CN114348240B - 飞行器的涵道螺旋桨和飞行器 - Google Patents
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Abstract
一种飞行器的涵道螺旋桨,具有:转子侧的螺旋桨;定子侧的涵道体(19),在径向外部包围该螺旋桨且限定用于流经螺旋桨的空气的流动通道(22),该涵道体(19)具有内壁(23)和外壁(24);以及至少一个紧固装置(31),在涵道体(19)的相应的周向位置处形成,且涵道螺旋桨能够藉由该紧固装置被装配在飞行器的结构构件(40)上,相应的紧固装置(31)具有销(32)和布置在内壁(23)与外壁(24)之间的导向体(33),该导向体用于容纳且引导销(32),使得该销(32)能够从内壁(23)出发而被插入到导向体(33)的凹部(34)中、以端部(32a)相对于外壁(24)伸出且能够以该端部(32a)装配在飞行器的结构构件(40)的支承件(41)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞行器的涵道螺旋桨(Mantelpropeller)和一种飞行器。
背景技术
DE 10 2018 116 144 A1公开了一种具有机身和接合在机身上的机翼的飞行器。涵道螺旋桨整合到机翼中。涵道螺旋桨可以被板条覆盖。涵道螺旋桨可以水平或竖直地固定。水平固定的涵道螺旋桨用于在垂直起飞或垂直降落中驱动飞行器。竖直固定的涵道螺旋桨用于产生飞行器的推力。
从DE 10 2018 123 470 A1中已知一种飞行器,其中将多个涵道螺旋桨整合到一个机翼中。
从DE 10 2018 116 147 A1中已知另一种飞行器。在此,螺旋桨接合在飞行器的机身的机鼻上,这些螺旋桨支持飞行器的垂直起飞或垂直降落。
从DE 10 2018 116 153 A1中已知一种飞行器,其中涵道螺旋桨接合在飞行器的机身、即机身的机鼻上。在此,将两个涵道螺旋桨组合成一个单元,该单元可以围绕旋转轴线枢转,其中这个旋转轴线与飞行器的俯仰轴线平行地延伸。
DE 10 2018 116 166 A1公开了飞行器的涵道螺旋桨的原理结构。涵道螺旋桨包括转子侧的螺旋桨(其也被称为转子)以及定子侧的涵道体,其中涵道体在径向外部包围该螺旋桨。涵道体限定在轴向方向上延伸的、用于流经螺旋桨的空气的流动通道。
从DE 10 2018 116 149 A1中已知另一种飞行器涵道螺旋桨。
DE 10 2018 120 200 A1同样公开了一种飞行器涵道螺旋桨。在这种涵道螺旋桨中,电动机器整合到涵道体中。
从WO 2019/202515 A1中已知一种用于涵道螺旋桨的装配组件。该装配组件用于提供声学方面的噪声抑制。
迄今为止,以足够的刚性容易并且安全地将涵道螺旋桨装配在飞行器的邻接或相邻的支承结构或邻接的结构构件上是困难的。
发明目的
本发明的目的在于提供一种新型的飞行器涵道螺旋桨和一种具有这种涵道螺旋桨的飞行器。这个目的通过下文所述的涵道螺旋桨来实现。
该涵道螺旋桨具有转子侧的螺旋桨和定子侧的涵道体(Mantel),该涵道体在径向外部包围该螺旋桨并且限定用于流经该螺旋桨的空气的流动通道。
该涵道体具有朝向该螺旋桨的由至少一个纤维增强塑料层制成的内壁和背离该螺旋桨的由至少一个纤维增强塑料层制成的外壁。
该涵道螺旋桨还具有至少一个紧固装置,该至少一个紧固装置在该涵道体的相应的周向位置处形成,并且该涵道螺旋桨能够藉由该至少一个紧固装置被装配在该飞行器的邻接的或相邻的结构构件上。
相应的紧固装置具有销和布置在该内壁与该外壁之间的导向体,该导向体用于容纳并且引导该销,使得该销能够从该内壁出发而被插入到该导向体的凹部中、以端部相对于该外壁伸出并且能够以该端部被装配在该飞行器的邻接的或相邻的结构构件的优选球形的支承件上。
这种涵道螺旋桨不仅可以在保证公差补偿的情况下容易地装配在飞行器的邻接的或相邻的结构构件上,而且这种涵道螺旋桨还具有较高的刚性。
优选地,导向体是金属的、尤其经铣削的导向体,尤其由铝制成。销优选地是金属销。这个实施方式针对安全并且简单地将涵道螺旋桨装配在飞行器的邻接的结构构件上是特别优选的。
优选地,导向体与内壁和外壁尤其全面地粘合。由此可以进一步有利地加强涵道螺旋桨的总体构造。
根据本发明的一个有利的改进方案,在该内壁与该外壁之间与该导向体邻接地布置有由至少一个纤维增强塑料层包裹的泡沫体,其中该导向体与该泡沫体粘合。本发明的这个改进方案也用于进一步加强涵道螺旋桨。
该飞行器在下文中进行限定。
总体上,本发明在此公开了下述1和9的技术方案,下述2-8和10为本发明的优选技术方案:
1.一种飞行器的涵道螺旋桨(17),该涵道螺旋桨具有:
转子侧的螺旋桨(18);
定子侧的涵道体(19),该涵道体在径向外部包围该螺旋桨(18)并且限定用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22),
