CN205770120U - 一种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统将若干个电动涵道风扇在机翼上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合，风扇滑流能够弦向高速地吹过机翼上翼面，对机翼进行动力增升；电动涵道风扇的涵道进气口不超出机翼前缘，机翼前缘的外形保持完好，机翼的升力系数高；涵道的气动外形和机翼上翼面高度融合，风扇滑流能够高效地对机翼进行动力增升。

Description

一种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统

技术领域

本实用新型涉及一种外吹气襟翼增升系统，特别涉及一种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统。

背景技术

中国发明专利201510232718.8提出一种分布式电动涵道风扇襟翼增升系统及其飞行汽车，这种分布式电动涵道风扇襟翼增升系统包括机翼和设置在机翼上翼面前缘的的电动涵道风扇，电动涵道风扇为若干个，在机翼上翼面前缘以一定距离为间隔线性排列，电动涵道风扇包括涵道，涵道内的风扇，驱动风扇的电动机，支撑电动机的支撑片，涵道进气口为圆形，以适应风扇旋转，后缘部位为宽度大于高度的矩形，涵道前缘部位的环形和后缘部位的矩形之间光滑连接；涵道矩形的后缘的下平面与机翼上翼面重合，使风扇滑流在流出涵道后缘后，能顺畅地流向机翼上翼面，并流向机翼后缘，对机翼进行动力增升，机翼后缘有双缝襟翼，机翼翼梢位置有扰流板；两个这样的分布式电动涵道风扇襟翼增升系统分别以翼根为轴设置在相应飞行汽车的背部的上部，并且能够通过翼根的轴向车身两侧转动打开或折叠，使飞行汽车在汽车和飞行器状态之间转换，飞行汽车的前轮与鸭翼融为一体，后轮与尾翼融为一体，车身为流线型，飞行汽车在飞行器状态为三翼面布局，这种运用分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行汽车能够垂直起降，高速飞行，并且在悬停状态和水平飞行状态之间转换平稳。

已有技术还包括改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统及其飞行汽车，这种改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统包括机翼和设置在机翼上翼面前缘的的电动涵道风扇，电动涵道风扇为若干个，在机翼上翼面前缘以一定距离为间隔线性排列，电动涵道风扇包括涵道，涵道内的风扇，驱动风扇的电动机，支撑电动机的支撑片，涵道的前缘伸出在机翼前缘的前面，机翼有后缘襟翼，机翼翼梢位置有扰流板，涵道从进气口到风扇旋转的位置都为圆形，涵道的排气口为直线段在下，弧线段在上的D形，涵道从风扇旋转的位置到D形的排气口之间光滑连接，涵道的排气口位于机翼最大厚度位置，同时D形的排气口的下表面和机翼的上翼面相重合，使风扇滑流在流出涵道排气口后，能顺畅地向后流向机翼上翼面；机翼的后缘襟翼为富勒襟翼，机翼的翼梢有向下的翼梢小翼，这种改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统由于涵道的排气口为直线段在下，弧线段在上的D形，而且涵道的D形的排气口的下表面和机翼的上翼面相重合，那么风扇滑流与机翼上翼面的接触面积将会最大化，所以能够高效地对机翼进行动力增升；同时，由于机翼采用富勒襟翼，垂直起降时机翼面积大，升力系数大，并且机翼的压力中心后移距离大，涵道风扇滑流向前上方的反作用推力的作用点也相应后移到富勒襟翼处，应用于飞行汽车时，相应升力合力作用点离前方飞行汽车重心更远，车头配平用的升力风扇的升力需要更大才能纵向配平，这样就增大了整个飞行汽车垂直起降时的升力，使飞行汽车垂直起降时能负载更大的负荷；两个这样的改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统分别以翼根为轴设置在相应飞行 汽车的背部的上部，并且能够通过翼根的轴向车身两侧转动打开或折叠，使飞行汽车在汽车和飞行器状态之间转换，这种飞行汽车采用升力体车身和蝶形尾翼，具有更大的乘坐舱空间和行李舱空间，为升力体布局飞行汽车；这种运用改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行汽车也能够垂直起降，高速飞行，并且在悬停状态和水平飞行状态之间转换平稳，原理与运用分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行汽车相同。

