一种涵道风扇的制作方法

一种涵道风扇的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及航空飞行器【技术领域】，尤其涉及一种涵道风扇，其包括呈环形的外涵道、多片的螺旋扇叶、传动轴、传动支撑轴、传动轴承、传动齿轮，外涵道的前部、后部均设置有涵道支撑臂，传动支撑轴通过涵道支撑臂安装于外涵道的中心，传动轴通过传动轴承可转动地安装于传动支撑轴内，多片的螺旋扇叶固定于传动轴，传动轴通过传动齿轮外接发动机，多片的螺旋扇叶与外涵道形成单级压缩高压的多螺旋内涵道。在工作时，本实用新型的外涵道与多螺旋内涵道共同作用，输出加速气流，多股加速气流汇总，使涵道风扇输出更大动力，因此，在现有涵道风扇的基础上，本实用新型输出更大升力，可大幅节省飞行成本。
【专利说明】—种涵道风扇
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空飞行器【技术领域】，尤其涉及一种涵道风扇。
【背景技术】
[0002]在航空领域，动力涵道风扇升力过小，效率过低，大吨位垂直升降飞行器领域仍然有螺旋桨或多螺旋桨飞机占领。现有的小型涵道风扇垂直升降飞行器，大多采用加大涵道风扇转数和加大涵道直径，以提高涵道风扇的升力，而加大转速势必导致发动机大功率动力输出，造成燃油大量浪费；而螺旋桨升翼直径过大，会导致飞行器平飞迎风面过大，发动机动力输出大部分为克服飞机重力做功，且下降过程下降涡旋和突风会严重影响飞行安全。所以，现有的小型垂直升降涵道风扇飞行器，其商业化一直无法得到突破。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种可输出更大升力的涵道风扇。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供一种涵道风扇，其包括呈环形的外涵道、多片的螺旋扇叶、传动轴、传动支撑轴、传动轴承、传动齿轮，所述外涵道的前部、后部均设置有涵道支撑臂，所述传动支撑轴通过所述涵道支撑臂安装于所述外涵道的中心，所述传动轴通过所述传动轴承可转动地安装于所述传动支撑轴内，所述多片的螺旋扇叶固定于所述传动轴，所述传动轴通过所述传动齿轮外接发动机，所述多片的螺旋扇叶与所述外涵道形成单级压缩高压的多螺旋内涵道。
[0005]较佳地，所述螺旋扇叶为变距螺旋扇叶，该变距螺旋扇叶的进气口螺距小于出气口螺距，形成气体单级多组螺旋压缩通道；所述变距螺旋扇叶的进气角度从进气口到出气口渐进加大，形成加速、加压多组螺旋气体通道。
[0006]较佳地，所述外涵道的空气出口设有用于控制空气喷射总量的扰流装置。
[0007]较佳地，所述涵道支撑臂包括两个前涵道风扇大支撑臂、两个前涵道风扇小支撑臂、四个后涵道风扇支撑臂，所述两个前涵道风扇大支撑臂、两个前涵道风扇小支撑臂均固定在外涵道前部的内壁与传动支撑轴的前部之间，所述四个后涵道风扇支撑臂均固定在外涵道后部的内壁与传动支撑轴的后部之间。
[0008]较佳地，所述外涵道的前端设置有唇口，所述唇口由涵道风扇前段上唇口、涵道风扇前段下唇口组成。
[0009]较佳地，所述扰流装置包括空气扰流板、扰流板轨道支撑臂、液压臂、液压油导管，所述空气扰流板通过扰流板轨道支撑臂安装于所述外涵道的空气出口，所述空气扰流板通过液压臂与液压油导管连接，所述液压油导管与外部液压动力形成回路。
[0010]较佳地，所述外涵道的外侧设置有转向支撑臂。