其中该涵道体(19)具有朝向该螺旋桨(18)的由至少一个纤维增强塑料层制成的内壁(23)和背离该螺旋桨(18)的由至少一个纤维增强塑料层制成的外壁(24);
至少一个紧固装置(31),该至少一个紧固装置在该涵道体(19)的相应的周向位置处形成,并且该涵道螺旋桨(17)能够藉由该至少一个紧固装置被装配在该飞行器的结构构件(40)上,
其中相应的紧固装置(31)具有销(32)和布置在该内壁(23)与该外壁(24)之间的导向体(33),该导向体用于容纳并且引导该销(32),使得该销(32)能够从该内壁(23)出发而被插入到该导向体(33)的凹部(34)中、以端部(32a)相对于该外壁(24)伸出并且能够以该端部(32a)被装配在该飞行器的结构构件(40)的支承件(41)上。
2.根据上述方案1所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)是金属导向体,优选地由铝制成。
3.根据上述方案1或2所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)是经铣削的导向体。
4.根据上述方案1至3之一所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该销(32)是金属销。
5.根据上述方案1至4之一所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该销(32)和该导向体(33)的凹部(34)具有台阶形的轮廓,该轮廓限定该销(32)插入到该凹部(34)中的深度。
6.根据上述方案1至5之一所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)与该内壁(23)和该外壁(24)粘合。
7.根据上述方案6所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)与该内壁(23)和该外壁(24)全面地粘合。
8.根据上述方案1至7之一所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,在该内壁(23)与该外壁(24)之间与该导向体(33)邻接地布置有由至少一个纤维增强塑料层包裹的泡沫体(37),其中该导向体(33)与该泡沫体(37)粘合。
9.一种飞行器(10),该飞行器具有:
提供乘客舱的机身(11);
接合在该机身(11)上的机翼(13);
至少一个涵道螺旋桨(17),该至少一个涵道螺旋桨接合在该机身(11)或机翼(13)上,
其特征在于,
相应的涵道螺旋桨(17)是根据上述方案1至8之一形成的。
10.根据上述方案9所述的飞行器,其特征在于,相应的涵道螺旋桨(17)接合在机翼(13)的结构构件上。
附图说明
本发明的优选改进方案自从属权利要求和以下说明中确定。将借助附图详细说明本发明的实施例,但并不局限于这些实施例。在附图中:
图1示出了飞行器的侧视图;
图2示出了飞行器的俯视图;
图3示出了飞行器的涵道螺旋桨与板条单元一起的透视图;
图4示出了涵道螺旋桨的涵道体的透视图;
图5示出了图4的细节V;
图6示出了图5的截面VI-VI和飞行器的邻接的或相邻的结构构件;
图7示出了图5、图6的细节。
具体实施方式
图1和图2示出了飞行器10的不同视图。
飞行器10具有机身11,该机身尤其提供乘客舱。此外,飞行器10具有接合在机身11上的机翼13。
飞行器10是所谓的垂直起降飞行器,该垂直起降飞行器在起飞时从地面上垂直上升,并且在降落时垂直降落在地面上。
为了能够实现飞行器10的这种垂直起飞和降落,飞行器10至少在每个机翼13的区域中各自具有至少一个机翼抬升单元14,该机翼抬升单元也被称为机翼升降单元(Wing-Lift-Unit,WLU)。在示出的实施例中,每个机翼13各自具有三个这种机翼抬升单元14。
通过使用机翼抬升单元14进行的飞行器10的垂直起飞和降落可以受到至少一个机鼻抬升单元15的辅助,该机鼻抬升单元接合在飞行器10的机身11的机鼻16上。机鼻抬升单元15也被称为机鼻升降单元(Nose-Lift-Unit,NLU)。在图1和图2中示出了这种机鼻抬升单元15,该机鼻抬升单元定位在机身11的一侧。还可以使用两个这种机鼻抬升单元15。机鼻抬升单元15优选地是可以相对于机身11枢转的,尤其使得在起飞和降落时,相应的机鼻抬升单元15从机身11中枢转出来,而针对飞行器10起飞后并且降落前的飞行运行,相应的机鼻抬升单元15枢转进入机身11。
为了在飞行器10起飞后推进飞行器,飞行器10具有至少一个推进单元12,在示出的实施例中具有两个整合到机身11后部的推进单元12。
飞行器10的相应的机翼抬升单元14和相应的机鼻抬升单元15以及相应的推进单元12可以包括涵道螺旋桨17。
