沿周向布置。

在一些实施例中，无人机还包括机翼30，待防除冰区包括机翼30的前缘31，第一输送管41和第二输送管43均设置于机翼30的内部且靠近前缘31。通过上述的防除冰系统可以对前缘31进行防冰和除冰，防止前缘31结冰。

在一些实施例中，第一输送管41和第二输送管43均沿着前缘31的延伸方向布置。前缘31的延伸方向为从机翼30的靠近机身的一端到远离机身的一端，即从机翼30的叶根到叶梢的方向。这样设置可以尽量增大对前缘31的覆盖范围，提高防除冰的效果。

在一些实施例中，第一输送管41和第二输送管43平行布置。连接管42垂直于第一输送管41和第二输送管43。

在一些实施例中，机翼30的内部设有流体通道32，流体通过流体通道32流出机翼30，流体通道32与外流道22的进口23连通。这样设置的好处是，可以使外流道22与喷射装置形成闭环循环系统，流体可循环地在外流道22和喷射装置中流动，这样可以实现用于防除冰的流体的循环利用，也有利于简化防除冰系统的配置。

如图3所示，来自外流道22的流体先进入第一输送管41，然后经连接管42进入第二输送管43，最后经通孔44喷射在机翼30的前缘31的内侧壁面上，如果前缘31的外侧壁上已经凝结有冰块，流体可以使冰块融化，达到除冰效果，除冰后流体的持续供应，还可以达到防止继续结冰的效果。喷射于前缘31的内侧壁面上的流体可经机翼30内的流体通道32流出，流出后通过外流道22的进口23进入外流道22继续进行热交换，然后再进入第一输送管41，从而形成闭环循环系统。

在一些实施例中，防除冰系统还包括动力驱动装置，动力驱动装置用于驱动流体的流动。通过设置动力驱动装置，可以提高流体的流动效率。动力驱动装置可以采用电动泵等动力部件。

在一些实施例中，防除冰系统还包括控制器、与控制器信号连接的第一温度检测装置和第二温度检测装置，第一温度检测装置用于检测热交换装置出口的流体温度T₁，第二温度检测装置用于检测流出待防除冰区的流体温度T₂，控制器根据流体温度T₁和流体温度T₂的大小调节动力驱动装置的功率。

通过设置控制器、第一温度检测装置和第二温度检测装置，可以对热交换装置出口的流体温度T₁和流出待防除冰区的流体温度T₂进行实时监控，通过监控流体温度T₁，可以防止热交换装置出口的流体温度T₁过高而损坏热交换装置的组成部件，比如蒙皮21；通过监控流体温度T₂，可以判断喷射于待防除冰区的流体的温度是否能够达到防除冰的效果。

在一些实施例中，热交换装置出口的流体温度T₁为外流道22的出口的流体温度，流出待防除冰区的流体温度T₂为流体通道32的出口的流体温度。

在上述各个实施例中，发动机可以为活塞发动机。发动机可以挂接在机翼30上。

在上述各个实施例中，流体可以为水、空气或者其他流动物质。

通过对本发明无人机多个实施例的说明，可以看到本发明实施例采用发动机的排气筒10内的排气作为热源，对用于防除冰的流体进行加热，加热后的防除冰流体通过第一输送管41、连接管42和第二输送管43送至机翼30的前缘31，可对前缘31起到防冰、除冰的效果，防止机翼发生结冰，提高无人机的飞行安全性。

基于上述的无人机，本发明还提供一种无人机的防除冰系统控制方法，包括：

当T₁<T₁₁且T₂<T₂₁时，提高动力驱动装置的功率；

当T₁>T₁₂且T₂>T₂₁或者当T₁>T₁₁且T₂<T₂₁时，降低动力驱动装置的功率；

其中，T₁₁为热交换装置的最高承受温度，T₁₂<T₁₁，T₂₁为能够达到防除冰效果的最低温度。

T₁₁为热交换装置的各个组成部件的最高承受温度，在一些实施例中，T₁₁为蒙皮21的最高承受温度。

在一些实施例中，防除冰系统控制方法还包括：

当T₁>T₁₁或T₂<T₂₁时，发出报警信号。通过发出报警信号，可以向地面监控人员发出提醒，使地面监控人员能够实时掌握无人机防除冰系统的运行情况。

在一个实施例中，蒙皮21最高的承受温度T₁₁为90℃，T₁₂设定为50℃，能够达到防除冰效果的最低温度T₂₁为10℃。相应地，控制器的控制策略为：当T₁<90℃且T₂<10℃，提高动力驱动装置功率；当T₁>50℃且T₂>10℃，或者T₁>90℃且T₂<10℃时，降低动力驱动装置功率。而当T₁<90℃且T₂≥10℃，或者T₁>50℃且T₂≤10℃时，无需对动力驱动装置的功率进行调节。另外，当T₁>90℃或T₂<10℃时，发出报警信号。

上述各个实施例中无人机所具有的积极技术效果同样适用于无人机的防除冰系统控制方法，这里不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。