CN109533286A - 涵道风扇外涵道及无人机 - Google Patents
涵道风扇外涵道及无人机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109533286A CN109533286A CN201811286914.3A CN201811286914A CN109533286A CN 109533286 A CN109533286 A CN 109533286A CN 201811286914 A CN201811286914 A CN 201811286914A CN 109533286 A CN109533286 A CN 109533286A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air duct
- pass air
- ducted fan
- duct wall
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000883990 Flabellum Species 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005183 dynamical system Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/001—Shrouded propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U50/00—Propulsion; Power supply
- B64U50/10—Propulsion
- B64U50/13—Propulsion using external fans or propellers
- B64U50/14—Propulsion using external fans or propellers ducted or shrouded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明公开了一种涵道风扇外涵道，包括外涵道壁和内涵道壁，所述内涵道壁从内端至外端向所述外涵道的轴向的外侧倾斜。还公开了一种无人机，包括机身及设置在机身上的涵道风扇外涵道。本发明的有益效果：本发明所述的涵道风扇外涵道，能够有效平衡涵道风扇前后流场的压力差，从而大幅减小外涵道的阻力。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体来说，涉及一种涵道风扇外涵道及无人机。
背景技术
涵道风扇(Ducted Fan)，是指在自由螺旋桨的外围设置涵道的一种推进装置，是飞机重要的动力系统。外涵道是涵道风扇的外部结构和重要组成部分。该结构能起到整流、降噪、降低扇叶诱导阻力的作用。涵道风扇目前大量运用于民航客机、私人商务客机、军用飞机、气垫船等领域，大多为数千公斤级。这种外涵道无法适用于无人机等小型飞行器。而普通的航模的涵道风扇效率偏低、外涵道阻力大、内部风道三维设计性能不足，也难以用于无人机等小型飞行器。随着无人机等小型飞行器的普及，设计与无人机性能相匹配的涵道风扇，并尽可能减小涵道阻力，以及提高涵道风扇力效的需求日益强烈。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种涵道风扇外涵道，能够减小外涵道带来的阻力，以及提高涵道风扇力效。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种涵道风扇外涵道，包括外涵道壁和内涵道壁，所述内涵道壁从内端至外端向所述外涵道的轴向的外侧倾斜。
优选地，所述内涵道壁的倾斜角度的范围是8～12°。
优选地，所述外涵道壁与所述内涵道壁之间设有中空部。
优选地，所述外涵道壁向所述外涵道的轴向的外侧平滑地弯曲，所述外涵道壁具有最远离所述内涵道壁的顶部，所述顶部靠近所述外涵道的外端。
优选地，所述中空部的整体靠近所述外涵道的外端。
优选地，所述外涵道壁和所述内涵道壁上分别设有导线槽。
优选地，所述内涵道壁与外涵道壁之间设置通道，所述通道为沿外涵道周向设置的一圈，所述通道与所述导线槽连通。
优选地，所述外涵道包括第一端及第二端，所述第一端内涵道壁上设置第一限位部，所述第一端外涵道壁上设置有第二限位部，所述第一限位部与第二限位部之间形成通道，所述通道为沿外涵道周向设置的一圈且与所述导线槽连通。
优选地，所述第二端开设中空部，所述中空部为沿外涵道周向设置的一圈，所述通道与所述中空部连通。
另一方面，本发明涉及一种无人机，该无人机包括机身及设置在机身上的如上所述的涵道风扇外涵道。
本发明的有益效果：本发明所述的无人机涵道风扇外涵道，能够有效平衡涵道风扇前后流场的压力差，从而大幅减小外涵道的阻力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所述的涵道风扇外涵道的立体图；
图2是本发明实施例所述的涵道风扇外涵道的主视图；
图3是图2沿A-A线的剖视图。
图中：1.外涵道；11.外涵道壁；12.内涵道壁；13.中空部；14.导线槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，是本发明实施例所述的涵道风扇外涵道的立体图。如图2所示，是本发明实施例所述的涵道风扇外涵道的主视图。如图3所示，是图2沿A-A线的剖视图。
如图1～图2所示，本发明实施例所述的一种涵道风扇外涵道1，大致呈圆环形，包括外涵道壁11和内涵道壁12，外涵道壁11与内涵道壁12的边缘彼此连接，成为一体的结构。
中轴线是把平面或立体分成对称部分的直线，是指一个物体或一个三维图形绕着旋转或者可以设想着旋转的一根直线，也叫轴线或中心轴。在本发明中，外涵道1的中轴线位置如图3所示，通过虚线K表示，中轴线处的截面即该虚线K所在的平面(例如图2中的A-A线与虚线K所组成的平面)，该平面能够将外涵道1分割成镜像对称的两部分。图3中右侧为外涵道1的内端侧，图3中左侧为外涵道1的外端侧，图3中箭头表示无人机前方来流方向。内涵道壁12从外涵道1的内端至外端向外涵道1的轴向的外侧(即远离虚线K的方向)倾斜，使得内涵道壁12与外涵道1的中轴线K之间呈角度α。
上述的外涵道1的结构带有迎角α，使得来流得以加速及整流，使得涵道风扇前流场均匀。流场的优化使得涵道阻力仅占整个涵道风扇提供推力的22％以下，即，在特定巡航速度(即无人机设计时速)下，这样的外涵道能够有效平衡涵道风扇前后流场的压力差，从而大幅减小外涵道的阻力。带有迎角α的外涵道能够有效增加进气面积，同时提高进气和排气面积比，从而增大质量流量和气流速度而提高推力。此外，这样的结构能有效降低内涵道气流分离的可能以及缓解二次流的影响，从而提高整个涵道风扇的效率。
发明人经进一步研究发现，迎角α所取范围由无人机前方来流速度决定，一般在8～12°之内。该迎角范围能够有效平衡前后流场的压力差，从而大幅减小外涵道带来的阻力。使得来流得以加速及整流，使得涵道风扇前流场均匀，并达到涵道螺旋桨设计盘前速度。同时，内外壁能最小化气流分离的可能，从而进一步减小气动阻力。
