一种空气中的推进装置及其推进方法与流程

本发明属于直升飞行器推进力领域，涉及一种空气中的推进装置及方法。

背景技术：

随着直升机技术的不断进步和人们对直升飞行器应用的逐渐成熟，直升飞行器的发展也越来越“专业化”，目前直升飞行器推进力普遍是通过旋翼来实现，旋翼结构存在气动效率较低、旋转面大、存在反作用力扭矩。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种气动效率高、体积小、无反作用力扭矩的一推进装置及方法，具体方案如下：

推进装置，包括导流罩、隔气件和排气扇，所述导流罩顶部小于导流罩底部，导流罩顶部设有进气口，隔气件置于导流罩底部，隔气件边缘均匀设有导流叶片，导流叶片一端连接隔气件边缘，另一端分别对应连接导流罩底部边缘，所述导流叶片与导流罩和隔气件之间的间隙构成整流通道，排气扇通过旋转轴安装在导流罩内，旋转轴一端连接转轴连杆，另一端穿过隔气件内的转轴孔连接动力装置。

进一步地，所述排气扇包括多个扇叶、扇叶固定架和旋转轴连杆，沿着扇叶固定架外侧边缘均匀设置扇叶，扇叶外端点靠近导流罩进气口边缘，旋转轴连杆两端分别连接扇叶固定架内侧，旋转轴连杆连接旋转轴。

进一步地，所述扇叶内端垂直连接扇叶固定架，且在排气扇任一径向平面内，通过扇叶外端点和扇叶内端点的直线与通过扇叶内端点的径向线的夹角角度为45°～75°。

进一步地，所述隔气件顶面为以转轴孔孔心为中心对称的平面或非平面，排气扇底端靠近隔气件顶端。

进一步地，所述隔气件与导流罩底部形状匹配。

进一步地，所述隔气件为圆形、椭圆形、四方形、三角形、多边形。

进一步地，所述导流罩为倒扣碗形。

进一步地，所述动力装置为电机或内燃机。

所述推进装置用于直升飞行器。

采用所述推进装置的推进方法，包括如下步骤：通过动力装置驱动排气扇旋转，扇叶对隔气件顶面的空气施加径向向外的排斥力，从而使导流罩内空气向四周加速流动，并通过导流罩导流至整流通道，经整流通道整流后的气体向隔气件的底面方向排出，从而使所述推进装置获得推动力。

本发明的优点

本发明推进装置及其推进方法，与现有技术中的旋翼相比，由于排出气流方向一致，从而通过改变排出的气流方向来克服反作用力扭矩的问题，同时还具有气动效率高、体积小等优点，使推进装置获得推动力，适合推广。

附图说明

图1为本发明推进装置的主视图及其气体流动原理图。

图2为图1推进装置的俯视图。

图3为图1推进装置的仰视图。

图4为图1推进装置的排气扇结构示意图。

图中：

1：导流罩；101：导流罩进气口；2：隔气件；201：转轴孔；3：排气扇；301：扇叶固定架；302：扇叶；4：旋转轴连接杆；5：旋转轴；6:导流叶片；7：整流通道；q:夹角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地解释和说明，需要注意的是，本具体实施例不用于限定本发明的权利范围。

如图1至图4所示，本具体实施例提供的推进装置，包括导流罩1、隔气件2和排气扇3，导流罩1顶部小于导流罩1底部，导流罩1顶部设有导流罩进气口101，隔气件2为圆形、椭圆形、四方形、三角形、多边形，且隔气件2顶面为以转轴孔201孔心为中心对称的平面或非平面。导流罩1底部形状与隔气件2形状相匹配。所述导流罩1为倒扣碗形,导流罩1顶端高于扇叶302顶端，优选地，隔气件2为圆形，隔气件2边缘均匀设有导流叶片6，导流叶片6一端均匀连接在隔气件2圆周边缘，另一端分别对应连接导流罩1底部边缘，导流叶片6与导流罩1和隔气件2之间的间隙构成整流通道7，排气扇3包括扇叶302扇叶固定架301和旋转轴连杆4，扇叶302内端垂直连接扇叶固定架301，且在排气扇任一径向平面内，通过扇叶302外端点与扇叶302内端点的直线与通过扇叶302内端点的径向线的夹角角度q为45°～75°。

扇叶固定架301为圆形，扇叶固定架301边缘均匀设置扇叶302，扇叶302外端边缘靠近导流罩进气口101边缘，旋转轴连杆4两端分别连接扇叶固定架301内侧，排气扇3通过旋转轴5设置在导流罩1内，优选地，排气扇3底端靠近隔气件2顶面。旋转轴5一端连接旋转轴连杆4底部，另一端穿过隔气件2内的转轴孔201连接电机或内燃机。

