[发明专利]每个驱动轴使用多个马达的冗余飞行器推进系统

说明书

多个马达可驱动(旋转)联接到螺旋桨的单个轴。可选择马达使得在联接到驱动轴的第二马达出故障的情况下第一马达能够旋转驱动轴。单向离合器轴承或类似装置可界接在马达和驱动轴之间，以在马达变得不可操作的情况下，诸如马达由于由过热导致的或由其他状况或事件导致的故障而卡滞或锁定在位置中，达成驱动轴的自由旋转。第二马达的使用可固定驱动轴的位置，所述驱动轴可在径向偏心负载下支撑螺旋桨。

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14/973,618的标题为“REDUNDANT AIRCRAFT PROPULSION SYSTEM USING MULTIPLE MOTORS PER DRIVESHAFT”的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

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。

附图简述

参考附图来描述详细说明。在图中，附图标号最左侧的数字标识所述附图标号首次出现的图。不同附图中的相同附图标号指示类似或相同项。

图1A是使用多个马达来驱动联接到螺旋桨的单个轴的说明性冗余飞行器推进系统的透视图。

图1B是图1A所示的说明性冗余飞行器推进系统的分解透视图。

图2是使用堆叠式多个马达来驱动联接到螺旋桨的单个轴的说明性冗余飞行器推进系统的透视图。

图3是使用多个马达的说明性冗余飞行器推进系统的透视图，所述多个马达使啮合联接到螺旋桨的轴上的嵌齿轮旋转。

图4是响应于探测到马达故障而向冗余飞行器推进系统的马达提供动力的说明性操作的流程图。

图5A是使用多个马达来驱动联接到说明性闭合式螺旋桨设备的单个轴的说明性冗余飞行器推进系统的透视图。

图5B是图5A所示的冗余飞行器推进系统的侧视图。马达定位在闭合式螺旋桨设备的相对侧。

图6是具有单个马达的冗余飞行器推进系统的侧视图。

图7是具有定位于螺旋桨之间的多个马达的冗余飞行器推进系统的侧视图。

图8是具有定位于螺旋桨之间的单个马达的冗余飞行器推进系统的侧视图。

图9是具有达成螺旋桨中的至少一个的可变螺距操作的多个接头的冗余飞行器推进系统的侧视图。

图10A-10C示出在螺旋桨的旋转平面中具有角度偏移的说明性共螺旋桨。图10A是说明性闭合式螺旋桨设备的透视图，图10B是说明性闭合式螺旋桨设备的俯视图，并且图10C是说明性闭合式螺旋桨设备的侧视图。