CN211869092U - 可作两栖动力装置的飞行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种可作两栖动力装置的飞行器,飞行器包括涵道体,涵道体内通过涵道体支架连接有动力轴;所述的动力轴包括水下螺旋桨动力轴和空气螺旋桨动力轴,其中,水下螺旋桨动力轴连接有水下螺旋桨,空气螺旋桨动力轴上端升出涵道体上表面并连接有空气旋翼结构。本实用新型既可以作为空气中的单独飞行器,也可进行组合,作为某一飞行器的升力装置,并能够作为水下航行器的推进器,应用范围广,适应性强;涵道的应用提高了升力效率,也提高了飞行器的安全性,降低了噪音;水下工作时的顺桨方式简单,结构紧凑轻便,提高了重量效率和经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞行器领域,具体是一种可作两栖动力装置的飞行器。
背景技术
旋翼类飞行器具备垂直起降、机动性高、操纵简便、适应性强等特性,可以应用于各种复杂情况,正处于高速发展时期。
目前,水空两栖的飞行器,大多以水面上航行和空中飞行为主,在水下的技术还不够成熟,水、空的巨大环境差为两栖飞行器的设计制造带来了难题,而采用对水、空单独设计系统再进行组合的方案,又会增加结构的复杂性和重量成本。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的问题,提供了一种可作两栖动力装置的飞行器,既可以作为空气中的单独飞行器,也可进行组合,作为某一飞行器的升力装置,并能够作为水下航行器的推进器,应用范围广,适应性强;涵道的应用提高了升力效率,也提高了飞行器的安全性,降低了噪音;水下工作时的顺桨方式简单,结构紧凑轻便,提高了重量效率和经济性。
本实用新型提供了一种可作两栖动力装置的飞行器,包括涵道体,涵道体内通过涵道体支架连接有动力轴;所述的动力轴包括水下螺旋桨动力轴和空气螺旋桨动力轴,其中,水下螺旋桨动力轴连接有水下螺旋桨,空气螺旋桨动力轴上端升出涵道体上表面并连接有空气旋翼结构。
进一步改进,所述的空气旋翼结构包括空气螺旋桨桨毂和空气螺旋桨,其中,空气螺旋桨桨毂与空气螺旋桨动力轴连接,空气螺旋桨通过挥舞轴与空气螺旋桨桨毂连接,所述的挥舞轴上设置有扭簧,空气螺旋桨在挥舞轴处产生的离心力力矩与扭簧的扭矩抵消。
本实用新型还提供了一种可作两栖动力装置的飞行器的工作方法,包括以下工作状态:
1)飞行器的初始状态:空气螺旋桨的桨叶由于根部扭簧的作用,保持近似垂直;
2)在空气中作为独立的飞行器工作:
2.1)在空气中从初始状态启动时,在传动轴上连接发动机,空气螺旋桨按顺时针方向旋转,随着桨叶旋转速度增加,桨叶的离心力在挥舞轴处产生了离心力力矩,与扭簧的扭矩抵消,将整个空气螺旋桨平面逐渐拉平,当螺旋桨平面保持水平时,离心力在挥舞轴处的力臂为零,不再产生力矩,此时空气螺旋桨为飞行器提供升力,而水下螺旋桨逆时针旋转,由于空气和水介质的不同,水下螺旋桨在空气中产生的升力可以忽略不计,产生的阻力用以平衡空气螺旋桨的反扭矩,对水下螺旋桨的转速控制可以改变阻力及反扭矩,即可以实现飞行器偏航方向的运动;
2.2)通过改变空气螺旋桨的转速,从而改变升力的大小,可以实现飞行器的垂直方向的运动。
2.3)俯仰和滚转方向的运动,可以采用倾斜空气螺旋桨桨尖平面的方式实现。
3)在水下工作:作为水下推进装置,空气螺旋桨在扭簧的作用下会自动完成顺桨,桨叶变为初始状态示意图中的的竖直状态,水下螺旋桨正常旋转,为水下航行器产生向前的推进力。
本实用新型有益效果在于:既可以作为空气中的单独飞行器,也可进行组合,作为某一飞行器的升力装置,并能够作为水下航行器的推进器,应用范围广,适应性强;涵道的应用提高了升力效率,也提高了飞行器的安全性,降低了噪音;水下工作时的顺桨方式简单,结构紧凑轻便,提高了重量效率和经济性。
附图说明
图1为本实用新型总体结构示意图。
图2为本实用新型初始状态示意图。
图3为空气螺旋桨的桨叶根部图。
图4为扭簧与离心力弯矩的作用示意图。
图5为水下工作姿态示意图。
