[发明专利]端叶导向推进器及其应用

说明书

一种端叶导向推进器及其应用属于一种改进的轴流推进器及其应用。

轴流推进器的应用范围非常广泛，但是由于轴流推进器工作时除了产生人们所需要的轴向推力以外，还产生一个旋转分力，这就是现在大多数直升机除主螺旋浆（主推进器）以外，还必须安装一个长长的尾梁，并在尾梁上安置一个尾浆用来抵消并调节主推进器的旋转分力的原因。这样，要达到垂直起降，同时能够正常飞行，就必须安装两个以上推进器才能达到;长尾梁也很占场地。为了解决以上不足，一些先进国家研制成功共轴反转双旋翼式推进器，并且成功地应用在直升机上，达到了只用一个推进器垂直起降并能正常飞行的目的。还除却了长长的尾梁。但是共轴反转双旋翼式推进器的制造要求特别高，维修困难，因此，制造与维修的成本都很高，同时对旋转分力及旋向的调节是通过调整高速运动的双旋翼速差和旋翼角度差达到的，其调节难度大，要求高，所以，这种推进器的应用受到一定的限制（特别是在民用方面）。

本发明的目的，就是设计一种结构简单、成本低、制造、维修都很简便，可随意调节旋转分力的矢量（即旋向和旋转力矩），甚至还可以分区域调节推力的新型推进器。同时拓展这种新型推进器的应用范围。

本发明要点是：在轴流推进器导向叶或轴流推进器的端部安装若干个可调节（摆动）的端叶，称之为导向端叶。

如图1、图2、图3所示，端叶导向推进器（1）由轴流推进器（1-1）和导向端叶及其调节组合件（1-2）所组成。

图1所示的是涵管（道）型端叶导向推进器，图中：（1-1）是涵管型轴流推进器，其中：（1-1-1）是涵管也是机座;（1-1-2）是前、后导向叶兼支撑（许多推进器中无导向叶，所以，可省略）;（1-1-3）是螺浆（风扇）;（1-1-4）是整流罩;（1-1-5）是发动机。（1-2）是导向端叶及其调节组合件，其中：（1-2-1）是导向前端叶;（1-2-2）是导向后端叶，亦称导向尾叶。

工作原理是：当发动机（1-1-5）驱动螺浆（1-1-3）工作时，由于导向叶（1-1-2）的作用，推进器产生一个没有旋转分力的轴向推力，这时，推进器若需要一个顺时针旋向（以右图为准，以下同）的分力，只要调节导向前端叶前沿顺时针摆动，导向尾叶后沿逆时针摆动或其中一端的端叶如上述方向摆动即可;反之亦然。即端叶导向推进器的旋转分力的旋向与导向端叶前沿的摆向相同与导向端叶后沿摆向相反。旋转矢量的大小与端叶摆角有关，在一定范围内，摆角越大矢量越大。

图2所示的是无涵管型尾叶导向轴流推进器。（1-1）是有导向叶的无涵管型轴流推进器，其中：（1-1-1）是基（机）座;（1-1-2）是导向叶兼支撑;（1-1-3）是螺浆;（1-1-4）是整流罩;（1-1-5）是发动机。（1-2）是可调导向端叶及其调节组合件，由于图示的推进器无前导向叶，所以，该推进器只有导向尾叶（1-2-2）。该推进器的工作原理同图1，只是不须调节导向前端叶。

图3所示的是一个外动力的涵管型尾叶导向推进器。其工作原理是：外动力通过传动轴（1-1-6）和传动齿轮（对）（1-1-7）驱动螺浆（1-1-3）旋转，通过导向叶（1-1-2）轴向推出不旋动的流体;这时通过转动导向尾叶调节轴（1-2-3）、导向端叶联动齿轮（1-2-4）、联动齿盘（1-2-5）使所有的可调导向尾叶按要求摆动，推进器就可产生所需要的旋转矢量。

由于本发明的应用场合不同，对可调端叶的调节要求也不同，若对推进器的某区域需减少推力，而其它区域则需维持一定的推力和推出方向，则处于减少推力区域内的可调导向端叶的状态就如图4（b）所示，适当调小一部分流体通道;甚至如图4（d）所示，完全“关闭”部分流体通道;而处于其它区域导向端叶的状态则如图4（a）、（e）所示（也可以是其它推向的状态）。导向端叶可制成如图2中所示的一截或分段制造，以增加调节范围。

图5所示的是一种分两个区域，并且各区域内导向尾叶间隔可调的推进器端叶调节运动简图。如图5所示，通过转动调节齿轮（1-2-8），联动齿轮（1-2-4）和扇形联动齿盘（1-2-5），使相关的导向端叶（1-2-2）按需要摆动，达到分区域调节的目的。同理，可以制成分任意个区域，各区域内的导向端叶间隔可调的推进器。即可制成任意个区域推力可调的推进器。

图6所示的是分A、B、C、D四个区域的分区域示意图。