CN105775148A - 横流风扇式旋翼系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新概念横流风扇式旋翼（卷流旋翼）系统，包括一套齿轮换向变速器、传动装置、底座和外整流罩和横流风扇式旋翼桨叶。发动机（或电机或其他动力系统）提供的能量由齿轮换向变速器的输入轴传入，通过齿轮换向变速器变换，使两根（也可以是多根）输出轴同转速反向旋转，并且根据需要，设计传动比使输出轴的转速得到增加或降低，带动卷流旋翼桨叶上的横流风扇高速转动。旋翼上的横流风扇转动后，在产生的气动力作用下带动整个旋翼和齿轮换向变速器等底座以上部分旋转，底座则固定不动。使用本发明只需在机体安装一台发动机或电机，有效地减轻了旋翼飞行器的总重量，也提高了可靠性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器动力传动装置领域，具体是一种横流风扇式旋翼系统。
背景技术
现有世界范围内的低速飞行器根据升力系统特性不同可分为旋翼类和风扇翼类两种型式，将旋翼飞行器的桨叶改为风扇翼可以将两种机型结合在一起（详见本发明人申请的中国专利：一种大升力旋翼，申请号为201410012991.5），要使两片风扇翼式桨叶旋转，两片桨叶中的风扇翼轮扇就要高速旋转，并且转速相同，转向相反。
现有的横流风扇式旋翼（卷流旋翼）一般需要与桨叶数量一样多的发动机或电机，而且只能固定安装在旋翼上，发动机或电机随桨叶一起转动，受载荷情况复杂，工作环境恶劣，不仅可靠性低，工作效率和能量利用效率低，而且结构复杂。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种横流风扇式旋翼系统作为旋翼飞行器的动力传动装置，用于解决现有的横流风扇式旋翼不好驱动、动力装置工作环境恶劣、动力传动装置工作效率低及可靠性差等技术问题。
本发明包括固定在机体结构上的底座以及均布于底座外周并可绕其旋转的至少两片横流风扇式旋翼（卷流旋翼）桨叶，横流风扇式旋翼桨叶上设置有横流风扇，底座通过轴系结构连接有齿轮换向变速器。在本发明中，齿轮换向变速器内部可以是任意方向的换向和任意传动比增减速，实现需要的换向及变速功能，也可以是多根输出。
齿轮换向变速器包括一根输入轴和与横流风扇式旋翼桨叶数量对应的输出轴，其中输入轴穿过底座与外部的动力系统相连接获取能量传入，齿轮换向变速器每根输出轴分别通过传动装置与对应的横流风扇式旋翼桨叶上的横流风扇连接。
作为优选方案，所述底座可以安装在可倾斜调节的平台上，通过控制平台倾斜度可以改变旋翼升力作用方向，使飞行器实现前后或横侧向飞行。
作为优选方案，所述的横流风扇式旋翼桨叶固定在卷流旋翼桨夹的夹板间，卷流旋翼桨夹为铰接式旋翼、无铰式、半铰接式或无轴承式的旋翼桨毂。
作为优选方案，所述的底座上固定有外整流罩，外整流罩罩住齿轮换向变速器及部分卷流旋翼桨夹和输出轴，外整流罩可以是任何有利于减少气动阻力、提高气动效率的形状或美化的外形。
作为优选方案，所述的传动装置包括联轴器或弹性片、同步皮带、齿轮等其它传动结构形式。既可以延长或缩短传动距离，也可以改变传动轴连接方向，这样实现让发动机或电机或其它动力系统安装在机体想设定的任意位置。
作为优选方案，所述的齿轮换向变速器固定有输入轴与多个输出轴及桨夹，具有同时传递动力装置扭矩和旋翼升力及离心力的作用，输入轴与输出轴换向角度可以是0°～180°，输入轴与输出轴变速可以是增速或减速。
本发明有益效果在于：只需要安装在机体上一台发动机或电机就能高速带动旋翼上多副桨叶轮扇产生相同的转速与相反的转向，有效地提高了功率利用效率和动力系统工作环境及可靠性，减少了旋翼系统结构复杂性。
附图说明
图1示出了本发明总体布局图。
图2示出了本发明剖开外整流罩图。
