[发明专利]一种航空活塞的自动增压结构

说明书

本发明公开了一种航空活塞的自动增压结构，包括发动机、增压管道、涵道轮毂和设置在发动机转轴上的螺旋桨，所述发动机转轴上设置有与螺旋桨同轴的风扇；本发明通过加装螺旋桨风扇和增压管道等部件，形成航空活塞动力的自动增压能力，实现基于小功率活塞发动机的无人机等中高空飞行能力，提高中高空飞行时间，替换现有涡轮增压等方式，减小增压机构复杂程度，提高发动机维护性和适用性，减轻增压机构结构重量，提高飞行器有效载荷和续航时间。

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其是涉及到航空飞行器动力系统用于对发动机进行增压的结构。

背景技术

航空活塞发动机以耗油率低、重量轻、功率范围广等特点，广泛应用于中小型无人机、教练机等航空飞行器。对于中高空无人机等飞行器来说，中高空空气稀薄，空气密度的下降使得发动机不能充分燃烧，发动机输出功率下降显著。因此，现有活塞发动机需要加装涡轮增压等增压装置才能维持中高空发动机性能。这种传统活塞发动机增压进气方式的不足之处在于：

不适用于小功率活塞发动机。由于需要发动机废气驱动涡轮旋转，进而带动增压器工作，因此发动机排气量要求较大，小功率活塞发动机排气量较小，很难驱动涡轮增压器；

机构复杂。涡轮需要收集废气能量来驱动增压器对空气进行压缩，涡轮和增压器均有多个叶片和管道，且两者需通过传动轴连接，部件较多，结构复杂；

结构重量大。涡轮增压器部件较多，且工作在高温高压等环境特殊，对叶片和管道等材料要求较高，重量较大。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提出一种螺旋桨风扇自动增压方式，增压器主要由螺旋桨风扇和增压管道构成，通过螺旋桨提供飞行动力，风扇和增压管道为发动机进气提供增压，从而解决到上述的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种航空活塞的自动增压结构，包括发动机、增压管道、涵道轮毂和设置在发动机转轴上的螺旋桨，所述发动机转轴上设置有与螺旋桨同轴的风扇。

在上述技术方案中，所述风扇与螺旋桨可以在同一径面上，也可以不在同一径面上。

在上述技术方案中，所述风扇与螺旋桨在同一径面上时，风扇与螺旋桨为一体结构。

在上述技术方案中，所述一体结构中，与发动机转轴连接的螺旋桨的桨面上设置有若干个风扇。

在上述技术方案中，所述风扇与螺旋桨不在同一径面上时，风扇与发动机转轴之间或为固定连接，或为通过连接件滑动连接。

在上述技术方案中，所述连接件为固定在发动机转轴上的齿轮，风扇通过滑动齿轮与发动机转轴连接，通过滑动齿轮风扇与螺旋桨的转速不相同。

在上述技术方案中，风扇为多级风扇，每一级风扇均与发动机转轴连接，所述多级风扇设置在螺旋桨与发动机转轴之间，螺旋桨通过固定架固定在发动机转轴上。

在上述技术方案中，所述多级风扇中每一级风扇与发动机转轴之间采用活动连接，相邻的两极风扇转向不同。

在上述技术方案中，所述每一级风扇与发动机转轴之间通过差速齿轮连接实现转速不同。

在上述技术方案中，涵道轮毂、发动机和增压管道固定连接，不随发动机转轴旋转，在飞行器飞行中，气流通过涵道轮毂流向风扇，风扇旋转对气流做功，加速气流流进增压管道，通过增压管道的收缩，气流压力增加并进入发动机进气口。

本方案与现有的增压机构相比，其创新点体现在：

与传统通过发动机废气带动涡轮旋转的增压方式不同，本发明采用螺旋桨风扇旋转自动增压的方式，既适用于中型无人机等的较大功率活塞发动机，也适用于小型无人机等的小功率活塞发动机，而传统涡轮增压仅适用于较大功率活塞发动机的中型无人机等；