上述两种分布式电动涵道风扇襟翼增升系统安全，噪音小，振动小，但涵道进气口超出机翼前缘，破坏了机翼前缘的外形，减小了机翼的升力系数；电动涵道风扇间隔排列，涵道之间的空气虽然可以通过引射拉动进行动力增升，但引射的空气速度有限，使机翼动力增升的升力系数不高。

2016年3月，美国国防部公布了极光飞行科学公司设计的“雷击”垂直起降无人机方案，“雷击”无人机采用鸭式布局，两个鸭翼各安装有3个电动涵道风扇，两个主翼各安装有9个电动涵道风扇；“雷击”无人机垂直起飞时，鸭翼和主翼倾转到垂直姿态，24个电动涵道风扇工作产生直接升力，使“雷击”无人机垂直起飞，垂直起飞后鸭翼和主翼慢慢向前倾转，使“雷击”无人机渐渐向前飞行，当鸭翼和主翼倾转到水平姿态，24个电动涵道风扇的风扇推动“雷击”无人机前飞，涵道壳体产生升力，“雷击”进入水平飞行状态。

2016年5月，欧洲Lilium公司推出“Lilium”电动飞机，“Lilium”电动飞机采用鸭式布局，两个鸭翼各安装有6个电动涵道风扇，两个主翼的后缘襟翼上各安装有12个电动涵道风扇，“Lilium”电动飞机垂直起飞时，鸭翼倾转到垂直姿态，主翼上的后缘襟翼也下偏到垂直姿态，36个电动涵道风扇工作产生直接升力，使“Lilium”电动飞机垂直起飞，垂直起飞后，鸭翼逐渐向前倾转，主翼上的后缘襟翼逐渐收起，使“Lilium”电动飞机逐渐前飞，当鸭翼完全倾转到水平姿态，主翼上的后缘襟翼完全收起，36个电动涵道风扇推动“雷击”无人机前飞，主翼和涵道壳体产生升力，“Lilium”电动飞机进入水平飞行状态。

上述两款飞行器能进行垂直起降和水平飞行，以及悬停状态和水平飞行状态的转换，但在垂直起降时，采用电动涵道风扇产生直接升力的方式，升力较小，能负载的载荷有限；垂直起降和水平飞行之间的转换采用机翼的倾转方式，使得结构复杂，重量较重。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，这种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的机翼前缘外形保持完好，风扇滑流能够更高速地吹过机翼上翼面，更高效地对机翼进行动力增升。

本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，包括机翼和若干个电动涵道风扇，电动涵道风扇包括风扇，涵道，驱动风扇的电动机，支撑电动机的支撑片，机翼后缘有富勒襟翼，机翼翼梢位置有扰流板，机翼的翼梢有向下的翼梢小翼，若干个电动涵道风扇在机翼上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合；涵道进气口不超出机翼前缘，排气口不超出机翼后缘；涵道进气口呈n形，底部与机翼上翼面重合，涵道排气口也呈n形，底部与机翼上翼面重合，风扇旋转的位置涵道外壁呈n形，内壁呈圆形且底部与机翼上翼面相接触，涵道外壁从n形的进气口到n形的风扇旋转位置再到n形的排气口连 续光滑连接，涵道内壁从n形的进气口到圆形的风扇旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接。

由于若干个电动涵道风扇在机翼上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合，所以风扇滑流能够弦向高速地吹过机翼上翼面，对机翼进行动力增升；由于电动涵道风扇的涵道进气口不超出机翼前缘，机翼前缘的外形保持完好，所以机翼的升力系数高；由于涵道进气口呈n形，底部与机翼上翼面重合，涵道排气口也呈n形，底部与机翼上翼面重合，风扇旋转的位置涵道外壁呈n形，内壁呈圆形且底部与机翼上翼面相接触，涵道外壁从n形的进气口到n形的风扇旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接，涵道内壁从n形的进气口到圆形的风扇旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接，涵道的气动外形和机翼上翼面高度融合，所以风扇滑流能够高效地对机翼进行动力增升；本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统采用的电动涵道风扇为7个。

