阅读说明：本技术 一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇 (Coaxial magnetic suspension rotary wing type ducted propeller fan ) 是由 刘国 刘子嘉 于 2020-11-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及飞行器动力,更具体的说是一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇。由筒环涵道、环形电机、旋翼桨叶组件、中心柱轴、磁悬浮体组件和支撑连接架组成的一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇气动动力系统,本发明的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇具有空间分布合理、结构简明、紧凑、低噪音、震动小、升降比高和拉力大的特点,能够广泛适用于各种载人、无人飞行器。(The invention relates to aircraft power, in particular to a coaxial magnetic suspension rotor type ducted propeller fan. The coaxial magnetic suspension rotor wing type culvert propeller fan has the characteristics of reasonable space distribution, simple and compact structure, low noise, small vibration, high lifting ratio and large tension force, and can be widely applied to various manned and unmanned aircrafts.)

一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇

技术领域

本发明涉及飞行器动力，更具体的说是一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇。

背景技术

现有的涵道桨扇作为飞行器的主动力系统已经开发和应用几十年，其结构相对紧凑、气动噪声较低、拉力较强和使用安全性好的特点，使其具有传统无人飞行器无法比拟的优势应用性能使其备受瞩目，成为当今在飞行器研究领域中的热点，但同时与之相应的结构、气动以及控制理论和方法等多方面都需要完善、突破等的多种问题，如现有涵道桨扇有效空间分布结构问题、涵道与桨扇的乱流问题、桨扇的变形和移位问题等诸多问题。因此,对其进行系统的研究具有巨大的创新空间。

发明内容

本发明的目的提供一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇,广泛适用于各种载人和无人飞行器。

进一步优化的一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，包括筒环涵道架、环形电机、支撑连接架、中心柱轴、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件，所述筒环涵道架内设有嵌入式的涵道体支架，环形电机包括电机定子、动环支架和电机转子，电机定子安装在涵道体支架内，动环支架与电机转子和电机定子转动连接，支撑连接架的外端固接在筒环涵道架的内端，支撑连接架的内端连接法兰支盘，磁悬浮体组件安装在中心柱轴上，法兰支盘固接在中心柱轴上，旋翼桨叶组件的外端与电机转子连接，旋翼桨叶组件的内端与磁悬浮体组件固接，所述筒环涵道架、涵道体支架中心柱轴、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件同轴线设置。

进一步优化所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述磁悬浮体组件包括中心轴定子、定子悬浮体、转子悬浮体、悬托盘和中心轴转环，中心轴定子安装在中心柱轴上，定子悬浮体连接在中心轴定子的外圈，转子悬浮体在定子悬浮体的电磁力作用下稳定磁悬浮，中心轴转环与转子悬浮体的外圈连接，悬托盘镜像对称设有两个，两个悬托盘均固接在中心柱轴上，中心轴转环的上下两端同理在电磁力作用下，稳定悬浮在两个悬托盘的之间，形成物理隔离，旋翼桨叶组件内端与中心轴转环的外端固接。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述旋翼桨叶组件包括隔离器、螺旋桨叶外定环、螺旋桨干柱、螺旋桨叶和螺旋桨支架，螺旋桨叶固接在螺旋桨干柱外面，螺旋桨支架与固接在螺旋桨干柱和螺旋桨叶连接，螺旋桨干柱与隔离器和螺旋桨叶外定环铰接。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述支撑连接架包括支拉架、支撑托架、法兰支盘和支托撑环，支拉架外端固接在支托撑环，内端固接法兰支盘，支撑托架外端固接在支托撑环，内端固接法兰支盘。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，该同轴磁悬旋翼型涵道桨扇还包括导流片，所述导流片用于调整飞行器的飞行方向，在筒环涵道架下方设四个导流片。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，通过舵电机来控制在四个所述的导流片。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述环形电机、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件形成一组驱动机构，每组驱动机构能采用不同桨叶数组合组成。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述驱动机构设有多组。

进一步优化的所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，磁悬浮体组件、中心柱轴均为轴向延伸结构，磁悬浮体组件、中心柱轴和旋转支撑架均为径向细长结构。

本发明一种同轴磁悬旋翼型涵道桨扇的有益效果为：

1.本发明的通过筒环涵道架、环形电机、旋翼桨叶组件和磁悬浮体组件相互配合确保了本发明结构设计的合理减少了频率共振传导、减少了震动、应力形变、气动噪声低和摩擦阻性等问题，抑制了湍流，也减小了螺旋桨叶本体在旋转中引起的弯曲、扭曲、形变问题，具有一定物理隔离作用，增强了拉力推力和强劲稳定安全的性能，本发明能根据空气动力特性实现使用特种异形螺旋桨叶和能实现旋翼桨叶变桨距功能的应用。

2.通过环形电机嵌入筒环涵道架内、磁悬浮体组件、中心柱轴都为轴向延伸结构和旋转支撑架径向细长的设计结构。进而实现流场空间利用率提高的结构紧凑、整体稳定安全特性，在同等条件下增加了扭矩，增强了拉力推力和强劲稳定的优质气动特性。

