[发明专利]一种可变距的无轴双旋翼涵道装置

说明书

本发明公开了一种可变距的无轴双旋翼涵道装置，包括涵道，涵道内侧沿轴向依次分布有无旋翼轴的上旋翼组件、动环不动环组件和无旋翼轴的下旋翼组件；所述的上旋翼组件包括安装在涵道内侧的多磁极定子，多磁极定子通过固定轴承与转子连接，转子的周向上转动连接有桨叶；所述的动环不动环组件包括安装于涵道内侧能沿轴向滑动的不动环，不动环经大轴承与动环连接，不动环的周向上设有拉杆接口，拉杆接口通过涵道的外壁开口伸出；所述的桨叶的尖部设有变距摇臂，变距摇臂经变距拉杆与动环连接。本发明能使得上、下旋翼能够可靠地实现变距运动，及时调整桨叶总距角度，使桨叶在最佳的姿态下工作，提升了旋翼效率。

技术领域

本发明属于垂直起降飞行器技术领域，涉及一种可变距的无轴双旋翼涵道装置。

背景技术

涵道旋翼是一种涵道包围旋翼的动力装置，相比有轴涵道旋翼而言，无轴涵道旋翼靠近涵道壁面处的桨叶剖面弦长更长，同时由于无轴涵道旋翼无中心体结构，对旋翼流场没有干扰，且旋翼有效直径可以更长，因此可以大大提升旋翼的气动性能。

船舶领域的无轴轮缘推进器([1]于志民,王仁忠,孟相全.基于无动力推进与无轴轮缘推进联合的水下探测器设计[J].舰船科学技术，2017，39(23)：26-29)，以及南京航空航天大学的无轴涵道旋翼([2]申遂愿，朱清华，曾嘉楠.无轴涵道旋翼气动特性数值研究[J].航空动力学报，2019，34(9))，对无轴涵道螺旋桨/旋翼进行了研究。无轴涵道旋翼结构将电机定子放在涵道内固定，把转子与旋翼在叶梢处相结合，通过电机的电磁作用使得转子和旋翼桨叶旋转。

目前的无轴涵道旋翼结构无变距机构，而实际使用过程中旋翼桨叶所处气动环境复杂，尤其是旋翼转速需要经常变化以控制飞行器姿态情况下，桨叶不能在最佳的姿态下工作。

发明内容

发明目的：提供一种可变距的无轴双旋翼涵道装置。本发明能使得上、下旋翼能够可靠地实现变距运动，及时调整桨叶总距角度，使桨叶在最佳的姿态下工作，提升了旋翼效率。

技术方案：一种可变距的无轴双旋翼涵道装置，包括涵道，涵道内侧沿轴向依次分布有无旋翼轴的上旋翼组件、动环不动环组件和无旋翼轴的下旋翼组件；所述的上旋翼组件包括安装在涵道内侧的多磁极定子，多磁极定子通过固定轴承与转子连接，转子的周向上转动连接有桨叶；所述的动环不动环组件包括安装于涵道内侧能沿轴向滑动的不动环，不动环经大轴承与动环连接，不动环的周向上设有拉杆接口，拉杆接口通过涵道的外壁开口伸出；所述的桨叶的尖部设有变距摇臂，变距摇臂经变距拉杆与动环连接。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，所述的桨叶的尖部与转子转动连接。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，所述的变距摇臂靠近桨叶前缘的一端与变距拉杆铰接。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，所述的桨叶经轴向铰与转子转动连接；所述的轴向铰由轴颈、径向轴承及推力轴承组成，轴颈与桨叶通过桨叶螺栓固定连接；轴颈后端安装两个径向轴承，实现桨叶相对转子的变距运动的同时，传递桨叶升力和弯矩；同时轴颈后端还安装有推力轴承，将桨叶的离心力传递到转子上。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，上、下旋翼组件的结构相同；上、下旋翼组件的桨叶的旋转轴线重合，旋转方向相反，各自产生的反扭矩相互抵消。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，所述的涵道的唇口外形按气动要求进行设计。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，所述的上旋翼组件的桨叶为3片。

前述的可变距的无轴双旋翼涵道装置中，所述的动环不动环组件能通过变距拉杆同时、同向调节上、下旋翼组件桨叶的总距角度。

有益效果：常规共轴双旋翼直升机的传动轴及变速机构约占整机重量的15％左右，本发明一种可变距的无轴双旋翼涵道装置，取消了常规的旋翼的传动轴及变速机构等，结构紧凑，有效的减少了重量、振动和噪声。