一体化水空两用推进器的制作方法

本发明属于推进器技术领域，具体地说是一种一体化水空两用推进器。

背景技术：

水空两栖跨域航行器是一种既可以在水下环境中航行，又可以在空中飞行的新概念航行器，能够极大扩展作业范围和应用领域。为了实现水空两栖跨域航行器在水空两种介质的航行功能，需要能够实现水下和空中作业功能的推进器。然而，由于水和空气的介质特性不同，相应的推进器设计理念也存在较大差异。例如在相同的螺旋桨尺寸和转速条件下，水中的扭矩要远大于空气中。可见空气中的推进装置特点是小扭矩、高转速输出，水中的推进装置特点则是大扭矩、低转速输出。如果采用两套分别用于水下和空气中的推进器，则当水空两栖跨域航行器在某一介质航行时，会有一套航行器不工作，从而造成无用的负载，并且会提高系统的复杂度。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种一体化水空两用推进器，该推进器的输出扭矩和转速可变，因此能够实现水下和空中的推进功能，并具有结构紧凑、重量轻、可靠性高等特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体化水空两用推进器，包括涵道及设置于所述涵道内的螺旋桨、机架、高速电机、超越离合器及低速电机，其中高速电机和低速电机通过机架安装在涵道内、且所述低速电机通过超越离合器与所述高速电机连接，所述螺旋桨位于所述涵道的前端、且设置于所述高速电机的输出轴上，所述涵道的前后端设有前导流罩和后导流罩。

所述螺旋桨、高速电机和低速电机位于同一轴线上。

所述低速电机通过主动连接器与超越离合器连接，所述超越离合器通过被动连接器与高速电机连接。

所述涵道的前部设有唇边。

所述涵道两侧设有用于与航行体连接的安装座。

所述涵道与机架间设有高速电机走线槽和低速电机走线槽，所述高速电机走线槽和低速电机走线槽分别用于引出高速电机和低速电机的动力电线。

所述高速电机与所述低速电机均为自密封耐压电机。

所述螺旋桨为多桨叶螺旋桨，可实现空气中和水下的推进功能。

所述前导流罩与后导流罩均为流线型结构。

在空气中工作时，所述低速电机不运转，所述高速电机运转直接驱动螺旋桨高速转动，以实现空气中的推进功能；在水下工作时，所述低速电机运转，通过超越离合器带动高速电机及螺旋桨低速运转，以实现水下的推进功能。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明能够实现水空两栖推进功能，是构建水空两栖跨域航行器的重要组成部分。

2.本发明能够在空气中以涵道风扇形式实现高转速、小扭矩推进，且具有较大的推重比。

3.本发明能够在水下以导管桨形式实现低转速、大扭矩推进。

4.本发明具有重量轻、结构紧凑、可靠性高等优点。

5.本发明能够利用一套推进器实现水下和空气两种介质中的航行功能，进而可以提高航行器系统的集成度和紧凑性，减轻航行器的重量，提高航行器的负载能力和系统可靠性。

附图说明

图1为本发明的四分之一剖视轴测图；

图2为本发明的剖视主视图；

图3为本发明的轴测图；

图4为本发明的主视图；

图5为图4的左视图。

其中：1为前导流罩、2为唇边、3为涵道、4为螺旋桨、5为机架、6为高速电机、7为被动连接器、8为超越离合器、9为主动连接器、10为低速电机、11为后导流罩、12为安装座、13为高速电机走线槽、14为低速电机走线槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-5所示，本发明提供的一种一体化水空两用推进器，包括涵道3及设置于涵道3内的螺旋桨4、机架5、高速电机6、超越离合器8及低速电机10，其中高速电机6和低速电机10通过机架5安装在涵道3内、且低速电机10通过超越离合器8与高速电机6连接，螺旋桨4位于涵道3的前端、且设置于高速电机6的输出轴上，涵道3的前后端设有前导流罩1和后导流罩11。

螺旋桨4、高速电机6和低速电机10位于同一轴线上，低速电机10通过主动连接器9与超越离合器8连接，超越离合器8通过被动连接器7与高速电机6连接。超越离合器8能够实现高速电机6运转时不带动低速电机10运转，低速电机10运转时带动高速电机6运转。

如图3-5所示，涵道3的前部设有唇边2，涵道3两侧设有用于与航行体连接的安装座12，涵道3与机架5间设有高速电机走线槽13和低速电机走线槽14，高速电机走线槽13和低速电机走线槽14分别用于引出高速电机6和低速电机10的动力电线。

高速电机6与低速电机10均为自密封耐压电机，螺旋桨4为偏向空气桨性能的多桨叶水空两用螺旋桨，可实现空气中和水下的推进功能。前导流罩1与后导流罩11均为流线型结构，用于降低航行阻力。

在空气中工作时，低速电机10不运转，高速电机6运转直接驱动螺旋桨4高速转动，以高转速、小扭矩的涵道风扇形式实现空气中的推进功能；在水下工作时，低速电机10运转，通过超越离合器8带动高速电机6及螺旋桨4低速运转，以低转速、大扭矩的导管桨形式实现水下的推进功能。

本发明提供的一体化水空两用推进器在空气中和水下的工作原理为：

一体化水空两用推进器在空气中工作时，仅高速电机6运转，低速电机10不运转；高速电机6直接驱动螺旋桨4以高速转动，以高转速小扭矩的涵道风扇形式实现空气中的推进功能。

一体化水空两用推进器在水下工作时，低速电机10运转，通过超越离合器8带动高速电机6及螺旋桨4低速运转，以低转速大扭矩的导管桨形式实现水下的推进功能。

本发明的输出扭矩和转速可变，因此能够实现水下和空中的推进功能，并具有结构紧凑、重量轻、可靠性高等特点。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明属于推进器技术领域，具体地说是一种一体化水空两用推进器。包括涵道及设置于涵道内的螺旋桨、机架、高速电机、超越离合器及低速电机，其中高速电机和低速电机通过机架安装在涵道内、且低速电机通过超越离合器与高速电机连接，螺旋桨位于涵道的前端、且设置于高速电机的输出轴上，涵道的前后端设有前导流罩和后导流罩。本发明的输出扭矩和转速可变，能够实现水下和空中的推进功能，并具有结构紧凑、重量轻、可靠性高等特点。

技术研发人员：杨翊;胡志强;王超;耿令波
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：2019.01.11
技术公布日：2019.04.19