涵道旋翼装置及飞行器的制作方法

[0001]
本实用新型属于飞行器领域，涉及一种涵道旋翼装置及飞行器。


背景技术：

[0002]
现有的涵道旋翼结构飞机，通常是由旋转中心体、旋翼及涵道构成，其中旋翼大都为传统的直升机或叶轮机械桨叶设计，由于加工、安装工艺与旋转的实际要求，翼尖与涵道之间需保留一定间隙，翼尖间隙的气体泄漏现象比较严重。
[0003]
传统的涵道旋翼结构，旋翼与涵道内壁之间留有一定间隙，旋翼在高速旋转过程中，翼面上下压差是产生升力的主要机制，由于翼尖间隙的存在，部分气体会从翼尖间隙沿压力梯度流出，导致压力损失，旋翼的升力减小，造成旋翼的工作效率被削弱。
[0004]
目前存在一种翼尖小翼的设计，虽然从结构上可以改变旋翼，利用小翼阻挡上下翼面的气流流向翼尖间隙，从而制约翼尖间隙的气体泄漏，但仍然会有一定程度的泄漏，无法满足实际要求。另外，由于高压气体的制备、存储工艺已相当成熟，广泛应用于工业领域和日常生活，压力最高可达20-30mpa，但高压气在旋翼结构上的应用并不多见，尤其是用来改善翼尖间隙气密性的方案，未有先例。
[0005]
因此，亟需一种涵道旋翼装置及飞行器，解决现有涵道旋翼翼尖气体泄漏、密封性差的问题，实现有效提高翼尖间隙气密性从而阻止旋翼上下压差的相互抵消、削弱，提高旋翼气动效率的目的。