[0011]本实用新型有益效果在于:由于多片的螺旋扇叶与外涵道形成单级压缩高压的多螺旋内涵道，在工作时，本实用新型的外涵道与多螺旋内涵道共同作用，输出加速气流，多股加速气流汇总，使涵道风扇输出更大动力，因此，在现有涵道风扇的基础上，本实用新型输出更大升力，可大幅节省飞行成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的立体图。
[0013]图2为本实用新型另一视角的立体图。
[0014]图3为本实用新型的主视图。
[0015]图4为图3的A-A剖视图。
[0016]图5为本实用新型的多片的螺旋扇叶的立体图。
[0017]附图标记:
[0018]I—外涵道，1.1—涵道风扇前段上唇口，1.2—涵道风扇前段下唇口，2—传动轴，2.1—传动齿轮，2.2—传动轴承，3—前涵道风扇大支撑臂，4—前涵道风
扇小支撑臂，5-转向支撑臂,6-传动支撑轴,7-螺旋扇叶,8-后涵道风扇支撑
臂，9—空气扰流板，10—扰流板轨道支撑臂，11—液压臂，12—液压油导管。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]请参考图1?5，本实用新型的涵道风扇，其包括呈环形的外涵道1、多片的螺旋扇叶7、传动轴2、传动支撑轴6、传动轴承2.2、传动齿轮2.1，外涵道I的前部、后部均设置有涵道支撑臂，传动支撑轴6通过涵道支撑臂安装于外涵道I的中心，传动轴2通过传动轴承
2.2可转动地安装于传动支撑轴6内，多片的螺旋扇叶7固定于传动轴2，传动轴2通过传动齿轮2.1外接发动机，多片的螺旋扇叶7与外涵道I形成单级压缩高压的多螺旋内涵道。
[0021]优选的，螺旋扇叶7为变距螺旋扇叶，该变距螺旋扇叶的进气口螺距小于出气口螺距，形成气体单级多组螺旋压缩通道；变距螺旋扇叶的进气角度从进气口到出气口渐进加大，形成加速、加压多组螺旋气体通道。即本实用新型在外置动力驱动下，传动齿轮2.1驱动传动轴2带动螺旋扇叶7沿传动轴2同轴转动，本实用新型采用螺旋扇叶7和涵道风扇内壁共同组成多气流压缩通道，气流可以在每个小气流通道被螺旋扇叶7逐步螺旋压缩，而涵道风扇进气口螺距小于出气口螺距，每个小气体通道的进气角在螺旋通道内逐步加大，形成加速螺旋气体通道，空气被内涵道壁和两片螺旋扇叶7组成的多个小涵道迅速加压加速，形成多股压缩气体。因小气体通道的进气角是渐进逐步加大的，气体加速顺畅，部分取得涡轮风扇多级扇叶进行气体压缩加速、加压气流的效果，同时避免了多级扇叶间产生的乱流，一定程度上避免了扇叶间乱流造成的共振，提高了航空部件的安全性和使用寿命。
[0022]优选的，外涵道I的空气出口设有用于控制空气喷射总量的扰流装置，即扰流装置可以通过控制空气喷射总量而快速控制涵道风扇动力输出的大小。在本实施例中，扰流装置包括空气扰流板9、扰流板轨道支撑臂10、液压臂11、液压油导管12，空气扰流板9通过扰流板轨道支撑臂10安装于外涵道I的空气出口，空气扰流板9通过液压臂11与液压油导管12连接，液压油导管12与外部液压动力(如:伺服电机)形成回路。其中，空气扰流板9位于外涵道I的尾部，且上下对称设置，空气扰流板9在外部的伺服电机驱动下，经过液压油导管12驱动，可以快速向涵道风扇的内部同速、快速伸出和收缩，实现矢量扰流，以控制气流输出总量大小，达到控制涵道风扇在特定方向动力输出大小的目的，因扰流装置为对称结构，涵道风扇功率输出大小的改变只会在垂直于水平面方向做功，不会影响飞行器其他方向的稳定性。
[0023]优选的，涵道支撑臂包括两个前涵道风扇大支撑臂3、两个前涵道风扇小支撑臂
