CN108839800B - 海空两栖推进器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种海空两栖推进器。包括涵道形推进器定子、空气桨、空气桨转子、涵道桨以及涵道桨转子，空气桨转子和涵道桨转子各固定一组磁铁，空气桨转子和涵道桨转子共轴旋转、嵌套于同一个涵道形推进器定子上，涵道形推进器定子中嵌装有分别与空气桨转子和涵道桨转子对应的两个线圈。空气桨用于空中推进，水桨用于水下推进，两者可独立工作。水下推进时，空气桨向后折叠，并以一个较低的转速转动，以消除空气桨阻力，无轴涵道桨工作产生推力；在空气中空气桨展开，通过旋转产生推力，涵道桨辅助工作。无轴涵道桨在水下有良好的推进性能，空气桨适用于在空气中工作，通过将空气桨和无轴涵道桨组合，实现水下和空中的高效推进和自由切换。

Description

海空两栖推进器
技术领域
本发明涉及的是一种两栖推进器，具体地说是一种适用于海空的两栖推进器。
背景技术
现有的两栖航行器有水陆两栖和陆空两栖，而能既能在空中又能在水下航行海空两栖航行器的发展一直停滞不前，最主要的技术限制就是推进设备的发展。空气桨在空气中推进性能良好，但在水下推力小和推进效率很低，而水桨在水下推进性能良好却根本不适合空气中工作。因此，设计出一款在空中和水下都有良好推进性能的推进器对海空两栖航行器的发展有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既适用于水下推进又适用于空中推进的海空两栖推进器。
本发明的目的是这样实现的：
包括涵道形推进器定子1、空气桨2、空气桨转子9、涵道桨7以及涵道桨转子10，空气桨转子9和涵道桨转子11各固定一组磁铁4、10，空气桨转子9和涵道桨转子10共轴旋转、嵌套于同一个涵道形推进器定子1上，涵道形推进器定子1中嵌装有分别与空气桨转子9和涵道桨转子11对应的两个线圈5、12。
本发明还可以包括：
1.空气桨转子9和涵道桨转子11前后错开布置。
2.空气桨转子9上固定有空气桨安装基座16，空气桨桨叶2通过空气桨折叠轴14和空气桨折叠弹簧15安装在空气桨安装基座16上。
3.所述空气桨转子9和涵道桨转子11前后错开布置具体包括：涵道形推进器定子1一端的外壁上开有向内的凹槽，空气桨定子线圈12安装在所述向内的凹槽中，空气桨转子9套在空气桨定子线圈12外侧；涵道形推进器定子1另一端的内壁上开有向外的凹槽，涵道桨定子线圈5安装在所述向外的凹槽中，涵道桨转子11套在涵道桨定子线圈5外侧。
本发明提供了一种既适用于水下推进又适用于空中推进的海空两栖推进器，由一个涵道形定子安装两套电磁线圈分别驱动两个转子，带动相应的空气桨和水桨独立工作。在水下涵道桨工作产生推力，在空气中空气桨工作产生推力。通过将两套桨组合使用，通过简单的控制就可实现水下和空中高效率推进，使推进器在空中和水下都有良好的推进性能并能自由切换。
本发明的特点主要体现在：
1、推进器定子上安装两组可独立工作的线圈，空气桨转子和涵道桨转子分别安装一组与定子线圈对应的磁铁，无轴涵道桨与涵道桨转子固定在一起，由定子驱动旋转拨动水流向后喷射从而产生推力。空气桨与空气桨转子连接在一起，由其对应的定子线圈驱动旋转，拨动空气产生推力。水下推进时，涵道桨作为推力的来源，空气桨可向后折叠，并低速转动，以消除空气桨阻力；空气中推进时，空气桨展开、旋转，作为推力的来源，涵道桨低速旋转以消除涵道桨阻力。
2、无轴涵道桨在水中有优越的推进性能，可实现水下高效推进；
3、空气桨通过空气动力学设计优化，气动性能优越，可实现空气中高效推进；
4、空气桨和涵道桨工作互不干扰，可独立调节空气桨和涵道桨转速；
5、水下推进时涵道桨正常工作，空气桨向后折叠并低速旋转，达到消除空气桨阻力的目的，提高推进器推进效率；
6、空气中推进时，空气桨展开并旋转，产生向前的推力，涵道桨低速旋转，消除涵道桨的空气阻力，提高推进器推进效率；
7、空气桨转子和涵道桨转子不在同一高度，这降低了推进器圆筒形主体的厚度，大大降低了推进器阻力；加长了涵道的长度，提高无轴涵道桨的推力；消除了空气桨和涵道桨转子相互的磁电干扰，可实现两个桨转速的独立调控；
8、空气桨通过桨叶叶根处横向延伸的轴与转子连接，可实现空气桨向后单向折叠；
9、空气桨桨叶叶根横向延伸的轴与转子上桨叶固定基座间有弹簧装置，空气桨不工作时，在弹簧的作用下桨叶保持折叠状态，空气桨高速旋转时，在离心力和叶片受到的推力的作用下，桨叶克服弹簧力自动展开，机构简单可靠。
附图说明
图1为海空两栖推进器的结构示意图(剖视)；
图2为图1中A-A1处剖视图；
图3为图1中B-B1处剖视图；
图4为空气桨折叠机构放大示意图。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细的描述。
结合图1-图4，本发明的海空两栖推进器主要包括涵道形推进器定子1、空气桨2、空气桨转子9、涵道桨7、涵道桨转子11。涵道形推进器定子1中间位涵道6。空气桨转子9和涵道桨转子11共轴旋转、嵌套于同一个定子1上，分别由各自对应的线圈5、12驱动。
涵道形推进器定子1后半部分的外壁上开有向内的凹槽，空气桨定子线圈12安装在向内的凹槽中，设置有空气桨转子磁铁4的空气桨转子9套在空气桨定子线圈12外侧；涵道形推进器定子1的前半部分的内壁上开有向外的凹槽，涵道桨定子线圈5安装在向外的凹槽中，设置有涵道桨转子磁铁10的涵道桨转子11套在涵道桨定子线圈5内侧。空气桨转子9上固定有空气桨安装基座13，空气桨桨叶2通过空气桨折叠轴14和空气桨折叠弹簧15安装在空气桨安装基座13上。涵道形推进器定子1的前半部分指的是靠近涵道入口8的部分。
涵道桨7与空气桨2分别独立工作，水下推进时涵道桨工作，空气桨向后折叠；空气中推进时空气桨工作，涵道桨辅助。
推进器两个转子前后错开布置，降低推进器主体厚度，减少推进器阻力，并且避免了相互间的干扰。
推进器水下工作时，桨通过图4折叠机构中弹簧的弹簧力将空气桨向后折叠，当需要空中推进时，空气桨转子高速旋转，在离心力和空气推力的作用下空气桨桨叶自动展开。
本发明的海空两栖推进装置的工作原理为：
1)海空两栖推进器定子1上固定安装两组定子线圈5、12,两个转子上各固定一组磁铁4、10；
2)海空两栖推进器的涵道桨7与涵道桨转子11固定连接，与涵道形定子1组合成涵道桨，提高水下推力和推进效率；
3)海空两栖推进器的空气桨2与推进器定子外侧的空气桨转子9通过图4所示折叠机构连接；
4)在水下工作时，空气桨不转动，桨叶在图4中弹簧15弹簧力的驱动下向后折叠，减小阻力；空气桨在空气中工作时，在离心力和空气推力作用下自动展开；
海空两栖推进器是一种新型的航行器推进装置，在一个推进器上组合了两种推进方式，使航行器能够随意航行于空中和水下。并且，海空两栖推进器在空中和水下都有良好的推进性能，能够极大的促进海空两栖航行器的发展。

