[发明专利]使用由端头连接器接合的共转螺旋桨的冗余飞行器推进系统

说明书

多个螺旋桨叶片(504,506)可由端头连接器(508)接合以形成闭合式螺旋桨设备。端头连接器可在第一螺旋桨和第二螺旋桨的各邻近端头之间形成连续结构。端头连接器的使用可减小螺旋桨叶片的端头附近产生的涡流，所述涡流造成阻力并减慢螺旋桨叶片的旋转。端头连接器也可减小由螺旋桨叶片的旋转导致的噪音。此外，端头连接器通过形成支撑结构以抵消原本将导致螺旋桨叶片的偏转的力来减小或消除螺旋桨叶片的偏转，从而改善螺旋桨叶片负载。在一些实施例中，端头连接器可由可延展材料形成和/或包括使螺旋桨中的至少一个能够修改螺旋桨叶片的螺距的一个或多个接头。

相关申请的交叉引用

本专利要求于2015年12月17日提交的美国实用专利申请序列号14/973,610的标题为“Redundant Aircraft Propulsion System Using Co-rotating Propellers JoinedBy Tip Connectors”的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种飞行器推进系统。

背景技术

常规的旋翼飞行器有时使用多个螺旋桨(即旋翼)，所述螺旋桨有时相对于飞行器的质心对称地定位。每个螺旋桨联接到不同的驱动轴，并且通过使用电子速度控制器(ESC)，由不同的单个马达来提供动力，所述电子速度控制器控制马达的旋转速度，从而控制螺旋桨的旋转速度。一些旋翼飞行器具有四个、六个、八个或更多螺旋桨。

当许多螺旋桨用于旋翼飞行器的推进时，旋翼飞行器可能具有一些级别或冗余，以防马达的故障或螺旋桨的损坏。例如，八旋翼直升机可以在马达中驱动特定螺旋桨的一个发生故障或特定螺旋桨损坏的情况下继续可控地飞行，原因在于即使在一个螺旋桨不再完全起作用时其他七个螺旋桨通常可维持八旋翼直升机的飞行。然而，具有较少螺旋桨的旋翼飞行器在马达发生故障或螺旋桨损坏的情况下可能不能维持可控飞行。

螺旋桨叶片像翅膀一样在螺旋桨叶片旋转期间产生涡流。涡流产生阻力，这使螺旋桨变慢并且效率变低。另外，螺旋桨叶片在以高旋转速度操作期间通常会产生不希望的噪音，这至少部分地归因于螺旋桨叶片端头周围的气流。当负载过重时，螺旋桨叶片可能会偏转，这可能会在一定程度上降低螺旋桨的效率，甚至在偏转损害螺旋桨的结构完整性的情况下可能会导致螺旋桨发生故障。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种螺旋桨设备，其包括：第一螺旋桨，其包括至少一个叶片，还包括位于所述第一螺旋桨的相对端处的第一端头和第二端头，所述第一螺旋桨与第一旋转平面关联；第二螺旋桨，其包括至少一个叶片，还包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头，所述第二螺旋桨与平行于所述第一旋转平面的第二旋转平面关联，其中，所述第一螺旋桨被配置为改变所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的一个或多个螺距；第一端头连接器，其在所述第一端头与所述第三端头之间延伸；以及第二端头连接器，其在所述第二端头与所述第四端头之间延伸，所述第一端头连接器和所述第二端头连接器形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构，其中，所述第一端头连接器和所述第二端头连接器由可延展材料形成，所述可延展材料被配置来允许所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构，使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。