4、四个后涵道风扇支撑臂8，两个前涵道风扇大支撑臂3、两个前涵道风扇小支撑臂4均固定在外涵道I前部的内壁与传动支撑轴6的前部之间，四个后涵道风扇支撑臂8均固定在外涵道I后部的内壁与传动支撑轴6的后部之间。这些涵道支撑臂，可共同支撑多片的螺旋扇叶7和涵道内壁组成多组螺旋压缩通道。
[0024]优选的，外涵道I的前端设置有唇口，唇口由涵道风扇前段上唇口 1.1、涵道风扇前段下唇口 1.2组成，此结构可实现飞行器平飞最大升力。而外涵道I做成环形机翼，可加大飞行器涵道提供的升力。
[0025]优选的，外涵道I的外侧设置有转向支撑臂5。
[0026]本实用新型的涵道风扇采用多片的螺旋扇叶7动量自平衡设计方法，多片的螺旋扇叶7在传动轴2的带动下同轴旋转在涵道风扇外涵道I的中心轴线上,每片螺旋扇叶7均为变距螺旋扇叶，变距螺旋扇叶的进气口螺距小于出气口螺距。相邻两片螺旋扇叶7和外涵道I内壁以及涵道风扇传动支撑轴6外壁形成多个内涵道，每个内涵道叶片进气角小于出气角，在涵道风扇高速旋转的环境下，形成高压空气喷出，外涵道I唇口形成低压区，涵道出气口形成高压区，大幅提升涵道风扇气动效率。
[0027]因此，本实用新型在同涵道直径、同转速前提下，能以单级多螺旋气流通道逐次加压、加速通过气流，得到多股压缩气体，实现更大动力输出，在现有涵道风扇、涡轮风扇、螺旋桨三者中找到更优势技术解决方案。
[0028]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，均属本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种涵道风扇，其特征在于:包括呈环形的外涵道、多片的螺旋扇叶、传动轴、传动支撑轴、传动轴承、传动齿轮，所述外涵道的前部、后部均设置有涵道支撑臂，所述传动支撑轴通过所述涵道支撑臂安装于所述外涵道的中心，所述传动轴通过所述传动轴承可转动地安装于所述传动支撑轴内，所述多片的螺旋扇叶固定于所述传动轴，所述传动轴通过所述传动齿轮外接发动机，所述多片的螺旋扇叶与所述外涵道形成单级压缩高压的多螺旋内涵道。
2.根据权利要求1所述的涵道风扇，其特征在于:所述螺旋扇叶为变距螺旋扇叶，该变距螺旋扇叶的进气口螺距小于出气口螺距，形成气体单级多组螺旋压缩通道；所述变距螺旋扇叶的进气角度从进气口到出气口渐进加大，形成加速、加压多组螺旋气体通道。
3.根据权利要求1所述的涵道风扇，其特征在于:所述外涵道的空气出口设有用于控制空气喷射总量的扰流装置。
4.根据权利要求1所述的涵道风扇，其特征在于:所述涵道支撑臂包括两个前涵道风扇大支撑臂、两个前涵道风扇小支撑臂、四个后涵道风扇支撑臂，所述两个前涵道风扇大支撑臂、两个前涵道风扇小支撑臂均固定在外涵道前部的内壁与传动支撑轴的前部之间，所述四个后涵道风扇支撑臂均固定在外涵道后部的内壁与传动支撑轴的后部之间。
5.根据权利要求1所述的涵道风扇，其特征在于:所述外涵道的前端设置有唇口，所述唇口由涵道风扇前段上唇口、涵道风扇前段下唇口组成。
6.根据权利要求3所述的涵道风扇，其特征在于:所述扰流装置包括空气扰流板、扰流板轨道支撑臂、液压臂、液压油导管，所述空气扰流板通过扰流板轨道支撑臂安装于所述外涵道的空气出口，所述空气扰流板通过液压臂与液压油导管连接，所述液压油导管与外部液压动力形成回路。
7.根据权利要求1所述的涵道风扇，其特征在于:所述外涵道的外侧设置有转向支撑臂。
【文档编号】B64C11/00GK203428021SQ201320383120
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】任思峰 申请人:任思峰