[发明专利]采用两级大小叶片的边界层吸入式推进器

说明书

本发明公开了一种采用两级大小叶片的边界层吸入式推进器，该边界层吸入式推进器安装在飞行器的尾部，所述推进器上设置有大转子和小转子，大转子的叶片采用较低的旋转速度，产生主要部分的推力，满足飞行器爬升性能；小转子的叶片采用更高的旋转速度，能够增加根部载荷，从而使推进器叶片接近理想的载荷,最大限度地减弱推进器下游气流所含能量。

技术领域

本发明涉及航空飞行器推进器技术领域，具体涉及一种采用两级大小叶片的边界层吸入式推进器。

背景技术

自“喷气时代”以来，航空运输经历了爆发式增长，繁荣的航空运输促进了人类社会进步，但同时也对资源和环境带来沉重压力。国际社会明确提出了更为严格的能耗和排放要求，促使人们探索节能减排技术。波音翼身融合体BWB飞机,MIT-Cambridge SilentAircraft,以及MIT D8飞机的多项研究显示，BLI可能在现有飞机技术基础上减少3～20％的功率消耗。这样的节能潜力对于航空业可能意味着一场技术革命。

边界层吸入式推进(Boundary Layer Ingestion BLI)是一种非常规飞行器布局，属于机体/推进一体化技术：安装于机体尾部的推进器(螺旋桨或风扇)吸入含有机体边界层的气流，从而降低功率消耗。BLI节能的基本原理是，推进器吸入并加速机体的边界层气流，从而抑制了飞机后方的尾流(含机体尾流和推进器射流)，被抑制尾流所含的功(动能耗散率)恰好是节省的功率。

理论上为了最大限度地减小功率消耗，推进器应当尽量捕捉机身的边界层气流，同时最大限度地抑制推进器下游的尾流(抑制下游气流中的能量，包括射流和尾流的轴向动能)。

为了实现达到这样的效果，应当延推进器叶片半径方向，增加对叶片根部(底部)边界层气流的注入动量，减小对叶片梢部(外部)气流的注入动量，但是这样的需求在推进器设计过程中会出现如下问题：

(一)，现有的推进器，可以通过调整沿半径方向的叶片载荷分布，来减弱下游气流中的能量，然而，叶片根部的旋转线速度远低于梢部速度，很难(在根部)较大幅度地增加轴向动量，达到理想的节能效果。

(二)，推进器叶片根部存在自然脱落的涡，例如风扇叶片根部马蹄涡，螺旋桨叶根涡，现有的推进器，通过调整叶片载荷分布，在叶根处的采用大载荷(环量)设计可能诱发叶根涡强度增加，引发叶片根部气流分离，进而显著地增加功耗。

(三)，进气畸变问题，由于推进器吸入气流含有边界层气流，不均匀来流引起进气畸变，这对旋转的推进器叶片构成了安全隐患。

由于上述原因，本发明人对现有的边界层吸入式推进器做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的新的边界层吸入式推进器。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种采用两级大小叶片的边界层吸入式推进器，该边界层吸入式推进器安装在飞行器的尾部，所述推进器上设置有大转子和小转子，大转子的叶片采用较低的旋转速度，产生主要部分的推力，满足飞行器爬升性能；小转子的叶片采用更高的旋转速度，能够增加根部载荷，从而使推进器叶片接近理想的载荷，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种采用两级大小叶片的边界层吸入式推进器，其特征在于，

该推进器安装在飞行器1的尾部，

所述推进器包括大转子2和小转子6；

所述大转子2和小转子6同轴设置，

所述大转子2和小转子6的转向相反，转速不同。

其中，当所述飞行器1上设置涵道时，

所述涵道至少有两个，

优选地，所述大转子2设置在大涵道3中，

所述小转子6设置在小涵道5中。