[发明专利]一种带有伸缩式涡流发生器的共轴旋翼桨毂整流罩

说明书

本发明公开了一种带有伸缩式涡流发生器的共轴旋翼桨毂整流罩，属于共轴旋翼桨毂整流罩技术领域，其主要通过在中间轴整流罩上布置可随其转动而周期性伸出没入中间轴整流罩外表的涡流发生翼片，以产生周期性涡流，从而延缓或消除前飞时不利的气流分离，达到减小桨毂前飞时压差阻力的目的。

技术领域

本发明涉及共轴旋翼桨毂整流罩技术领域，尤其涉及一种带有伸缩式涡流发生器的共轴旋翼桨毂整流罩。

背景技术

目前，随着共轴刚性旋翼高速直升机的桨毂高度以及外形复杂程度的增加，桨毂所受旋翼尾流、旋翼轴后分离流的影响更加严重，其阻力通常占全机阻力的50％左右，以美国XH-59验证机的飞行试验为例，在高速前飞时该型高速直升机要用全机的45％的功率来克服桨毂阻力。所以，桨毂阻力是限制共轴刚性旋翼高速直升机最大飞行速度和航程进一步提升的重要元素之一，为实现高速飞行，必须解决共轴刚性旋翼桨毂阻力巨大这一关键问题。而《共轴刚性旋翼桨毂中间轴涡流发生器设计与减阻研究》(南京航空航天大学学报，2019年4月，DOI：10.16356/j.1005-2615.2019.02.017)公开了一种中间轴桨毂带有涡流发生器的共轴刚性旋翼桨毂，其主要通过在中间轴整流罩的外表上布置涡流发生器以进行减阻，而这种涡流发生器的减阻性能有限，且属于被动流动控制，形态固定，在面对于前飞速度变化、大机动飞行等不同的直升机飞行状况时，适用性较差。

发明内容

综上所述，本发明所解决的技术问题是：提供一种对直升机不同的飞行状况适用性较好的主动减阻式共轴旋翼桨毂整流罩。

而本发明为解决上述技术问题所采用的方案为：

一种带有伸缩式涡流发生器的共轴旋翼桨毂整流罩，包括有分置于上下两侧的上桨毂整流罩和下桨毂整流罩，以及布置于上桨毂整流罩和下桨毂整流罩之间的中间轴整流罩，所述中间轴整流罩连接上桨毂整流罩和下桨毂整流罩，所述中间轴整流罩呈沿中间轴轴线所在的第一竖直平面对称的形状，第一竖直平面沿所述中间轴整流罩的前端至其后端的方向延伸，还包括有至少一组布置于中间轴整流罩内的涡流发生组件，所述涡流发生组件主要由两个沿第一竖直平面对称设置于中间轴整流罩内的两侧的涡流发生器所构成，每个涡流发生器则主要由枢轴，用于驱动枢轴围绕自身轴线转动的驱动装置，以及若干垂直的枢接于该枢轴上的涡流发生翼片所构成，所述枢轴的自转速度可调，所述涡流发生翼片呈凸轮盘状或矩形片状，若干个涡流发生翼片沿从上至下的方向依次平行布置，所述中间轴整流罩两侧的立壁上开设有与涡流发生翼片相适配的伸出孔，所述涡流发生翼片可随转动而于对应的伸出孔处垂直地伸出于中间轴整流罩外表外，或者完全没入在中间轴整流罩之内，当所述涡流发生翼片伸出于中间轴整流罩外时，涡流发生翼片与来流方向之间具有0到50°的夹角。

进一步的，所述涡流发生翼片的侧沿呈由下至上逐渐扩张的弧面状。

进一步的，所述涡流发生组件的数量为2组，两组涡流发生组件沿着中间轴整流罩前端至后端的方向依次布置。

进一步的，在靠近中间轴整流罩前端的涡流发生组件的涡流发生翼片中，其伸出于中间轴整流罩的部分与来流方向平行，而在另一组的涡流发生组件的涡流发生翼片中，其伸出于中间轴整流罩的部分则与来流方向具有夹角，且与来流方向构成夹角的涡流发生翼片沿来流方向向上倾斜。

进一步的，在每个涡流发生器中，所述涡流发生翼片的数量为2至30个。

进一步的，所述驱动装置为变频电机。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的伸缩式涡流发生器属于一种主动式的涡流发生器，其可以周期性产生涡流，以延缓或消除前飞时不利的气流分离，达到减小整流罩阻力的目的。其还可根据直升机不同的飞行状态(包含各种前飞速度、大机动飞行等)，而调整涡流发生翼片的翼展、弦长，进而使涡流发生器可在不同飞行条件下均能处在较优的减阻状态，适用性更强。