用于飞机推进组件的螺旋桨、推进组件和使用这种推进组件的方法与流程

本发明涉及用于飞机的推进组件领域，特别是一种推进组件，其包括用于驱动螺旋桨的电动马达，以确保飞机的电力推进。为了减少化石能源的使用，建议使用电动马达旋转驱动推进螺旋桨，螺旋桨即没有外壳的叶片。现有技术中已知一种推进组件，其包括电动马达，该电动马达包括转子轴，该转子轴驱动螺旋桨，该螺旋桨包括沿轴线纵向延伸的螺旋桨锥部和从螺旋桨锥部沿径向延伸的叶片。叶片的旋转使飞机得以推进，即纵向位移上行。电动马达包括电气元件，在使用过程中必须对其进行冷却。按照已知的方式，电动马达通过与外部气流接触来冷却。当飞机在地面上或以较低的速度飞行时，气流太小，无法确保足够的冷却。要消除这一缺点，直接的解决方案是使用另一种冷却流体，但这会大大增大质量和体积。因此，本发明旨在通过提出一种推进组件，在不影响质量和体积的前提下，实现对电动马达的最佳冷却，从而消除至少部分的上述缺点。由专利申请w02007001372a2已知一种安装在外壳中的涡轮机械，外壳包括空气通道，用于冷却涡轮机械。它启示一种螺旋桨锥部，径向叶片从该螺旋桨锥部中延伸。gb2587668a涉及涡轮机械的热管理系统，该热管理系统利用从螺旋桨锥部附近获取的气流。

背景技术：

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于飞机的推进组件的螺旋桨，螺旋桨沿轴线x纵向延伸，螺旋桨配置为位于推进组件的上游并围绕所述轴线x旋转驱动，螺旋桨包括：

2、螺旋桨锥部和

3、叶片，其从螺旋桨锥部相对于所述轴线x沿径向延伸，

4、螺旋桨之所以值得注意，是因为其包括：

5、沿轴线x纵向延伸的导向部件，所述导向部件与螺旋桨锥部一体旋转，导向部件安装在螺旋桨锥部外部，以便在它们之间形成导向路径，导向部件包括上游开口和下游开口，上游开口配置为将气流引入导向路径，下游开口用于将气流在下游排出，导向部件包括通孔，螺旋桨的叶片通过通孔延伸，以及

6、压缩机叶片，其与螺旋桨锥部一体旋转，以产生加速气流的方式位于导向路径中。

7、有了本发明，螺旋桨就可以在内部加速和压缩从外部介质上游来的气流，并将其排出下游，从而冷却位于下游的设备。这种螺旋桨尤其有利于冷却螺旋桨的旋转驱动装置，因为该装置直接位于螺旋桨的下游。即使外部气流的相对速度(飞机速度)很低或为零，冷却效率也很高。当电动马达驱动时，冷却尤为最佳，电动马达产生的热量需要排出。

8、优选地，导向部件包括轮廓塑形的上游唇缘。这样做的好处是，在上游气流入射角不同的情况下，也能保证上游进气的效率。

9、压缩机叶片优选在导向路径的整个径向厚度上延伸。这样，压缩效果就达到了最佳。

10、螺旋桨锥部优选地包括封闭的上游端部，以改善其空气动力性能。

11、导向部件和螺旋桨锥部优选是同轴的。

12、其中一个方面是，导向路径的径向截面从上游向下游递减，以提高压缩率并改善冷却。

13、导向部件和螺旋桨锥部优选具有相同的纵向长度，以便形成紧凑的组件。

14、压缩机叶片优选由导向部件和/或螺旋桨锥部的材料制成。这样就可以减少质量，形成紧凑的组件。

15、本发明还涉及一种沿着从下游到上游的轴线x纵向延伸的飞机推进组件，该飞机推进组件包括位于上游的螺旋桨(如前所述)和位于下游的电动马达，该电动马达配置为沿轴线x旋转驱动螺旋桨，从而用加速气流冷却电动马达。

16、因此，即使飞机速度很低或没有速度，电动马达也能从高效冷却中获益。

17、优选地，组件包括安装在气体路径的出口处的矫直叶片，以矫直加速气流。在压缩过程中，气流因压缩机叶片的旋转而扭曲。矫直叶片可以将气流拉直，使其平行于x轴延伸，这最有利于冷却与x轴轴向对齐以驱动螺旋桨的电动马达。矫直叶片优选是固定的或可变间距的。