3.本发明特别适用于各种载人、无人飞行器。也可适用于各种载人、无人地面移动交通设施或空、地二用设施如飞行汽车，空、水二用设施如地效飞行器。

附图说明

图1为同轴磁悬旋翼型涵道桨扇单桨盘切面示意图：

图2为同轴磁悬旋翼型涵道桨扇单桨盘四桨叶俯视示意图：

图3为同轴磁悬旋翼型涵道桨扇磁悬浮体切面示意图：

图4为同轴磁悬旋翼型涵道桨扇电机切面示意图：

图5为同轴磁悬旋翼型涵道桨扇双桨盘切面示意图。

图中：支拉架1；电机定子2；筒环涵道架3；螺旋桨叶外定环4；电机转子5；支撑托架6；涵道体支架7；定子悬浮体8；螺旋桨干柱9；动环支架10；隔离器11；螺旋桨叶12；悬托盘13；中心轴转环14；中心柱轴15；螺旋桨支架16；中心轴定子17；法兰支盘18；转子悬浮体19；支托撑环20。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1.图2、图3、图4、图5，同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，包括筒环涵道架3、环形电机、支撑连接架、中心柱轴15、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件，所述筒环涵道架3内设有嵌入式的涵道体支架7，环形电机包括电机定子2、动环支架10和电机转子5，电机定子2安装在涵道体支架7内，动环支架10与电机转子5和电机定子2转动连接，支撑连接架的外端固接在筒环涵道架3的内端，支撑连接架的内端连接法兰支盘18，磁悬浮体组件安装在中心柱轴15上，法兰支盘18固接在中心柱轴15上，旋翼桨叶组件的外端与电机转子5连接，旋翼桨叶组件的内端与磁悬浮体组件固接，所述筒环涵道架3、涵道体支架7中心柱轴15、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件同轴线设置，环形电机的电机转子5、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件以中心柱轴15同轴同方向转动，其扭矩大、强劲安全稳定、拉力大、结构紧凑和气动噪声低，具有抑制湍流、减少风阻、减小螺旋桨叶形变，容易实现变桨距功能应用，能在同桨叶上实现符合气动特性的特种形状的异形桨叶，在高速旋转下具有更强劲拉力推力的气动性能。

具体实施方式二：

结合图1、图2、图3，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述磁悬浮体组件包括中心轴定子17、定子悬浮体8、转子悬浮体19、悬托盘13和中心轴转环14，中心轴定子17安装在中心柱轴15上，定子悬浮体8连接在中心轴定子17的外圈，转子悬浮体19在定子悬浮体8的电磁力作用下稳定磁悬浮，中心轴转环14与转子悬浮体19的外圈连接，悬托盘13镜像对称设有两个，两个悬托盘13均固接在中心柱轴15上，中心轴转环14的上下两端同理在电磁力作用下，稳定悬浮在两个悬托盘13的之间，形成物理隔离，旋翼桨叶组件内端与中心轴转环14的外端固接,磁悬浮体组件也可借用高速筒形轴承代替，如果借用高速筒形轴承不能形成无接触物理隔离。

具体实施方式三：

结合图1、图2，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述旋翼桨叶组件包括隔离器11、螺旋桨叶外定环4、螺旋桨干柱9、螺旋桨叶12和螺旋桨支架16，螺旋桨叶12固接在螺旋桨干柱9外面，螺旋桨支架16与固接在螺旋桨干柱9和螺旋桨叶12连接，螺旋桨干柱9与隔离器11和螺旋桨叶外定环4铰接。

具体实施方式四：

结合图1、图2，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述支撑连接架包括支拉架1、支撑托架6、法兰支盘18和支托撑环20，支拉架1外端固接在支托撑环20，内端固接法兰支盘18，支撑托架6，外端固接在支托撑环20，内端固接法兰支盘18。

具体实施方式五：

结合图5，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，该同轴磁悬旋翼型涵道桨扇还包括导流片，所述导流片用于调整飞行器的飞行方向，在筒环涵道架3下方设四个导流片。

具体实施方式六：

结合图5，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，通过舵电机来控制在四个所述的导流片,具有了飞行器的基本功能。

具体实施方式七：

结合图2、图5，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述环形电机、磁悬浮体组件和旋翼桨叶组件形成一组驱动机构，每组驱动机构能采用不同桨叶数组合组成，选择匹配性能强。

具体实施方式八：

结合图2、图5，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，所述驱动机构设有多组，更强劲稳定和增加拉力推力。

具体实施方式九：

结合图1、图2、图3、图4，所述的同轴磁悬旋翼型涵道桨扇，磁悬浮体组件、中心柱轴均为轴向延伸结构，磁悬浮体组件、中心柱轴和旋转支撑架均为径向细长结构，环形电机嵌入在筒环涵道架3内，使筒环涵道体内有效流场空间增大滑流通道利用充分的气动特性。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。