Claims (3)

1.一种海空两栖推进器，包括涵道形推进器定子(1)、空气桨(2)、空气桨转子(9)、涵道桨(7)以及涵道桨转子(10)，其特征是：空气桨转子(9)和涵道桨转子(11)各固定一组磁铁(4、10)，空气桨转子(9)和涵道桨转子(10)共轴旋转、嵌套于同一个涵道形推进器定子(1)上，涵道形推进器定子(1)中嵌装有分别与空气桨转子(9)和涵道桨转子(11)对应的两个线圈(5、12)，水下推进时，涵道桨作为推力的来源，空气桨向后折叠，并低速转动；空气中推进时，空气桨展开、旋转，作为推力的来源，涵道桨低速旋转；涵道桨为无轴涵道桨，在水中有优越的推进性能，可实现水下高效推进；空气桨和涵道桨工作互不干扰，可独立调节空气桨和涵道桨转速，所述空气桨转子(9)和涵道桨转子(11)前后错开布置具体包括：涵道形推进器定子(1)一端的外壁上开有向内的凹槽，空气桨定子线圈(12)安装在所述向内的凹槽中，空气桨转子(9)套在空气桨定子线圈(12)外侧；涵道形推进器定子(1)另一端的内壁上开有向外的凹槽，涵道桨定子线圈(5)安装在所述向外的凹槽中，涵道桨转子(11)套在涵道桨定子线圈(5)内侧。
2.根据权利要求1所述的海空两栖推进器，其特征是：空气桨转子(9)和涵道桨转子(11)前后错开布置。
3.根据权利要求1或2所述的海空两栖推进器，其特征是：空气桨转子(9)上固定有空气桨安装基座(16)，空气桨(2)桨叶通过空气桨折叠轴(14)和空气桨折叠弹簧(15)安装在空气桨安装基座(16)上。
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