图6为多个组合状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型提供了一种可作两栖动力装置的飞行器,包括涵道体6,涵道体6内通过涵道体支架5连接有动力轴;所述的动力轴包括水下螺旋桨动力轴8和空气螺旋桨动力轴9,其中,水下螺旋桨动力轴8连接有水下螺旋桨7,空气螺旋桨动力轴9上端升出涵道体6上表面并连接有空气旋翼结构。
进一步改进,所述的空气旋翼结构包括空气螺旋桨桨毂1和空气螺旋桨3,其中,空气螺旋桨桨毂1与空气螺旋桨动力轴9连接,空气螺旋桨3通过挥舞轴4与空气螺旋桨桨毂1连接,所述的挥舞轴4上设置有扭簧2,如图3所示,空气螺旋桨在挥舞轴处产生的离心力力矩与扭簧的扭矩抵消。
本实用新型还提供了一种可作两栖动力装置的飞行器的工作方法,飞行器的初始状态如图2所示,空气螺旋桨的桨叶由于根部扭簧的作用,保持近似垂直。
在空气中工作时,可以作为单独的飞行器,也可以通过多个组合成为某一飞行器的升力装置,如图6所示,此时整个飞行器的操纵和反扭矩平衡不需要水下螺旋桨。
作为独立的飞行器,在空气中从初始状态启动时,只需要在涵道下方增加发动机或电机连接到传动轴上,为整个飞行器提供动力,空气螺旋桨按顺时针方向旋转,随着桨叶旋转速度增加,桨叶的离心力在挥舞轴处产生了离心力力矩,与扭簧的扭矩抵消,将整个空气螺旋桨平面逐渐拉平,当螺旋桨平面保持水平时,离心力在挥舞轴处的力臂为0,不再产生力矩,此时空气螺旋桨为飞行器提供升力,而水下螺旋桨逆时针旋转,由于空气和水介质的不同,水下螺旋桨在空气中产生的升力可以忽略不计,产生的阻力用以平衡空气螺旋桨的反扭矩,对水下螺旋桨的转速控制可以改变阻力及反扭矩,即可以实现飞行器偏航方向的运动。扭簧与离心力弯矩的作用如图4所示。
通过改变空气螺旋桨的转速,从而改变升力的大小,可以实现飞行器的垂直方向的运动。
俯仰和滚转方向的运动,可以采用倾斜空气螺旋桨桨尖平面的方式实现。
在水下工作时,可以作为水下推进装置,此时不需要再驱动空气螺旋桨旋转,空气螺旋桨在扭簧的作用下会自动完成顺桨,桨叶变为初始状态示意图中的的竖直状态,如图5所示,这样相比水平旋转的状态,大大地减小了整个装置在水下的阻力,水下螺旋桨正常旋转,为水下航行器产生向前的推进力。
本实用新型具体应用途径很多,以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种可作两栖动力装置的飞行器,其特征在于:包括涵道体,涵道体内通过涵道体支架连接有动力轴;所述的动力轴包括水下螺旋桨动力轴和空气螺旋桨动力轴,其中,水下螺旋桨动力轴连接有水下螺旋桨,空气螺旋桨动力轴上端升出涵道体上表面并连接有空气旋翼结构。
2.根据权利要求1所述的可作两栖动力装置的飞行器,其特征在于:所述的空气旋翼结构包括空气螺旋桨桨毂和空气螺旋桨,其中,空气螺旋桨桨毂与空气螺旋桨动力轴连接,空气螺旋桨通过挥舞轴与空气螺旋桨桨毂连接,所述的挥舞轴上设置有扭簧,空气螺旋桨在挥舞轴处产生的离心力力矩与扭簧的扭矩抵消。
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CN202020230211.5U CN211869092U (zh) | 2020-02-29 | 2020-02-29 | 可作两栖动力装置的飞行器 |
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CN202020230211.5U Active CN211869092U (zh) | 2020-02-29 | 2020-02-29 | 可作两栖动力装置的飞行器 |
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2020
- 2020-02-29 CN CN202020230211.5U patent/CN211869092U/zh active Active
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