[发明专利]一种推进器

说明书

技术领域

本发明涉及动力机械领域，具体涉及一种推进器。可应用于包括但不限于各种飞行器、船舶、潜艇等空中和水中需要采用推进器的动力设备上，用于提供各方向的矢量推力。

背景技术

摆线桨，亦称为直翼推进器，是一种能够提供瞬间可变全向矢量推力的推进装置，它具有效率高，矢量推力变化快等特点。

摆线桨的研究可以说已经有很长时间了，国内外的相关研究人员更是执着于将其应用于未来飞行器的动力装置之上，但由于摆线桨叶片在旋转的时候产生的气动力是一个复杂的非定常过程，所以使得国内外的研究人员一直以来都没有成熟的分析方法，整个研究始终处于探索阶段。但是摆线桨具有可按需要产生360度的全矢量推力、摆线桨比常规螺旋桨和涡轮发动机有更高的推力水平、摆线桨有很多种安装方法可以替代常规飞机平尾、方向舵和升降舵的作用以及摆线桨的推力垂直于螺旋桨转动轴线，当改变推力矢量的方向时摆线桨飞机物理位置不会改变等优点；理论上讲，滚翼方式动能效率更高，功耗更小，同时会更安静，更节省空间，更稳定，在速度上跟直升机也相差无几。

近来在摆线桨应用于飞行器上取得了一定的研究成果，研究人员发现单纯的采用摆线桨结构所产生的气动力使得飞行器控制相对复杂而且飞行也不稳定，主要问题有两个，分别是：1.桨叶俯仰振荡产生非定常升力：摆线桨桨叶运动规律为绕圆周的周期性俯仰振荡，桨叶剖面迎角按照近似正弦规律变化，这导致了很强的非定常流动状态，可能出现动态失速现象，带来非定常动态升力。因此，即使处于悬停状态下的摆线桨，桨叶上的气动力变化也是一个很复杂的动态过程。2.桨叶之间非定常干扰严重：摆线桨通常由2-6个桨叶组成，因此，桨叶非定常运动产生的尾流会对其他桨叶气动性能产生很大的影响。这与螺旋桨桨叶干扰不同：无来流情况下，定距螺旋桨桨叶绕桨毂转动时桨叶之间无相对运动，因而干扰几乎是恒定的；而摆线桨每个桨叶都在作周期性振荡运动，使得桨叶之间的干扰成为更加复杂的非定常干扰问题。

现有技术下对这种传统结构的摆线桨没有很好的应用方案，不仅在很大程度上限定了摆线桨的适用性，使其暂时无法广泛应用于各种飞行器上，而且给用户造成了很大的研究和使用障碍，限制了整个飞行器行业的快速发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种推进器，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明所提供的推进器可以降低桨叶的振荡以及减轻桨叶之间的非定常干扰，而且控制简单，运行稳定。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种推进器，包括摆线桨总成和摆线桨控制机构；所述摆线桨总成包括主动齿轮、与主动齿轮啮合的从动齿轮、与从动齿轮端面连接的钢带轮、由钢带轮带动的传动钢带、桨叶以及分别与桨叶连接的驱动连接件和螺距调节件，所述桨叶的近轴侧通过驱动连接件连接有主动轴承，所述主动轴承与一环形驱动导轨滚动连接；所述驱动连接件与传动钢带固定连接；所述桨叶的远轴侧通过螺距调节件连接有从动轴承，所述从动轴承与一环形辅助导轨滚动连接；所述摆线桨控制机构包括一调节环形辅助导轨平移的水平控制机构和对称布置在水平控制机构两侧控制环形辅助导轨上下运动的垂直控制机构。

其中，所述水平控制机构包括第一驱动齿轮、驱动第一驱动齿轮的水平控制电机以及与第一驱动齿轮啮合的第一从动齿轮，所述第一从动齿轮套接一水平调整轴，所述水平调整轴通过联轴器与水平滚珠丝杆副连接；所述水平滚珠丝杆副与环形辅助导轨铰接。

其中，所述垂直控制机构包括第二驱动齿轮、驱动第二驱动齿轮的垂直控制电机、与第二驱动齿轮啮合的第二从动齿轮以及垂直滚珠丝杆副，所述第二从动齿轮与所述垂直滚珠丝杆副套接；U型固定座的两端分别通过铰接轴与两侧的垂直滚珠丝杆副铰接；所述垂直滚珠丝杆副端部通过轴承固定座与水平调整轴连接。

其中，所述驱动连接件包括主动臂以及主动连接杆；所述主动臂的两端分别与安装在所述环形驱动导轨上下两轨道面的主动轴承连接；所述主动连接杆一端与所述桨叶的近轴侧套接，另一端穿过所述传动钢带并与主动臂的上端固定连接。

其中，所述螺距调节件包括辅助主动臂、辅助随动臂以及分别与辅助主动臂和辅助随动臂连接的辅助调节杆；所述辅助主动臂通过所述分别设置在环形辅助导轨上下两轨道面的两个从动轴承滚动连接在环形辅助导轨上，所述辅助随动臂与所述桨叶的远轴侧轴连接。

其中，所述水平滚珠丝杆副包括水平滚珠丝杆和与水平滚珠丝杆套接的水平丝杆套；所述联轴器与水平滚珠丝杆连接，水平丝杆套套接丝杆套固定座，所述丝杆套固定座通过第一转轴铰接辅助导轨固定座的一端；辅助导轨固定座另一端与环形辅助导轨固定连接。