[发明专利]用于垂直起飞和降落的飞行器的电动机吊舱和包括这种吊舱的飞行器

说明书

本发明涉及一种用于垂直起飞和降落的飞行器(VTOL)的电动机吊舱(1)，包括：整流罩(10)，电动机(20)容纳在整流罩中，所述电动机配备有从整流罩的顶面(10b)向外延伸的至少一个螺旋桨(22)，以及冷却设备，其设计成在飞行器处于起飞、巡航和降落阶段时冷却电动机，并且包括可逆的冷却剂流体供应和排放歧管(30)，其交替地设计成：·在巡航阶段，接收由飞行器的运动产生的冷流体流(F3)并将流体流传送通过电动机(20)，朝向与螺旋桨(22)相对定位的出口，以及·在起飞或降落阶段，接收由螺旋桨(22)传输和已经穿过电机(20)的热流体流(F2)。

技术领域

本发明涉及用于垂直起飞和降落的飞行器(VTOL)的电动机吊舱。本发明还涉及配备有这种吊舱的VTOL。

本发明在航空学领域中，并且特别地在VTOL电动机的领域中具有应用。

背景技术

航空制造商寻求开发能够摆脱常规飞行器的起飞和降落通常所需的跑道的垂直起飞和降落的飞行器(VTOL)。根据所使用的电机，列出存在的几种类型的VTOL。某些VTOL(在下文中简称为飞行器)配备有沿着垂直轴线定位以确保飞行器的起飞和降落的几个升降电机，以及常规地沿着水平轴线定位以确保飞行器在巡航模式下飞行的俯仰电机。

这些类型的飞行器的俯仰电机通常安装在被附接至飞行器的机身的梁上或飞行器机翼下方，通过这种方式使得它们的旋转轴平行于所述飞行器的机身。

升降电机，通常比俯仰电机数量更多，原因是当升高时比巡航需要更大的动力，通常安装在被附接至飞行器的机身的梁上或安装在飞行器的机翼上，通常安装在俯仰电机的下游或相反地安装在俯仰电机的上游。每个升降电机都是电动机，其包括旋转轴，该旋转轴基本上垂直于机翼的平面，并且延伸有螺旋桨，该螺旋桨具有几个桨叶。升降电机在飞行的整个持续时间期间、在升高阶段(起飞和降落)期间以及在巡航阶段期间必须被冷却。实际上，虽然在巡航阶段，螺旋桨不旋转，但是升降电机甚至必须被冷却，使得由起飞引起的热在降落时已经消散。

更精确地，在升高阶段(即，起飞和降落)期间，螺旋桨旋转并且飞行器被提升，这产生通过面向螺旋桨的其顶面26进入升降电机的垂直空气流。空气穿过电机，并且经由安装在电机上的冷却翅片类型的交换表面冷却该电机。在巡航阶段期间，飞行器由俯仰电机在基本上水平的方向上被推进。然后，由飞行器的运动产生的空气流是水平的。当升降电机的螺旋桨停止时，由飞行器的运动产生的空气流掠过升降电机的外表面，而不穿透所述电机内部和接近交换表面。

目前，为了使得由飞行器的运动产生的空气在巡航阶段期间略微地冷却升降电机，飞行器制造商选择将所述升降电机留在飞行器结构外部，并且因此不要顾及它们。然而，尽管没有整流罩允许空气流通过与升降电机的外部表面接触而冷却升降电机，但是没有整流罩也具有产生空气动力学损失的效果。实际上，如在航空学领域中已知的，不满足空气动力学轮廓的任何部件或部件的一部分产生空气动力学阻力。当部件或部件的一部分垂直于飞行器的平面定位，该空气动力学阻力更显著。由升降电机中的每个升降电机产生的空气动力学阻力因此不得不产生飞行器飞行所需的动力的过量消耗，该动力的过量消耗除了昂贵之外，当电机是电动机时，对电机的自主性具有直接影响。

其他VTOL配备有所谓的“可转向”电机而不是升降电机。这些可转向电机具有能够以其自身枢转的优点，通过这种方式使得它们的旋转轴可以在升高阶段期间从基本上垂直的位置切换到巡航阶段期间的基本上水平的位置。因此，无论飞行阶段如何，这些可转向电机的轴总是处于由飞行器的运动产生的空气流中。因此，在升高阶段以及在巡航阶段，可转向电机可以被正确地冷却。然而，这些可转向电机比起升降电机更难以实施，并且需要相对复杂的控制系统，这因此具有更高的制造成本。

因此，对于升降电机而言，需要一种整流罩(或保护罩)，该整流罩使得有可能限制由所述电机产生的空气动力学损失，同时仍然使得有可能在升高阶段期间以及在巡航阶段期间冷却所述电机。

发明内容