本实用新型的有益效果：本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统将若干个电动涵道风扇在机翼上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合，风扇滑流能够弦向高速地吹过机翼上翼面，对机翼进行动力增升；电动涵道风扇的涵道进气口不超出机翼前缘，机翼前缘的外形保持完好，机翼的升力系数高；涵道的气动外形和机翼上翼面高度融合，风扇滑流能够高效地对机翼进行动力增升。

附图说明

图1为本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的前视立体图；

图2为本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的后视立体图；

图3为本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统放下富勒襟翼的后视立体图；

图4为本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的剖视图；

图5为本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统放下富勒襟翼的剖视图。

图中：1.机翼；2.风扇；3.涵道；4.翼梢小翼；5.扰流板；6.支撑片；7.富勒襟翼；8.电动机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

如图1、2、3、4，5所示，本实用新型连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，包括机翼1和若干个电动涵道风扇，电动涵道风扇包括风扇2，涵道3，驱动风扇2的电动机8，支撑电动机8的支撑片6，机翼1后缘有富勒襟翼7，机翼1翼梢位置有扰流板5，机翼1的翼梢有向下的翼梢小翼4，若干个电动涵道风扇在机翼1上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合；涵道3进气口不超出机翼1前缘，排气口不超出机翼1后缘；涵道3进气口呈n形，底部与机翼1上翼面重合，涵道3排气口也呈n形，底部与机翼1上翼面重合，风扇2旋转的位置涵道3外壁呈n形，内壁呈圆形且底部与机翼1上翼面相接触，涵道3外壁从n形的进气口到n形的风扇2旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接，涵道3内壁从n形的进气口到圆形的风扇2旋转位置再到n形的排气口连续光滑 连接。

由于若干个电动涵道风扇在机翼1上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合，所以风扇2滑流能够弦向高速地吹过机翼1上翼面，对机翼1进行动力增升；由于电动涵道风扇的涵道3进气口不超出机翼1前缘，机翼1前缘的外形保持完好，所以机翼1的升力系数高；由于涵道3进气口呈n形，底部与机翼1上翼面重合，涵道3排气口也呈n形，底部与机翼1上翼面重合，风扇2旋转的位置涵道3外壁呈n形，内壁呈圆形且底部与机翼1上翼面相接触，涵道3外壁从n形的进气口到n形的风扇2旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接，涵道3内壁从n形的进气口到圆形的风扇2旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接，涵道3的气动外形和机翼1上翼面高度融合，所以风扇2滑流能够高效地对机翼1进行动力增升；本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统采用的电动涵道风扇为7个。

如图1、4，5所示，所述风扇2位于机翼1最大厚度位置。

由于风扇2位于机翼1最大厚度位置，所以风扇2能够顺畅地吸入空气，同时顺畅地吹出风扇2滑流。

如图1、2，3所示，所述若干个电动涵道风扇大小和形状相同，若干个电动涵道风扇所在的翼展位置，机翼1的弦长不变。

若干个电动涵道风扇大小和形状相同，若干个电动涵道风扇所在的翼展位置，机翼1的弦长不变，这样可以简化制造，减少模具数量，节约成本。

如图1、2，3所示，所述若干个电动涵道风扇占据机翼1大部分翼展长度，并且离机翼1翼根较近，离翼梢较远。

若干个电动涵道风扇占据机翼1大部分翼展长度，所以风扇2滑流能够弦向吹过机翼1大部分翼展长度，能够高效地对机翼1进行动力增升；由于若干个电动涵道风扇离机翼1翼根较近，离翼梢较远，所以风扇2滑流动力增升的升力更多从翼根产生，更少从翼梢产生，这样能减小机翼1的翼梢涡流阻力。

