CN105257427A - 一种涵道流体推进装置 - Google Patents

Abstract

一种涵道流体推进装置，由固定结构、涵道、转子、轴、轴承、导流片、转子叶片、支撑结构组成；一种涵道流体推进装置螺旋旋转多截面叶片设置在流体中有很小的阻力和很好的通过性。多截面的叶片设计，每个截面都有叶片对流体不断做功，针对不同的流体速度逐级加速可以获得较大推力；一种流体推进装置有效的减小了推进器自身阻力，提高了推进器的推力，有利于提高移动装置在流体中的运行速度。

Description

一种涵道流体推进装置

技术领域

本发明一种涵道流体推进装置涉及航空、航海制造领域，特别涉及航空推进器制造领域和航海推进器制造领域。

背景技术

自由螺旋桨的原理同飞机机翼类似。螺旋桨的运动分解为水平运动和旋转运动。螺旋桨运动时主要存在的阻力有空气摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力等。桨叶因高速圆周运动使叶尖处速度最高，诱导阻力比较大，对外界气流产生冲击造成噪声大，这是自由螺旋桨动力效率低的主要原因。自由螺旋桨由于是悬臂梁结构杆件，在气动作用下叶尖处容易变形导致效率进一步恶化，这是限制螺旋桨高速运动的瓶颈之一，也是螺旋桨飞机及直升机速度限制之关键。

随着航空技术的不断发展涵道风扇螺旋桨产生了，涵道风扇螺旋桨的优点：由于叶尖处受涵道限制，冲击噪声减小。诱导阻力减少，而效率较高。在同样功率消耗下,涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨,会产生更大的推力。同时由于涵道的环括作用,其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好,因此作为一种推力或升力装置,被应用于飞行器设计当中。

涵道风扇较同样直径的孤立风扇能产生更大的升力,且风扇环括在涵道内,既可阻挡风扇气动声向外传播,又结构紧凑、安全性高。以此为升力面和飞行操纵面可构造出多种小型垂直起降无人飞行器。但是单截面的几个叶片结构只能对空气进行一次做功，产生的反作用力也是一次。得到的推力十分有限。而且对于单截面多叶片的结构来说，转速达到一定值就会形成一个类似实体的面，产生巨大的飞行阻力。从而限制了飞机的飞行速度。

本发明很好的解决了以上的问题，由于转子多截面设置叶片，每个截面的叶片数量有限，较快的转速也无法形成一个类似实体的面，不会产生较大的阻力面，发动机在气流中有很好的通过性。多截面的叶片设计，每个截面都有叶片对气流不断做功，而且由于每个截面的叶片从进气口到出气口桨叶角在合理范围内不断增大，针对不同速度的气流的叶片角度，使得效率得到很大提高，逐级的加速可以多次有效的做功，是的气流喷出速度较大，有效的提高了飞行速度。

发明内容

一种涵道流体推进装置，由固定结构、涵道、转子、轴、轴承、导流片、转子叶片、支撑结构组成；转子圆周表面设置有转子叶片，转子叶片在转子上呈螺旋旋转多截面分布，每个转子截面的叶片数量有限，且随着转子叶片在转子上的从前向后旋转分布，转子叶片的桨叶角在一定范围内不断增大；转子上间隔设置有轴，由支撑结构连接轴承，再由轴承支撑转子的轴；支撑结构连接于涵道的内侧涵道壁，固定结构连接于外涵道壁；涵道壁内侧设置有导流片。转子叶片为风扇叶片或螺旋桨叶片，也可以是以上两种叶片的组合。转子叶片在转子上连接为固定连接或活动连接即由制动机构对每个转子叶片的角度。螺旋旋转分布的叶片可以为一片一组、两片一组或多片一组。内侧涵道壁上固接有导流片，导流片与转子叶片间隔设置。涵道尾部分别设置有较大的垂直、水平导流片。转子叶片可以是单个叶片或对称的两个叶片或等距间隔多个叶片。由于转子多截面设置叶片，每个截面的叶片数量有限，较快的转速也无法形成一个类似实体的面，不会产生较大的阻力面，发动机在气流中有很好的通过性。多截面的叶片设计，每个截面都有叶片对气流不断做功，而且由于每个截面的叶片从进气口到出气口桨叶角在合理范围内不断增大，针对不同速度的气流的叶片角度，使得效率得到很大提高，逐级的加速可以多次有效的做功，是的气流喷出速度较大，有效的提高了飞行速度。