如图3所示，外涵道壁11与内涵道壁12之间设有中空部13，该中空部13可以有效地减小外涵道1的体积重量，同时保证外涵道1所需的强度，另外，中空部13可同时对电机排线提供方便。中空部13可以是一个连通的环状的结构，也可以是由多个彼此不连通的小空间组成。此外，中空部13还有有助于提高散热性能。
具体地，外涵道壁11朝向外涵道1的轴向的外侧平滑地弯曲突出，外涵道壁11具有最远离所述内涵道壁的顶部P，顶部P靠近外涵道1的外端。这样，外涵道1的形状从外端到顶部P逐渐变厚，再从顶部P到内端逐渐变薄，并且从外端到顶部P的距离小于从顶部P到内端的距离。这样的外涵道壁11有助于进一步减小无人机飞行时外涵道1的阻力。
如图3所示，中空部13的整体靠近外涵道1的外端，即，中空部13设置在外涵道1较厚的一端，这样的结构能在尽量减少外涵道1的重量的同时能够保持外涵道1的结构稳定性。
如图1所示，外涵道壁11和内涵道壁12的上分别设有导线槽14，电机排线依次穿过外涵道壁11和内涵道壁12上的导线槽14和风扇的静叶连接，不影响涵道内气动外形。两个导线槽14尽量彼此靠近设置，以免过多的排线停留在外涵道壁11和内涵道壁12之间。
为进一步优化排线，该外涵道包括第一端(即图3中的靠右的位置)及第二端(即图3中的靠左的位置)，在第一端内涵道壁12上设有第一限位部，在第一端外涵道壁11上设置有第二限位部，第一限位部与第二限位部之间形成一圈沿外涵道形状的通道，该通道在导线槽14开口处与导线槽14连通。本实施例中，该第一限位部及第二限位部位沿内涵道壁12及外涵道壁11的凸起，该凸起之间形成通道，在走线或排线时使结构更加合理，提高排线工作效率。
该外涵道第二端开设中空部13，并且中空部13为沿外涵道周向设置的一圈，所述通道与所述中空部13连通。该中空部可有效减轻外涵道的重量，并且与通道连通进一步提高排线效率。
本发明所述的无人机涵道风扇外涵道根据无人机任务及起重重量要求(大致在几公斤到十几公斤)而设计，与无人机或小型飞行器的性能相匹配，重量在1-2kg左右，散热性能良好，支持长航时工作(1-2h)。
另外基于同一思路下的无人机，包括机身及涵道风扇外涵道，机身可为现有技术中常规机身。该涵道风扇的安装方式可借鉴常规的具有涵道风扇的飞行器，此处不再赘述。
综上所述，本发明所述的无人机涵道风扇外涵道具有如下优点:
1.在特定巡航速度下，带有迎角α的外涵道能够有效平衡涵道风扇前后流场的压力差，从而大幅减小外涵道的阻力。
2.内涵道壁的结构有效保证涵道风扇的气动需求，提高整体效率。
3.涵道内部结构部分中空，在大幅减小整体重量的同时，保证所需强度，中空部分可同时对电机排线提供方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种涵道风扇外涵道，其特征在于，
包括外涵道壁和内涵道壁，所述内涵道壁从内端至外端向所述外涵道的轴向的外侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述内涵道壁的倾斜角度的范围是8～12°。
3.根据权利要求1所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述外涵道壁与所述内涵道壁之间设有中空部。
4.根据权利要求3所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述外涵道壁向所述外涵道的轴向的外侧平滑地弯曲，所述外涵道壁具有最远离所述内涵道壁的顶部，所述顶部靠近所述外涵道的外端。
5.根据权利要求4所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述中空部的整体靠近所述外涵道的外端。
6.根据权利要求1所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述外涵道壁和所述内涵道壁上分别设有导线槽。
7.根据权利要求5所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述内涵道壁与外涵道壁之间设置通道，所述通道为沿外涵道周向设置的一圈，所述通道与所述导线槽连通。
8.根据权利要求5所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，
所述外涵道包括第一端及第二端，所述第一端内涵道壁上设置第一限位部，所述第一端外涵道壁上设置有第二限位部，所述第一限位部与第二限位部之间形成通道，所述通道为沿外涵道周向设置的一圈且与所述导线槽连通。
9.根据权利要求8所述的涵道风扇外涵道，其特征在于，所述第二端开设中空部，所述中空部为沿外涵道周向设置的一圈，所述通道与所述中空部连通。
10.一种无人机，其特征在于，包括机身及设置在机身上如权利要求1～9任一项所述的涵道风扇外涵道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811286914.3A CN109533286A (zh) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 涵道风扇外涵道及无人机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811286914.3A CN109533286A (zh) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 涵道风扇外涵道及无人机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109533286A true CN109533286A (zh) | 2019-03-29 |
Family
ID=65845613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811286914.3A Pending CN109533286A (zh) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 涵道风扇外涵道及无人机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109533286A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111102756A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-05 | 宁波凡浦智能科技有限公司 | 涵道式制冷风机 |
| EP4079628A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-26 | Rohr, Inc. | Acoustic redirection systems and methods for urban air mobility vehicles |
