[发明专利]涵道动力装置及飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及动力提供设备领域，具体地说，是涉及一种涵道动力装置以及使用这种涵道动力装置的飞行器。

背景技术

无人驾驶飞行器在航空拍摄、空中运输等领域有广泛的应用，现有的无人驾驶飞行器大多为固定翼飞行器或者多轴飞行器，固定翼飞行器上设置一个或多个机翼，并且在机翼上设置螺旋桨，通过电机带动螺旋桨旋转产生的气流推动飞行器飞行。

多轴飞行器是一种具有两个或更多旋翼轴的旋翼飞行器，如图1所示，现有的一种多轴飞行器具有四根旋翼轴，并且飞行器具有一个机架10，机架10上设置有电源、控制电路等，并且机架10上设有四根支轴12，四根支轴12在机架10的周向上均匀布置，即相邻的两根支轴12之间的夹角均为90°。

在每一根支轴12的末端设置有一对上下布置的旋翼，在机架10轴线的方向上，上旋翼13位于下旋翼14的上方，并且上旋翼13由电机15带动旋转，下旋翼14由电机16带动旋转。并且，上旋翼13与下旋翼14共轴设置，因此，电机15的转轴与电机16的转轴是共轴线的。此外，电机15与电机16均固定在支架12的末端，且电机15位于支架12的上方，而电机16位于支架12的下方。通常，飞行器的四根支架12上的上旋翼13、下旋翼14的转轴相互平行，并且平行于机架10的轴线。

通常，上旋翼13的转动方向与下旋翼14的转动方向是相反的，并且上旋翼13的直径与下旋翼14的直径相等，从而提升旋翼转动时所产生的拉力，由此实现飞行器的垂直升降运动、前后运动、侧向运动、俯仰运动、横滚运动以及偏航运动。

上旋翼13以及下旋翼14通常均具有两片以上的桨叶，每一片桨叶由靠近转轴的桨根、远离转轴的桨尾以及位于桨根和桨尾之间的桨腹构成。旋翼旋转时，桨叶的桨腹部分对空气作用最大，桨腹部位的下洗气流速度最大。若上旋翼13转速高于下旋翼14转速，上旋翼13产生的高速气流打在下旋翼14的桨叶上，形成较大的能量损失。若上旋翼13转速低于下旋翼14的转速，上旋翼13则阻碍下旋翼14的气流吸入，气动效率较低。即便上旋翼13的转速与下旋翼14的转速相同，当上下桨叶相互靠近时，上下桨叶间产生的空气摩擦较为严重，气动率效率仍然较低。

此外，现有的一些飞行器采用涵道动力装置来驱动飞行器的飞行，如公告号为CN102114914B的中国发明专利公开了一种多旋翼垂直起降的飞行器，该飞行器的机架上设置有升力动力单元和推力动力单元，每一个升力动力单元和推力动力单元均为一个涵道动力装置，涵道动力装置具有可以固定在机架上的涵道，涵道通常为两端敞口的圆筒状，并且在涵道内设置有旋翼以及驱动旋翼旋转的动力装置，如电机等，通过电机驱动旋翼在涵道内旋转。

这样，旋翼在涵道内旋转时，产生的气流在涵道内流动，从而对涵道产生较大的动力，进而推动飞行器上升或者偏航。由于现有的飞行器的涵道内通常只设置一组旋翼，旋翼旋转是产生的扭矩较大，不利于飞行器的控制。如在涵道内设置两组在涵道轴线上相互重叠的旋翼，则造成气动率效率较低的问题。

此外，现有的部分小型船舶也安装有涵道动力系统，用于向船舶提供动力以推动船舶前行或者改变船舶的行驶方向。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种气动效率较高的涵道动力装置。

本发明的另一目的是提供一种可提高涵道动力装置气动效率的飞行器。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的涵道动力装置包括第一涵道，第一涵道内设有第一旋翼装置，第一旋翼装置与第一涵道共轴线设置，且第一旋翼装置由第一动力装置驱动并绕第一涵道的轴线旋转，其中，第一涵道外设置有第二涵道，第二涵道与第一涵道共轴线设置，且第二涵道内设有由第二动力装置驱动的第二旋翼装置，第二旋翼装置位于第一涵道与第二涵道之间，且第二旋翼装置与第二涵道共轴线设置。

由上述方案可见，第一旋翼装置与第二旋翼装置之间被第一涵道隔离，飞行器飞行期间，第一旋翼装置与第二旋翼装置反向旋转时，第一旋翼装置产生的下洗气流与第二旋翼装置产生的下洗气流不重叠，有效削弱扰流，减少气体摩擦，从而使得涵道动力装置的能量损失极小，提高飞行器飞行的平稳性。

一个优选的方案是，第二涵道内设有安装环，第一涵道安装在安装环内，且第二旋翼装置套装在第一涵道的外侧。

由此可见，将第一涵道安装在第二涵道的安装环内可以有效地实现第一涵道与第二涵道的固定，确保第一涵道不会相对于第二涵道发生位移，并且能够确保第一涵道与第二涵道的共轴线设置。

进一步的方案是，第一涵道的中部设有安装孔，第一动力装置固定在安装孔内。