CN110562467A - 一种后推式螺旋桨的发动机排气方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，发动机排气管排出的废气物通过一个导气装置排出到螺旋桨不靠近发动机的一侧，所述废气物在排放过程中不与螺旋桨进行接触。与传统发动机废气直接排放方式不同,本发明发动机废气物通过导气环管，直接排放到螺旋桨后方，不对螺旋桨桨叶表面产生污染；本发明排气管经由导气管直接伸入桨叶根部导气环管内，不外露到机体外；本发明废气物直接从螺旋桨后方排出，不对机体或桨叶等部件产生污染。
Description
技术领域
本发明涉及航空飞行器动力系统，具体所属涉及一种后推式螺旋桨的发动机排气方法。
背景技术
活塞式航空发动机是为航空器提供飞行动力的往复式内燃机，发动机的原理是带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力。航空活塞发动机以耗油率低、重量轻、功率范围广等特点，广泛应用于中小型无人机、教练机等航空飞行器。
现有后推式活塞式航空发动机多采用向下排气管，且排气管位于螺旋桨前方，为避免排气管废气废渣污染机体，排气管一般外伸一段距离。这种后推式螺旋桨活塞发动机排气的设计虽然避免了对于机体本身的污染，但是明显带来了如下新的问题：
第一：由于后推式动力设计螺旋桨位于发动机后方，且桨叶直径较大，排气管排出的废气物很难避开桨叶，排气管排出的废气物污染螺旋桨，并附着于桨叶表面，降低螺旋桨性能；
第二：由于排气管向下或向侧外伸一段距离，直接外露机身，使得迎风面积增加，阻力增大；
第三：排气管排出的废渣附着于螺旋桨和机体等部位，在每次飞行结束后需要仔细擦拭清理，后期维护较为繁琐；
第四：螺旋桨桨叶表面覆盖大量废渣，降低螺旋桨推进效率，且外露的排气管增加飞行阻力，这些都增加飞机巡航时的耗油率，降低了巡航时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，将发动机的废气物穿过螺旋桨，排向螺旋桨后方，维持螺旋桨推进效率、消除排气管迎风阻力、减小使用维护难度和提高飞行巡航时间。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，发动机排气管排出的废气物通过一个导气装置排出到螺旋桨不靠近发动机的一侧。
在上述技术方案中，所述废气物在排放过程中不与螺旋桨进行接触。
在上述技术方案中，导气装置包括一个设置在螺旋桨与发动机之间贯通的导气环管，发动机排气管上连接一根导气管，导气管的另一端固定伸入搭配导气环管的环带内。
在上述技术方案中，所述导气环管与发动机的转轴、螺旋桨同轴设置，导气环管与发动机的输出轴和螺旋桨一体共轴旋转。
在上述技术方案中，所述导气环管环带的内环直接大于与螺旋桨连接处的直径，导气环管除开与螺旋桨的桨面接触的位置以外，其他环带处均为从一端到另一端贯通。
在上述技术方案中，所述导气环管环带内环的连接面与螺旋桨的连接面接触，导气环管环带外环的连接面与螺旋桨连接面密封接触。
在上述技术方案中，导气管的末端伸入到导气环管的环带内，但是所述导气管不与导气环管的环带两壁进行接触.
在上述技术方案中，当导气环管跟随螺旋桨高速旋转时，所述导气管的位置固定不动，导气管不随螺旋桨和导气环管旋转。
在上述技术方案中，所述导气装置包括与发动机转轴同轴、且夹持住螺旋桨并与螺旋桨为一体的两个导气环管，发动机排气管上连接一根导气管，导气管的另一端固定伸入搭配导气环管的环带内。
在上述技术方案中，所述两个导气环管对称设置在螺旋桨的两侧，通过紧固件锁紧连接两个导气环管，两个环状导气将螺旋桨锁紧在其中，所述紧固件不与螺旋桨接触。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
与传统发动机废气直接排放方式不同，本发明发动机废气废渣通过导气环管，直接排放到螺旋桨后方，不对螺旋桨桨叶表面产生污染，因此螺旋桨桨叶表面光洁度不受影响，推进效率仍能维持较高水平；
与传统发动机排气管直接伸到机体外不同，本发明排气管经有导气管直接伸入桨叶根部导气环管内，不外露到机体外，消除了因为排气管外露带来的迎风阻力；
与传统发动机废气废渣直接污染螺旋桨和机体不同，本发明废气废渣直接从螺旋桨后方排出，不对机体或桨叶等部件产生污染，使用后仅需清洗桨叶根部导气环管即可，减小机体的使用维护难度；
由于螺旋桨桨叶表面未被发动机废气废渣附着污染，螺旋桨能维持较高推进效率，且排气管不产生迎风阻力，使得发动机耗油率降低，巡航时间增加。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是结构原理示意图；
图2是螺旋桨及根部附近正视图；
图3是导气环管的正视图；
图4是螺旋桨与导气环管的结构爆炸图；
其中：1是发动机； 2是排气管；3是导气管；4是螺旋桨；5是导气环管，5-1是连接面，5-2是贯通部分,6是紧固件。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
为了实现本发明的方案，采用如图3所示的导气环管，为了确保导气环管的正常工作和固定，因此环带并不是一个完整的圆环。导气环管与螺旋桨固定连接时，因为考虑到不能将紧固件例如螺钉之类的直接固定在螺旋桨上，因此必须将导气环管设计成一种可以卡扣的结构，使得完全卡在螺旋桨上。