图3示出了机翼抬升单元14的透视图,该机翼抬升单元包括涵道螺旋桨17。涵道螺旋桨17在此具有转子侧的螺旋桨18和定子侧的涵道体19。
此外,图3示出了作为机翼抬升单元14的另外的组件的板条单元20、21,即上部板条单元20和下部板条单元21。在起飞和降落时,这两个板条单元20、21打开并且释放由涵道螺旋桨17的涵道体19限定的用于流通的流动通道22。
相反,尤其在起飞后并且降落前的常规飞行运行中不需要机翼抬升单元14时,则板条单元20、21关闭并且封闭相应的涵道螺旋桨17的涵道体19的流动通道22。
如已经阐明的,涵道螺旋桨17相应地具有转子侧的螺旋桨18和定子侧的涵道体19。定子侧的涵道体19限定流经螺旋桨18的空气的流动通道22,其中这个流动通道22在涵道螺旋桨17的轴向方向A上延伸。在涵道螺旋桨17的径向方向R上观察,涵道体19在径向外部包围转子或螺旋桨18。
涵道螺旋桨17的涵道体19具有朝向涵道螺旋桨17的螺旋桨18的内壁23以及背离螺旋桨18的外壁24。内壁23和外壁24各自由至少一个纤维增强塑料层、优选地CFK塑料层或替代性地GFK塑料层制成。涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23限定涵道螺旋桨17的用于流经转子或螺旋桨18的空气的流动通道22。
优选地,涵道体19的内壁23和外壁24由多个纤维增强塑料层形成,即涵道体19的内壁23由第一数量的层构成,并且外壁24由第二数量的层构成,其中第一数量优选地大于第二数量。于是在内壁23的区域中比在外壁24的区域中有更多个纤维增强塑料层被层压成壁。在内壁23的区域中三个纤维增强塑料层可以形成对应的壁23,并且在外壁24的区域中两个纤维增强塑料层可以形成对应的壁24。
形成涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23和外壁24的纤维增强塑料层优选地是多向纤维增强塑料层。于是纤维增强塑料的纤维在不同的方向上延伸。
在涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23与外壁24之间布置有在涵道螺旋桨17的轴向方向A上毗连的蜂窝芯25、26(参见图6)。蜂窝芯25、26中的每个蜂窝芯都具有多个蜂窝38,其中蜂窝38在涵道螺旋桨17的径向方向R或大致在径向方向R上延伸。在图6中,在蜂窝芯25的区域中示出了蜂窝38。在径向方向R上延伸的蜂窝38中,相应的蜂窝芯25、26的限定蜂窝38的壁39在径向方向R上在内壁23与外壁24之间延伸。相应的蜂窝芯25、26的蜂窝38在邻接内壁23和外壁24处是开口的。
在涵道螺旋桨17的涵道体19的本身被构造成漏斗状弯曲的入口侧的区段27中,蜂窝38大致在涵道体19以及因此涵道螺旋桨17的径向方向R上延伸。于是,蜂窝38相对于径向方向R倾斜设置。相比之下,在涵道体19以及因此涵道螺旋桨17的出口侧的区段28中,相应的蜂窝体26、27的蜂窝38在径向方向上延伸。在此,涵道螺旋桨17的涵道体19被构造成管状的或柱状的。
根据图4和图6,涵道螺旋桨17的涵道体19在轴向位置处具有切口29,该切口容纳进入体30。这个进入体30优选地是泡沫体,其中涵道螺旋桨17的转子或螺旋桨18的转动叶片在运行中可以进入到这个进入体30中,因此在运行中不损坏转子18的转动叶片。
如从图4可以看出:用于涵道体19的加强支柱43在由涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23限定的流动通道22内分段延伸,这些加强支柱具有用于流过流动通道22并且因此流经螺旋桨18的空气的引流表面。这些加强支柱43的引流表面在空气动力学上被构造成使得在流动通道22的区域中改善对流经涵道螺旋桨17的螺旋桨18的空气的引导。
涵道螺旋桨17具有至少一个紧固装置31,该至少一个紧固装置在涵道螺旋桨17的涵道体19的相应的周向位置处形成。涵道螺旋桨17可以藉由相应的紧固装置31被装配在飞行器的邻接的或相邻的结构构件40上。
相应的紧固装置31具有销32和布置在涵道体19的内壁23与外壁24之间的导向体33。导向体33用于容纳并且引导销32,即,使得销32可以从内壁23并且相应从流动通道22出发而被插入到导向体33的凹部34中、以端部32a相对于涵道体19的外壁24伸出并且能够以该端部32a被装配在飞行器的邻接的或相邻的结构构件40的优选球形的支承件41上。涵道体19的内壁23和外壁24由纤维增强塑料、优选地CFK塑料或GFK塑料制成,而导向体33是金属导向体(优选地由铝制成),并且销32是金属销。优选地,导向体33是经铣削的导向体,该导向体被实施为非实心的,而是为了降低重量而被实施为中空构件,该中空构件具有在中空构件内部延伸的加强支柱35。