图3示出了本发明齿轮换向变速器内部结构图。
图4示出了本发明齿轮换向变速器的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明结构如图1和图2所示，包括固定在机体结构上的底座1以及均布于底座1外周并可绕其旋转的两片横流风扇式旋翼桨叶2，横流风扇式旋翼桨叶2上设置有横流风扇3，横流风扇式旋翼桨叶2固定在卷流旋翼桨夹7的夹板间。卷流旋翼桨夹7为铰接式旋翼、无铰式、半铰接式或无轴承式的旋翼桨毂夹。
底座1可以安装在可倾斜调节的平台上，通过控制平台倾斜度可以改变旋翼升力作用方向，使飞行器实现前后或横侧向飞行。
底座1通过轴系结构连接有齿轮换向变速器6。齿轮换向变速器内部可以是任意方向的换向和任意传动比增减速，实现需要的换向及变速功能，也可以是多根输出。
齿轮换向变速器6如图3和图4所示，包括一根输入轴9和两根输出轴5，其中输入轴9穿过底座1与外部的动力系统相连接获取能量传入，齿轮换向变速器6每根输出轴5分别通过传动装置4与对应的横流风扇式旋翼桨叶2上的横流风扇3连接。
底座1上固定有外整流罩8，外整流罩罩住齿轮换向变速器6及部分卷流旋翼桨夹7和输出轴5，外整流罩8可以是任何有利于减少气动阻力、提高气动效率的形状或美化的外形。
所述的传动装置4包括联轴器或弹性片、同步皮带、齿轮其它传动结构形式。既可以延长或缩短传动距离，也可以改变传动轴连接方向，这样实现让发动机或电机或其它动力系统安装在机体想设定的任意位置。
所述的齿轮换向变速器6固定有输入轴9与多个输出轴5及桨夹7，具有同时传递动力装置扭矩和旋翼升力及离心力的作用，输入轴9与输出轴5换向角度可以是0°～180°，输入轴9与输出轴5变速可以是增速或减速。
工作时，动力系统通过齿轮换向变速器输入轴把能量输入，经过换向及变速，输出轴带动旋翼桨叶上的横流风扇转动，在引起气动力作用下带动整个旋翼和齿轮换向变速器旋转，底座固定不动。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种横流风扇式旋翼系统，包括固定在机体结构上的底座（1）以及均布于底座（1）外周并可绕其旋转的至少两片横流风扇式旋翼桨叶（2），横流风扇式旋翼桨叶（2）上设置有横流风扇（3），其特征在于：底座（1）通过轴系结构连接有齿轮换向变速器（6），齿轮换向变速器（6）包括一根输入轴（9）和与横流风扇式旋翼桨叶（2）数量对应的输出轴（5），其中输入轴（9）穿过底座（1）与外部的动力系统相连接获取能量传入，齿轮换向变速器（6）每根输出轴（5）分别通过传动装置（4）与对应的横流风扇式旋翼桨叶（2）上的横流风扇（3）连接。
2.根据权利要求1所述的横流风扇式旋翼系统，其特征在于：所述的横流风扇式旋翼桨叶（2）固定在卷流旋翼桨夹（7）的夹板间。
3.根据权利要求2所述的横流风扇式旋翼系统，其特征在于：所述的卷流旋翼桨夹（7）为铰接式旋翼、无铰式、半铰接式或无轴承式的旋翼桨毂。
4.根据权利要求2或3所述的横流风扇式旋翼系统，其特征在于：所述的底座（1）上固定有外整流罩（8），外整流罩（8）罩住齿轮换向变速器（6）及部分卷流旋翼桨夹（7）和输出轴（5）。
5.根据权利要求1所述的横流风扇式旋翼系统，其特征在于：所述的传动装置（4）包括联轴器、弹性片、同步皮带或齿轮。
6.根据权利要求1所述的横流风扇式旋翼系统，其特征在于：所述的输入轴（9）与输出轴（5）换向角度为0°～180°，输入轴（9）与输出轴（5）变速为增速或减速。
7.根据权利要求1所述的横流风扇式旋翼系统，其特征在于：所述的底座（1）内部固定有轴承座系统，既承受轴向力又可以相对转动。
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