18、优选地，矫直叶片与电动马达是一体的，以便以最佳和精确的矫直方式冷却电动马达。

19、根据本发明的一个方面，电动马达包括多排的冷却肋片。矫直叶片形成一排冷却肋片，优选是最上游的一排。矫直叶片有利地具有双重功能，一方面可以矫直气体路径中的加速气流，另一方面可以传导来自电动马达的热量。冷却效果和紧凑性得到改善。

20、矫直叶片与螺旋桨的纵向间隙优选在1至10毫米之间。这样的纵向间隙一方面可以确保运动部件和固定部件之间有足够的间距，保证安全，另一方面也可以保证足够的密封性，实现有效的压缩。

21、本发明涉及一架飞机，该飞机包括至少一个如前所述的推进组件。根据一个方面，飞机包括至少一个机翼，推进组件安装在机翼上。在机翼上使用多个电力推进组件可以减少碳排放。冷却效率依然很高。另一个方面是，飞机包括短舱，所述推进组件安装在短舱内。短舱可安装在飞机机头或其他地方。这种推进组件可用于垂直起飞和/或以巡航速度推进。因此，这种推进组件可构成中央推进组件。

22、本发明还涉及一种使用如前所述的推进组件的方法，该方法包括由以下项组成的步骤：

23、通过电动马达驱动螺旋桨使叶片提供推进力，以及

24、通过压缩机叶片加速气体路径中的气流来冷却电动马达。

技术特征：

1.一种用于飞机(a)的推进组件(1)的螺旋桨(2)，其沿轴线x纵向延伸，所述螺旋桨(2)配置为位于推进组件(1)的上游并围绕所述轴线x旋转驱动，所述螺旋桨(2)包括：

2.根据权利要求1所述的螺旋桨(2)，其中所述导向部件(4)包括轮廓塑形的上游唇部(40a)。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的螺旋桨(2)，其中所述压缩机叶片(5)在导向路径(v)的整个径向厚度上延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的螺旋桨(2)，其中所述螺旋桨锥部(21)包括封闭的上游端部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的螺旋桨(2)，其中压缩机叶片(5)由导向部件(4)和/或螺旋桨锥部(21)的材料制成。

6.一种用于飞机(a)的推进组件(1)，其沿从下游到上游的轴线x纵向延伸，包括：

7.根据权利要求6所述的推进组件，其包括安装在气体路径(v)的出口处的矫直叶片(6)，从而矫直加速气流(fa)。

8.根据权利要求7所述的推进组件，其中所述矫直叶片(6)与电动马达(3)是一体的。

9.根据权利要求8所述的推进组件，其中所述电动马达包括多排冷却肋片，矫直叶片(6)形成一排冷却肋片。

10.一种包括至少一个根据权利要求6至9中任一项所述的推进组件的飞机(a)。

11.根据权利要求10所述的飞机(a)，其中，所述飞机(a)包括至少一个机翼(w)，推进组件(1)安装在机翼(w)上。

12.根据权利要求10所述的飞机(a)，其中，所述飞机(a)包括至少一个短舱，推进组件(1)安装在所述短舱中。

13.一种使用根据权利要求6至9之一所述的推进组件(1)的方法，所述方法包括由以下项组成的步骤：

技术总结
一种用于飞机的沿轴线X纵向延伸的推进组件(1)的螺旋桨(2)，螺旋桨(2)包括螺旋桨锥部(21)、叶片(22)、沿轴线X纵向延伸并与螺旋桨锥部(21)一体旋转的导向部件(4)，导向部件(4)安装在螺旋桨锥部(21)外部，以便在它们之间形成导向路径(V)、导向部件(4)具有上游开口(41)和下游开口(42)，上游开口(41)配置为向导向路径(V)中输送气流，下游开口(42)配置为将气流排出下游，导向部件(4)具有通孔(40)，螺旋桨(2)的叶片(22)和压缩机叶片(5)通过通孔(40)延伸，压缩机叶片(5)与螺旋桨锥部(21)一体旋转，并以产生加速气流的方式位于导向路径(V)中。

技术研发人员：P-L·雷高德,D·C·查特雷恩,S·康贝拜尔斯,T·德鲁安,C·塞尔吉耶,L·P·塔诺斯基,M·戴德里安,V·杜凯内
受保护的技术使用者：赛峰直升机发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12