本发明中的导气环管是原本螺旋桨上没有的一个结构，因此首先考虑导气环管的设计会不会给螺旋桨带来新的气动上的问题。因此将导气环管位置设计在螺旋桨的根部，和螺旋桨的旋转中心同轴设置，从而减小导气环管对于螺旋桨在旋转过程中气流的影响。如图2所示，导气环管与螺旋桨连接后作用到螺旋桨上只有中心的一小部分，对于螺旋桨本身的工作是不会产生影响的。而且可以将导气环管采用中心环通的结构，在安装过程中，采用将螺旋桨与导气环管固定为一体后再与发动机输出轴固定连接，确保导气环管与螺旋桨同步旋转。
该导气环管包括两个部分，对称的贯通部分和用于与螺旋桨连接的连接面，当导气环管与螺旋桨锁紧后，导气环管有一部分是超出螺旋桨的根部的，而超出这部分就是贯通的环带，也就是说导气环管的环带内直径是必须要大于螺旋桨根部连接处的最小直径的，如图2所示，导气环管的环带内环的直径与螺旋桨连接面一致，而外环的直径则大于螺旋桨的连接面直径。因此，整个环带与螺旋桨连接面连接的部分为封闭面，而其他部分则是贯通部分，使得气体可以从一面贯通到另一面。
实施例一
如图1所示，在发动机与螺旋桨之间设置一个导气环管，该导气环管与螺旋桨通过连接固定簧片与发动机的输出轴固定为一体；发动机的排气管的排气口上连接一根导气管，导气管的另一端伸入到导气环管内，导气管与导气环管的内外壁不进行任何接触，当螺旋桨与导气环管进行高速旋转过程中，导气管的位置固定，不随螺旋桨与导气环管一起旋转。发动机排气管排出的废气与废渣通过导气环管后直接排出到螺旋桨的后端，也就是螺旋桨不靠近发动机的一侧，彻底解决传统的废气物直接喷到螺旋桨上的问题。
实施例二
如图4所示，导气环管包括对称的两个部分，分别设置在螺旋桨的两侧，导气环管与螺旋桨连接的端面的形状必须和螺旋件的连接面一致，当导气环管贴合在螺旋件的连接面上时，要确保导气环管与螺旋桨完全贴合。而一分为二的导气环管必须是完全对称的两个部分，当两个部分将螺旋桨卡在中间时，用螺钉将两个部分的导气环管固定锁紧，就能实现将导气环管和螺旋桨完全抱紧卡死，使得导气环管与螺旋桨为一体。
而图1和图4中的导气管就伸入到贯通的导气环管的环带内，当螺旋桨在高速旋转时，导气管是固定不动的，也就是相对螺旋桨是静止的，而发动机排出的废气就通过导气管直接进入到导气环管内，通过贯通的环带被直接排放到螺旋桨的外面去。也就是说，发动机排放出的废气物不会直接喷向螺旋桨，而是通过导气环管从螺旋桨根部直接排放出去，在排放过程中，废气物根本不会与螺旋桨的桨面进行任何的接触就排放到空气中。
本实施例不限定发动机的排气管的数量，只要最终的导气管均伸入到导气环管的贯通环带内，即可实现排气功能。
本实施例不限定完全对称的导气环管，只要最终的废气物均从桨叶根部的贯通环带导出，即可实现发动机排气管排出的废气物通过一个导气装置排出到螺旋桨不靠近发动机的一侧。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于发动机排气管排出的废气物通过一个导气装置排出到螺旋桨不靠近发动机的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于所述废气物在排放过程中不与螺旋桨进行接触。
3.根据权利要求1或2所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于导气装置包括一个设置在螺旋桨与发动机之间贯通的导气环管，发动机排气管上连接一根导气管，导气管的另一端固定伸入到导气环管的环带内。
4.根据权利要求3所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于所述导气环管与发动机的输出轴、螺旋桨同轴设置，导气环管与发动机的输出轴和螺旋桨一体共轴旋转。
5.根据权利要求3所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于所述导气环管环带的内环直接大于与螺旋桨连接处的直径，导气环管除开与螺旋桨的桨面接触的位置以外，其他环带处均为从一端到另一端贯通。
6.根据权利要求5所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于所述导气环管环带内环的连接面与螺旋桨的连接面接触，导气环管环带外环的连接面与螺旋桨连接面密封接触。
7.根据权利要求3所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于导气管的末端伸入到导气环管的环带内，但是所述导气管不与导气环管的环带两壁进行接触。
8.根据权利要求7所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于当导气环管跟随螺旋桨高速旋转时，所述导气管的位置固定不动，导气管不随螺旋桨和导气环管旋转。
9.根据权利要求1或2所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于所述导气装置包括与发动机输出轴同轴、且夹持住螺旋桨并与螺旋桨为一体的两个导气环管，发动机排气管上连接一根导气管，导气管的另一端固定伸入搭配导气环管的环带内。
10.根据权利要求9所述的一种后推式螺旋桨的发动机排气方法，其特征在于所述两个导气环管对称设置在螺旋桨的两侧，通过紧固件锁紧连接两个导气环管，两个环状导气将螺旋桨锁紧在其中，所述紧固件不与螺旋桨接触。
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