销32和导向体33的容纳销32的凹部34具有台阶形的轮廓。销32和凹部34的这种台阶形的轮廓限定销32插入到该导向体33的凹部34中的深度。
在导向体33的凹部34中形成凹槽36,固定环42可以从涵道体19的内壁23出发而被插入到该凹槽中,以将导向销32固定在凹部34中。
导向体33与内壁23和外壁24优选全面地粘合。由此,提高涵道螺旋桨17在涵道体19的区域中、即在相应的紧固装置31的区域中的刚性。优选地全面地实现导向体32与涵道体19的内壁23和外壁24的这种粘合。
根据本发明的一个有利的改进方案,在涵道体19的内壁23与外壁24之间与导向体33邻接地布置有由至少一个纤维增强塑料层包裹的泡沫体37,其中导向体33也与包裹的泡沫体37粘合。同样进行泡沫体37与外壁24的粘合。
根据本发明的涵道螺旋桨17可以有利地装配在飞行器的邻接的或相邻的结构构件40上。该结构构件具有较高的刚性。凹部34在将涵道螺旋桨17装配在飞行器10的邻接的或相邻的结构构件40上不久之前才形成,由此可以保证在组装飞行器10时的公差补偿。
本发明还涉及飞行器10。飞行器10具有上述的机身11以及接合在机身11上的机翼13。此外,飞行器10具有至少一个根据本发明的涵道螺旋桨17。
该涵道螺旋桨17可以作为机翼抬升单元14的组成部分而被接合在机翼13上,或者作为机鼻抬升单元15的组成部分而被接合在机身11的机鼻16上。
推进单元12也可以具有涵道螺旋桨17。
相应的涵道螺旋桨17如上文详细描述地实施。
尤其,根据本发明的涵道螺旋桨17作为机翼抬升单元14的组成部分而被接合在相应的机翼13上。
Claims (11)
1.一种飞行器的涵道螺旋桨(17),该涵道螺旋桨具有:
转子侧的螺旋桨(18);
定子侧的涵道体(19),该涵道体在径向外部包围该螺旋桨(18)并且限定用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22),
其中该涵道体(19)具有朝向该螺旋桨(18)的由至少一个纤维增强塑料层制成的内壁(23)和背离该螺旋桨(18)的由至少一个纤维增强塑料层制成的外壁(24);
至少一个紧固装置(31),该至少一个紧固装置在该涵道体(19)的相应的周向位置处形成,并且该涵道螺旋桨(17)能够藉由该至少一个紧固装置被装配在该飞行器的结构构件(40)上,
其中相应的紧固装置(31)具有销(32)和布置在该内壁(23)与该外壁(24)之间的导向体(33),该导向体用于容纳并且引导该销(32),使得该销(32)能够从该内壁(23)出发而被插入到该导向体(33)的凹部(34)中、以端部(32a)相对于该外壁(24)伸出并且能够以该端部(32a)被装配在该飞行器的结构构件(40)的支承件(41)上。
2.根据权利要求1所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)是金属导向体。
3.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)是经铣削的导向体。
4.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该销(32)是金属销。
5.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该销(32)和该导向体(33)的凹部(34)具有台阶形的轮廓,该轮廓限定该销(32)插入到该凹部(34)中的深度。
6.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)与该内壁(23)和该外壁(24)粘合。
7.根据权利要求6所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)与该内壁(23)和该外壁(24)全面地粘合。
8.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,在该内壁(23)与该外壁(24)之间与该导向体(33)邻接地布置有由至少一个纤维增强塑料层包裹的泡沫体(37),其中该导向体(33)与该泡沫体(37)粘合。
9.根据权利要求1所述的涵道螺旋桨(17),其特征在于,该导向体(33)是由铝制成的金属导向体。
10.一种飞行器(10),该飞行器具有:
提供乘客舱的机身(11);
接合在该机身(11)上的机翼(13);
至少一个涵道螺旋桨(17),该至少一个涵道螺旋桨接合在该机身(11)或机翼(13)上,
其特征在于,
相应的涵道螺旋桨(17)是根据权利要求1至9之一形成的。
11.根据权利要求10所述的飞行器,其特征在于,相应的涵道螺旋桨(17)接合在机翼(13)的结构构件上。
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