技术实现要素：

[0006]
为了达到上述目的，本实用新型提供一种涵道旋翼装置及飞行器，解决了现有技术中存在的涵道旋翼翼尖气体泄漏、密封性差的问题，实现有效提高翼尖间隙气密性从而阻止旋翼上下压差的相互抵消、削弱，提高旋翼气动效率的目的。
[0007]
本实用新型所采用的技术方案是，提供了一种涵道旋翼装置，包括涵道、旋翼、旋翼中心体和旋翼中心体支架，所述涵道、所述旋翼、所述旋翼中心体、所述旋翼中心体支架共轴设置；所述旋翼固定于所述旋翼中心体上，所述旋翼中心体固定于所述旋翼中心体支架上，所述旋翼中心体支架通过若干连接臂固定于所述涵道上；所述涵道的内侧壁上开设有喷气口，所述喷气口正对所述旋翼的翼尖。
[0008]
进一步地，所述气体增压装置与所述喷气口连通。
[0009]
进一步地，所述气体增压装置设置在所述涵道的腔体内，所述涵道的外侧壁上开设有若干进气口；所述喷气口通过所述涵道的腔体与所述进气口连通。
[0010]
进一步地，所述气体增压装置还可以设置在所述旋翼中心体上，所述旋翼中心体支架内设有连通至所述涵道的腔体的通道。
[0011]
进一步地，所述喷气口为若干个沿所述涵道的内侧壁周向间断布置的独立喷口；或所述喷气口为沿所述涵道的内侧壁一周的环形开口。
[0012]
进一步地，所述涵道的腔体内配合安装有沿腔体周向布置的气流通道，所述气流
通道的外侧壁开设有进气嘴，所述进气嘴与所述气体增压装置相连；
[0013]
所述气流通道的内侧壁开设有与所述独立喷口位置对应的喷气嘴，或所述气流通道的内侧壁开设有与所述环形开口位置对应的环状开口。
[0014]
进一步地，所述进气嘴通过配套的气流管体与所述气体增压装置连接。
[0015]
进一步地，所述旋翼的翼尖与所述喷气口之间的间隙为所述旋翼桨盘直径的0.1％-0.3％。
[0016]
进一步地，所述喷气口的高度不超过所述旋翼的翼尖剖面厚度。
[0017]
本实用新型还提供了一种飞行器，采用前述的涵道旋翼装置。
[0018]
本实用新型的有益效果是：
[0019]
通过在涵道旋翼中增加与翼尖位置相对应的高压气帘喷气口，即一个和旋翼同轴的环形开口或若干个独立喷口，从涵道腔内由高压气帘喷气口向翼尖喷射高压气体，形成一道高压气体帘状结构以阻隔翼尖间隙的气体流动，从而阻止旋翼上下压差的相互抵消、削弱，提高旋翼的气动效率。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1是本实用新型结构立体示意图。
[0022]
图2是旋翼中心体支架示意图。
[0023]
图3是本实用新型结构剖面示意图。
[0024]
图4是涵道与气流通道结构剖面图。
[0025]
图5是气流通道的结构主视图。
[0026]
图6是气流通道主视图的a-a剖面图。
[0027]
图7是无高压气帘机构的涵道旋翼效果图。
[0028]
图8是本实用新型工作效果图。
[0029]
图中，1.涵道，2.旋翼，3.喷气口，4.进气口，5.旋翼中心体，6.气流通道，7.进气嘴，8.环状开口，9.旋翼中心体支架。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]
一、本实用新型的结构设置：
[0032]
参照附图1-6。本实用新型公开了一种涵道旋翼装置，包括涵道1、旋翼2、旋翼中心体5和旋翼中心体支架9，涵道1、旋翼2、旋翼中心体5、旋翼中心体支架9共轴设置；旋翼2固定于旋翼中心体5上，旋翼中心体5固定于旋翼中心体支架9上，旋翼中心体支架9通过若干
连接臂固定于涵道1上；涵道1的内侧壁上开设有喷气口3，喷气口3正对旋翼2的翼尖。
[0033]
气体增压装置与喷气口3连通。
[0034]
气体增压装置设置在涵道1的腔体内，涵道1的外侧壁上开设有若干进气口4；喷气口3通过涵道1的腔体与进气口4连通。
[0035]
气体增压装置设置在旋翼中心体5上，旋翼中心体支架9内设有连通至涵道1的腔体的通道。
[0036]
喷气口3为若干个沿涵道1的内侧壁周向间断布置的独立喷口；或喷气口3为沿涵道1的内侧壁一周的环形开口。
[0037]
涵道1的腔体内配合安装有沿腔体周向布置的气流通道6，气流通道6的外侧壁开设有进气嘴7，进气嘴7与气体增压装置相连；
[0038]
气流通道6的内侧壁开设有与独立喷口位置对应的喷气嘴，或气流通道6的内侧壁开设有与环形开口位置对应的环状开口8。
[0039]
进气嘴7通过配套的气流管体与气体增压装置连接。
[0040]
旋翼2的翼尖与喷气口3之间的间隙为旋翼2桨盘直径的0.1％-0.3％。
[0041]
喷气口3的高度不超过旋翼2的翼尖剖面厚度。
[0042]
本实用新型还公开了一种飞行器，采用前述的涵道旋翼装置。
[0043]
二、本实用新型的工作原理：
[0044]
喷气口3与进气口4，均在涵道1加工的过程中一体成型；喷气口3在涵道1内的高度与翼尖截面中心高度一致，且喷气口3的高度不超过旋翼2翼尖的剖面厚度。气体增压装置可以是空气增压泵、增压阀、气体增压机等气体增压系统，还可以是一定体积的高压气罐。
[0045]
涵道1的外侧壁开设若干个进气口4，用来为配合设置的气体增压装置提供气源。
[0046]
气体增压装置可以设置在涵道1的腔体内，气流通过进气口4进入涵道1腔体内，经设置在涵道1腔体内的气体增压装置增压后，通过常规设置的气流管体经进气嘴7进入同样设置在涵道1腔体内的气流通道6，并依次通过环状开口8、喷气口3向旋翼2的翼尖喷出，由于环状开口8与喷气口3位置对应，因此，在旋翼1翼尖与喷气口3之间形成高压气帘，使得旋翼2的翼尖间隙被一个无形的高压气帘阻隔，旋翼2上下面的空气不再通过翼尖间隙流通，实现了密封，提高旋翼2的气动效率，提升系统整体的升力。
[0047]
另外，气体增压装置也可以设置在旋翼中心体5上，通过旋翼中心体支架9内设置的连通涵道1腔体的通道，实现气体增压装置与涵道1腔体的连通。气流直接经过气体增压装置增压后，经过旋翼中心体支架9内设置的与涵道1腔体连接的通道进入涵道1腔体内，并通过喷气口3喷出。
[0048]
需要说明的是，喷气口3可替换为沿涵道1内侧壁均匀设置且与所述旋翼2翼尖位置对应的若干个独立喷口，为保证形成的高压气帘的阻隔作用，喷气口3的高度或独立喷口的大小均不超过旋翼的翼尖剖面厚度；对应地，气流通道6的外侧壁开设有与独立喷口对应的喷气嘴，或开设有与为环形开口的喷气口3对应的环状开口8，同样可实现本实用新型的目的。
[0049]
本实用新型为涵道旋翼系统飞行器提供了可提高翼尖间隙气密性的涵道旋翼结构，提高了飞行器旋翼的气动效率，进而提升了飞行器涵道系统的整体升力。
[0050]
参照附图7，在没有高压气帘的旋翼和涵道之间有部分气体流经翼尖间隙，造成了
旋翼迎风面的“泄压”；参照附图8，在有高压气帘的旋翼和涵道，上下翼面的气体则被气帘完全隔离，实现了旋翼上下压差的保持，有效改善了旋翼系统的气动效率。
[0051]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。