[实用新型]一种横流式风扇翼装置

说明书

一种横流式风扇翼装置，包括若干节风扇翼节段和横流风扇，每个横流风扇均包括横流风扇本体和操纵装置；每个横流风扇本体均包括端板、若干片风扇叶片和偏心涡流腔；操纵装置设在每个横流风扇本体中的偏心涡流腔内，操纵装置包括舵机和舵面体；舵机设在舵面体两侧，每个舵机均包括水平连杆，水平连杆一端与舵机固定连接，水平连杆另一端从端板穿出后与风扇翼节段相连接；舵面体在舵机的驱动下，能在偏心涡流腔内上下移动和转动。本实用新型能够解耦操纵横流风扇翼的升力或推力大小。当将操纵装置向着横流风扇本体的中心轴线移动时，推力增加而升力基本不变。当舵面体转动，也即改变迎角时，升力将随迎角增加而减小，推力基本不变。

技术领域

本实用新型涉及通用航空装置，特别是一种横流式风扇翼装置。

背景技术

横流风扇翼是一种新型产生气动升力的装置，它利用翼型前置的旋转风扇产生涡升力和推力进行飞行，具有低速性能好、载荷大和大迎角不失速等优点，受到国内外相关机构和研究人员的关注。

风扇翼产生升力由两部分组成：一部分是当风扇旋转时，机翼后半部分上下表面的流速不同，造成机翼上下表面的压力差，形成机翼的升力。另一部分是因为风扇旋转时，在风扇内部产生一个很强的偏心漩涡，造成较强的偏心漩涡低压区，使得机翼前半部分圆弧形区域的上下表面产生较大的压力差，形成更大部分的机翼升力，即涡升力。风扇翼飞行器问世不久，研究工作尚处于探索起步阶段，国外很少发表关于风扇翼最新的研究成果及其项目进展。目前横流式风扇翼已经应用在飞行器上，但主要在固定翼飞机上使用，旋翼飞行器上还很少。

2014年4月30日公开的申请号为201410012991.5的中国实用新型专利，其实用新型创造的名称为“一种大升力旋翼”。该专利申请为我校于2014年1月13日提交，其通过一根传动轴带动横流风扇叶旋转，传动轴贯穿横流风扇。

我校在后续的多次模拟试验过程中发现，为保持高速旋转传递扭矩，上述“一种大升力旋翼”的结构设计，存在着如下缺陷：

1.中间转轴也是传动轴，传扭太长之后容易产生形变，使得转速加大后会产生较大噪声和振动。

2.在扇叶旋转时，由于传动轴在扇叶内部中心，对扇叶内部产生的偏心漩涡造成影响，使得升力减小，降低气动效率。

3.目前使用的横流式风扇翼叶片是绕传动轴四周相互平行布置的，每次有叶片转到凹台后端进入圆弧内和转到凹台前端叶片离开圆弧那一瞬间，风扇翼升力都会出现波动，并呈周期性变化，不仅带来升力值波动，而且带来整个装置的振动，不利于飞行器正常工作使用。

4.风扇翼应用在机翼或旋翼上时，由于机翼或旋翼从根部至尖部升力作用成弯矩而产生变形，传动轴也跟着变形旋转、风扇叶片变形与其它部件干涉等都会造成很大的不利影响。

5.风扇翼应用在机翼时，升力和推力不能解耦，不能单独调节升力或推力大小，从而影响操纵效果，加大操纵难度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种横流式风扇翼装置，该横流式风扇翼装置不会对扇叶内部产生的偏心漩涡造成影响，升力大且可以分别调节升力和推力，即解耦横流风扇翼升力和推力。进一步，还能减小横流式风扇翼的气动力值的波动及振动，提高气动效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种横流式风扇翼装置，包括若干节相互串联的风扇翼节段和与风扇翼节段数理相等的横流风扇，相邻两节风扇翼节段均固定连接。

每节风扇翼节段均包括支撑板、具有空气动力学的上表面和下表面，每节风扇翼节段的前部均形成前缘，每节风扇翼节段的后部均形成后缘。

位于前缘的每节风扇翼节段上表面沿长度方向均设置有圆弧凹台，每个圆弧凹台内设置一个横流风扇。