附图说明：

图1、一种涵道流体推进装置正视图；

图2、一种涵道流体推进装置侧视图；

图3、一种涵道流体推进装置结构示意图；

图中，1、固定结构，2、涵道，3、轴，4、支撑结构，5、轴承，6、进气口，7、出气口，8、第一截面叶片，9、第二截面叶片，10、第三截面叶片，11、第四截面叶片，12、第五截面叶片，13、第六截面叶片，14、第七截面叶片，15、第八截面叶片。

具体实施方式

一种涵道流体推进装置，由固定结构1、涵道2、转子、轴3、轴承5、导流片、转子叶片、支撑结构4组成；转子圆周表面设置有转子叶片，转子叶片在转子上呈螺旋旋转多截面分布，每个转子截面的叶片数量有限，且随着转子叶片在转子上的从前向后旋转分布，转子叶片的桨叶角在一定范围内不断增大；转子上间隔设置有轴3，由支撑结构4连接轴承5，再由轴承5支撑转子的轴3；支撑结构4连接于涵道2的内侧涵道壁，固定结构1连接于外涵道壁；涵道壁内侧设置有导流片。转子叶片为风扇叶片或螺旋桨叶片，以及以上两种叶片的组合。转子叶片在转子上连接为固定连接或活动连接即由制动机构对每个转子叶片的角度。螺旋旋转分布的叶片可以为一片一组、两片一组或多片一组。内侧涵道壁上固接有导流片，导流片与转子叶片间隔设置。涵道2尾部分别设置有较大的垂直、水平导流片。转子叶片可以是单个叶片或对称的两个叶片或等距间隔多个叶片。

一种涵道流体推进装置运行方式：首先电动机或发动机带动转子转动，气流从进气口6进入，第一截面叶片8对气流第一次做功，气流获得第一速度，气流流向第二截面叶片9，第二截面叶片对获得第一速度的气流再次做功，气流获得第二速度……，最后气流以较高的速度从出气口7喷出。其中随着从进气口6到出气口7桨叶角角度的增加，对气流的加速效果也是不同的。随着逐级的加速异形曲面结构获得的压力差较传统的螺旋桨获得的压力差不变，但是获得的反作用却的到了数倍的增加。

由于转子多截面设置叶片，每个截面的叶片数量有限，较快的转速也无法形成一个类似实体的面，不会产生较大的阻力面，一种涵道流体推进装置在气流中有很小的阻力和很好的通过性。多截面的叶片设计，每个截面都有叶片对气流不断做功，而且由于每个截面的叶片从进气口6到出气口7桨叶角在合理范围内不断增大，针对不同速度的气流的叶片角度，使得效率得到很大提高，逐级的加速可以多次有效的做功，是的气流喷出速度较大，有效的提高了涵道流体推进装置的推力以及飞机飞行速度。一种流体推进装置在其它流体中的运行原理相同。

一种流体推进装置有效的减小了推进器自身阻力，提高了推进器的推力，有利于提高移动装置在流体中的运行速度。

Claims (7)

1.一种涵道流体推进装置，由固定结构、涵道、转子、轴、轴承、导流片、转子叶片、支撑结构组成；转子圆周表面设置有转子叶片，转子叶片在转子上呈螺旋旋转多截面分布，每个转子截面的叶片数量有限，且随着转子叶片在转子上的从前向后旋转分布，转子叶片的桨叶角在一定范围内不断增大；转子上间隔设置有轴，由支撑结构连接轴承，再由轴承支撑转子的轴；支撑结构连接于涵道的内侧涵道壁，固定结构连接于外涵道壁；涵道壁内侧设置有导流片。

2.根据权利要求书1所述的一种涵道流体推进装置，其特征在于转子叶片为风扇叶片或螺旋桨叶片，以及以上两种叶片的组合。

3.根据权利要求书1所述的一种涵道流体推进装置，其特征在于转子叶片在转子上连接为固定连接或活动连接即由制动机构对每个转子叶片的角度。

4.根据权利要求书1所述的一种涵道流体推进装置，其特征在于螺旋旋转分布的叶片可以为一片一组、两片一组或多片一组。

5.根据权利要求书1所述的一种涵道流体推进装置，其特征在于内侧涵道壁上固接有导流片，导流片与转子叶片间隔设置。

6.根据权利要求书1所述的一种涵道流体推进装置，其特征在于涵道尾部分别设置有较大的垂直、水平导流片。

7.根据权利要求书1、4所述的一种涵道流体推进装置，其特征在于转子叶片可以是单个叶片或对称的两个叶片或等距间隔多个叶片。