导流罩1的作用在于将隔气件2顶面空气中的气体导流到整流通道7内。

隔气件2的作用在于隔离导流罩1内的空气和导流罩1外的空气，驱动排气扇3旋转使隔气件2顶面和底面空气中的气体流速不一样，根据伯努利原理，隔气件2顶面的气体流速大，压强小；隔气件2底面的气体流速慢，压強大，隔气件2底面的气体压强大于隔气件2顶面的气体压强，使隔气件2顶面和底面形成空气压力差，从而使隔气件2获得推动力。

排气扇3的作用在于通过动力装置驱动旋转轴5旋转带动排气扇3旋转，扇叶302对隔气件2顶面空气施加排斥力，使空气中的气体向导流罩1四周流动。

采用上述推进装置的一种推进方法，包括如下步骤：电机或内燃机驱动排气扇3旋转，使扇叶302对隔气件2顶面的空气施加径向外的排斥力，从而使导流罩1内空气中的气体向四周加速流动，并通过导流罩1导流至整流通道7，因此隔气件2顶面和底面空气中的气体流速不一样，根据伯努利原理，隔气件2顶面空气中的气体流速快而压强小，底面空气中的气体流速慢而压强大，隔气件2顶面和底面之间形成了压力差，从而使隔气2件获得推动力，空气通过导流罩1导流至整流通道7整流后向隔气件2的底面方向排出，由于导流罩1改变了空气流动方，导流罩1获得与气体流向相反的作用力，因此推进装置获得以上两种推动力。

工作原理：通过驱动装置驱动排气扇3旋转，扇叶302对隔气件2顶面的空气施加排斥力，使导流罩1内空气中的气体向四周加速流动，并通过导流罩1导向整流通道7，整流通道7将该气体整流后向隔气件2的底面方向排出，从而推进装置获得推动力。

凡使用本发明的推进方法的推进装置，或推进装置内导流罩1、隔气件2和排气扇3的任意形状和结构的变换和替换都属于本发明专利的保护范围。

技术特征：

1.推进装置，其特征在于，包括导流罩、隔气件和排气扇，所述导流罩顶部小于导流罩底部，导流罩顶部设有导流罩进气口，隔气件置于导流罩底部，隔气件边缘均匀设有导流叶片，导流叶片一端连接隔气件边缘，另一端分别对应连接导流罩底部边缘，所述导流叶片与导流罩和隔气件之间的间隙构成整流通道，排气扇通过旋转轴安装在导流罩内，旋转轴一端连接旋转轴连杆，另一端穿过隔气件内的转轴孔连接动力装置。

2.根据权利要求1所述的推进装置，其特征在于，所述排气扇包括多个扇叶、扇叶固定架和旋转轴连杆，扇叶固定架外侧边缘均匀设置扇叶，扇叶外端点靠近导流罩进气口边缘，旋转轴连杆两端分别连接扇叶固定架内侧，旋转轴连杆连接旋转轴。

3.根据权利要求3所述的推进装置，其特征在于，所述扇叶内端垂直连接扇叶固定架，且在排气扇任一径向平面内，通过扇叶外端点和扇叶内端点的直线与通过扇叶内端点的径向线的夹角角度为45°～75°。

4.根据权利要求1所述的推进装置，其特征在于，所述隔气件顶面以转轴孔孔心为中心对称的平面或非平面，排气扇底端靠近隔气件顶端。

5.根据权利要求4所述的推进装置，其特征在于，所述隔气件底面与导流罩底部形状匹配。

6.根据权利要求5所述的推进装置，其特征在于，所述隔气件为圆形、椭圆形、四方形、三角形、多边形。

7.根据权利要求2所述的推进装置，其特征在于，所述导流罩为倒扣碗形。

8.根据权利要求1所述的推进装置，其特征在于，所述动力装置为电机或内燃机。

9.权利要求1所述的推进装置用于直升飞行器。

10.采用权利要求1到9任意一项所述推进装置的推进方法，其特征在于，包括如下步骤：动力装置驱动排气扇旋转，扇叶对隔气件顶面的空气施加径向向外的排斥力，从而使导流罩内的空气向四周加速流动，并通过导流罩导流至整流通道，经整流通道整流后的气体向隔气件的底面方向排出，从而使所述推进装置获得的推动力。

技术总结
本发明的空气中的推进装置及方法，包括导流罩、隔气件和排气扇，导流罩顶部小于导流罩底部，导流罩顶部设有导流罩进气口，隔气件置于导流罩底部，隔气件边缘均匀设有导流叶片，导流叶片一端连接隔气件边缘，另一端分别对应连接导流罩底部边缘，导流叶片与导流罩和隔气件之间的间隙构成整流通道，排气扇通过旋转轴安装在导流罩内，旋转轴一端设在导流罩内，另一端穿过隔气件内的转轴孔连接动力装置。通过扇叶旋转对隔气件顶面的空气施加排斥力，使导流罩内空气向四周加速流动，并通过导流罩导流至整流通道后向隔气件底面方向排出，从而使该装置获得推动力。该推进装置具有气动效率高，体积小，无反作用力扭矩的优点，适合推广。

技术研发人员：兰安德
受保护的技术使用者：兰安德
技术研发日：2020.04.21
技术公布日：2020.07.14