本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统可以代替原分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，用于已有的三翼面布局飞行汽车，基本原理与原分布式电动涵道风扇襟翼增升系统相同，即当运用本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的三翼面布局飞行汽车需要垂直起飞时，电动机8旋转，带动风扇2工作，同时放下富勒襟翼7，这样能产生两个力：一是风扇2滑流因为康达效应受富勒襟翼7下偏的偏转而吹向后下方，产生向前上方的反作用推力，二是由于富勒襟翼7下偏，机翼1弯度增大，机翼1因风扇2滑流吹过产生向后上方的升力，通过设置适宜的富勒襟翼7下偏角度，使前一个力和后一个力中，向前和向后的分力相互抵消，剩下的就是向上的合力，这就是连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的升力；由于本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的增升效率更高，升力系数更大，所以能够更好地使运用本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的三翼面布局飞行汽车垂直起飞，垂直起飞后，适当减小风扇2转速，以适当减小连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的升力，三翼面布局飞行汽车进入悬停状态。

当运用本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的三翼面布局飞行汽车需要从悬停状态转换为水平飞行状态时，逐渐加大风扇2转速，同时慢慢收起富勒襟翼7，风扇2滑流逐渐转向后方吹出，风扇2滑流向前方的推力分力逐渐大于机翼1向后方的升力分力，使三翼面布局飞行汽车逐渐前飞，当富勒襟翼7完全收起，运用本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的三翼面布局飞行汽车进入水平飞行状态；由于本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的电动涵道风扇更多，推力更大，所以三翼面布局飞行汽车水平飞行速度更快。

运用本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的三翼面布局飞行汽车需要从水平飞行状态转换为悬停状态时，慢慢放下富勒襟翼7，使风扇2滑流逐渐转向后下方吹出，减小了向前的推进，同时由于富勒襟翼7下偏，机翼1的升力中有了向后方的分力，继续这一趋势，三翼面布局飞行汽车继续减速直到停止前进，并由于前述的原因进入悬停状态；进入悬停状态后，适当减小风扇2转速，连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统适当减小升力，使三翼面布局飞行汽车慢慢垂直降落。

电动涵道风扇中的支撑片6片数与风扇2相同或呈倍数，以消除风扇2的滑流扭转，使风扇2滑流顺畅地直线吹出，以更好地对机翼1进行动力增升；机翼1翼梢位置的扰流板5和富勒襟翼7相配合，可以对运用本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行器进行滚转操纵；机翼1翼梢向下的翼梢小翼4可以减小机翼1的翼梢涡流阻力；涵道3的上部剖面为为凹凸翼型，水平飞行时能产生升力，并且各个涵道3的上部相互之间彼此融合，以减小干扰阻力。

本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统也可以代替原改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，用于已有的升力体布局飞行汽车，基本原理与原改进型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统相同。

本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统也可以运用于其他各种飞行汽车，以及除飞行汽车之外的各种飞行器；本连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的电动涵道风扇的个数也可以不是7个，而是其他各种可能的个数，也同样能够高效地对机翼进行动力增升。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，包括机翼(1)和若干个电动涵道风扇，电动涵道风扇包括风扇(2)，涵道(3)，驱动风扇(2)的电动机(8)，支撑电动机的支撑片(6)，机翼(1)后缘有富勒襟翼(7)，机翼(1)翼梢位置有扰流板(5)，机翼(1)的翼梢有向下的翼梢小翼(4)，其特征在于：若干个电动涵道风扇在机翼(1)上翼面沿翼展依次连续排列，相邻的涵道壁彼此重合；涵道(3)进气口不超出机翼(1)前缘，排气口不超出机翼(1)后缘；涵道(3)进气口呈n形，底部与机翼(1)上翼面重合，涵道(3)排气口也呈n形，底部与机翼(1)上翼面重合，风扇(2)旋转的位置涵道(3)外壁呈n形，内壁呈圆形且底部与机翼(1)上翼面相接触，涵道(3)外壁从n形的进气口到n形的风扇(2)旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接，涵道(3)内壁从n形的进气口到圆形的风扇(2)旋转位置再到n形的排气口连续光滑连接。

2.根据权利要求1所述的连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，其特征在于：所述风扇(2)位于机翼(1)最大厚度位置。

3.根据权利要求1所述的连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，其特征在于：所述若干个电动涵道风扇大小和形状相同，若干个电动涵道风扇所在的翼展位置，机翼(1)的弦长不变。

4.根据权利要求1所述的连续型分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，其特征在于：所述若干个电动涵道风扇占据机翼(1)大部分翼展长度，并且离机翼(1)翼根较近，离翼梢较远。