| WO2024040407A1 (zh) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 涵道飞行器及其涵道 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1699114A (zh) * | 2005-03-15 | 2005-11-23 | 王忠信 | 环翼无人飞行器 |
| CN203889065U (zh) * | 2014-06-20 | 2014-10-22 | 杜卫国 | 一种带有环翼涵道的飞行器 |
| CN209921597U (zh) * | 2018-10-31 | 2020-01-10 | 顺丰科技有限公司 | 涵道风扇外涵道及无人机 |
-
2018
- 2018-10-31 CN CN201811286914.3A patent/CN109533286A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1699114A (zh) * | 2005-03-15 | 2005-11-23 | 王忠信 | 环翼无人飞行器 |
| CN203889065U (zh) * | 2014-06-20 | 2014-10-22 | 杜卫国 | 一种带有环翼涵道的飞行器 |
| CN209921597U (zh) * | 2018-10-31 | 2020-01-10 | 顺丰科技有限公司 | 涵道风扇外涵道及无人机 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111102756A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-05 | 宁波凡浦智能科技有限公司 | 涵道式制冷风机 |
| CN111102756B (zh) * | 2020-01-19 | 2024-05-24 | 宁波凡浦智能科技有限公司 | 涵道式制冷风机 |
| EP4079628A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-26 | Rohr, Inc. | Acoustic redirection systems and methods for urban air mobility vehicles |
| US11801934B2 (en) | 2021-04-23 | 2023-10-31 | Rohr, Inc. | Acoustic redirection systems and methods for urban air mobility vehicles |
| WO2024040407A1 (zh) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 涵道飞行器及其涵道 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11912393B2 (en) | Aircraft drag reduction system including an internally cooled motor system and aircraft using same | |
| US11220325B2 (en) | Thrust producing unit with at least two rotor assemblies and a shrouding | |
| CN107521705B (zh) | 用于包括具有边界层吸入推进的发动机的飞行器的组件 | |
| EP3626611B1 (en) | Aircraft propulsion system | |
| CN109533286A (zh) | 涵道风扇外涵道及无人机 | |
| US20180354613A1 (en) | Aerial vehicle | |
| CN208746231U (zh) | 一种分布式涵道螺旋桨动力垂直起降无人机 | |
| US20220169396A1 (en) | Efficient low-noise aircraft propulsion system | |
| CN110588962B (zh) | 具有包括气动优化的罩部的推力产生单元的多旋翼飞行器 | |
| EP3647184B1 (en) | Electric propeller and ducted fan propulsion unit | |
| CN112141347B (zh) | 一种飞机推进系统 | |
| CN109677608A (zh) | 无尾飞翼耦合动力飞行器 | |
| CN111319775A (zh) | 带有边界层吸入和分布式电力推进系统的前掠翼飞机 | |
| CN112623235A (zh) | 一种带功率输出轴的直升机埋入式进气道 | |
| CN109533287A (zh) | 一种涵道风扇外涵道及无人机 | |
| CN204433039U (zh) | 小型无人机涵道推进器 | |
| US20210371117A1 (en) | Aircraft | |
| CN114476048B (zh) | 一种基于轮缘驱动技术的翼缘融合推进结构 | |
| CN209921597U (zh) | 涵道风扇外涵道及无人机 | |
| CN108482041A (zh) | 一种双涵道螺旋桨飞行汽车 | |
| CN209241325U (zh) | 无尾飞翼耦合动力飞行器 | |
| WO2012146931A1 (en) | Lift generating device | |
| CN115195988B (zh) | 一种新型垂直起降固定翼无人机气动布局 | |
| CN218858682U (zh) | 飞行器 | |
| CN205022867U (zh) | 动平衡系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210714 Address after: 518000 5th floor, block B, building 1, software industry base, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Fengyi Technology (Shenzhen) Co.,Ltd. Address before: 518000 Xuefu Road (south) and Baishi Road (east) intersection of Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province, 6-13 floors, Block B, Shenzhen Software Industry Base Applicant before: SF TECHNOLOGY Co.,Ltd. |