CN101177167A - 飞行器的动力驱动系统 - Google Patents
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Abstract
一种飞行器的动力驱动系统，包括电动机和飞行器机舱，其特征在于所述电动机在飞行器机舱内竖直或水平放置，所述电动机的定子和转子分别固定连接竖直或水平的定子传动轴和转子传动轴，所述定子传动轴和转子传动轴与机舱间通过圆锥滚子轴承连接或单独通过定子传动轴轴承座固定于机舱内，所述伸出机舱外的定子传动轴和转子传动轴的末端分别装配螺旋桨。该飞行器的动力驱动系统采用将电动机的定子和转子均作为动力输出单元，有效并简洁地消除了现有飞行器设计中存在螺旋桨扭转力矩的问题，使螺旋桨传动轴对机身产生的扭矩减少为零，可以满足飞行器的小型化、简单化和轻型设计需求，有利于飞行器的推广和制造。
Description
技术领域
本发明属于航空飞行设备的动力驱动系统，尤其涉及一种适用于利用螺旋桨驱动的各种航空飞行器的无扭矩动力驱动系统。
背景技术
现有的直升飞机、飞艇等均采用螺旋桨驱动，这类航空飞行器均采用间接反作用力发动机驱动，其工作原理是由发动机经过一些列机械传动后带动飞机的螺旋桨、直升机的旋翼旋转对空气作功，使空气加速向后或向下流动，这时空气对螺旋桨产生反作用力便用来推进飞行器。这类发动机有活塞式发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨风扇发动机等。而涡轮风扇发动机则既有直接反作用力，也有间接反作用力，但常将其划归直接反作用力发动机一类，所以也称其为涡轮风扇喷气发动机。
无论采用哪种发动机，现有的发动机均采用一连接螺旋桨的传动轴作为动力输出，由于传动轴的另一端与飞行器的机身连接或间接连接，所以螺旋桨产生反作用力的同时，会对机身带来相应作用力的反向力矩，影响飞行器的正常分型，为消除该反向扭转力矩，现有的飞行器均通过设置长长的尾翼来平衡该力矩。这一方面不仅使飞行器的体积和重量增大，同时也会造成飞行器的设计和控制的复杂程度，使得飞行器难以实现小型化和结构简洁化，飞行器的造价无法降低，这在一定程度上阻碍了飞行器的发展和推广。纵然已经有了共轴双旋翼直升飞机，平衡了反向扭转力矩，但这共轴系统仍然采用机械传动控制环节得以平衡飞机机身的反扭矩，仍使飞机结构复杂、重量巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构设计合理，使飞行器机身的扭转力矩轻松减小为零，驱动效率提高的飞行器的动力驱动系统，通过采用电驱动的电动机，通过双向动力输出，满足了飞行器结构简单、小型化的设计要求，更有利于飞行器的推广和制造。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种飞行器的动力驱动系统，包括电动机和飞行器机舱，其特征在于所述电动机在飞行器机舱内竖直或水平放置，所述电动机的定子和转子分别固定连接在定子传动轴和转子传动轴上，所述定子传动轴和转子传动轴的伸出机舱外的末端均装配螺旋桨。
具体地讲，所述定子传动轴和转子传动轴的轴心同心设置，两轴朝同一方向伸出机舱外或朝相反的两方向分别伸出机舱外，定子传动轴与转子传动轴伸出机舱外的末端均装配螺旋桨。
所述转子传动轴和定子传动轴朝同一方向伸出机舱外，定子传动轴为一与转子传动轴配合且同心的套管，所述定子传动轴套装在转子传动轴的外部，定子传动轴通过两个轴承固定于定子传动轴轴承座内，该轴承座通过螺栓固定于机舱内壁。
所述定子传动轴和转子传动轴朝相反的两方向分别伸出机舱外，定子传动轴和转子传动轴均通过圆锥磙子轴承与机舱连接。
所述机舱内装配有蓄电池电源或发电机电源，所述蓄电池电源或发电机电源与所述电动机通过电刷、集电环连接。
所述定子传动轴和转子传动轴均可以竖直放置或均水平放置，两轴伸出机舱外的末端均装配螺旋桨。
所述电动机为内转子、外定子结构电动机或内定子、外转子结构电动机。
所述飞行器为直升飞机、玩具直升飞机、飞艇或航空器。
该飞行器的动力驱动系统，电动机的定子和转子均为在旋转方向上固定，电动机只通过定子传动轴和转子传动轴架设在机舱内，定子传动轴和转子传动轴与机舱上设置的轴承套装或单独通过定子传动轴轴承座固定于机舱内，当电动机通电后，定子传动轴逆时针转动时，转子传动轴必将顺时针转动，二者的扭矩大小相等，方向相反，带动二螺旋桨转动，两个螺旋桨打压空气，均获得同方向的升力或者牵引力，带动飞行器上升或前进，此时机舱未受到扭矩的作用，不会发生转动，从而可以省略常规直升机的长长的尾翼，使飞行器的体积更小，结构更简单。
通过对定子传动轴和转子传动轴的不同设计，可以实现定子传动轴和转子传动轴装配的螺旋桨分别位于机舱的上下方、或均位于机舱的上方或机舱的下方。同理通过对电动机的水平放置，也可以实现定子传动轴和转子传动轴装配的螺旋桨分别位于机舱的前后方、或均位于机舱的前方或机舱的后方。
本发明的有益效果在于，该飞行器的动力驱动系统采用将电动机的定子和转子均作为动力输出单元，有效并简洁地消除了现有飞行器设计中存在螺旋桨反扭转力矩的问题，使螺旋桨传动轴对机身产生的扭矩减少为零，可以满足飞行器的小型化、简单化和轻型设计需求，有利于飞行器的推广和制造。
附图说明
图1是本发明实施例1的局部剖面结构示意图；
图2是本发明实施例2的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1所示，该飞行器的动力驱动系统包括电动机和飞行器机舱8，机舱内设置有蓄电池电源作为电动机的动力，蓄电池与电动机通过电刷、集电环连接。电动机在飞行器机舱8内竖直放置，电动机的定子6和转子7分别固定连接竖直向上伸出机舱外的定子传动轴3和转子传动轴2，定子传动轴3为与转子传动轴2同心配合的套管，定子传动轴3套装在转子传动轴2的外部，定子传动轴3通过两轴承5和9安装在定子传动轴轴承座10内，定子传动轴轴承座10通过螺栓固定于机舱8内，转子传动轴2的上端装配螺旋桨1；定子传动轴3的上端装配螺旋桨4。
实施例2如图2所示，该飞行器的动力驱动系统包括电动机和飞行器机舱8，机舱内设置有蓄电池电源作为电动机的动力，蓄电池与电动机通过电刷、集电环连接。电动机在飞行器机舱8内竖直放置，电动机的内部设置转子7，转子的上端固定连接转子传动轴2，转子传动轴2伸出机舱上端部位装配螺旋桨1；转子传动轴与机舱上方通过圆锥滚子轴承5装配连接。电动机的外部设置定子6，所述定子下端固定连接向下伸出的定子传动轴3，定子传动轴3的下端穿设在机舱下部设置的圆锥滚子轴承9内，伸出端装配螺旋桨4。
Claims (8)
1.一种飞行器的动力驱动系统，包括电动机和飞行器机舱，其特征在于所述电动机在飞行器机舱内竖直或水平放置，所述电动机的定子和转子分别固定连接在定子传动轴和转子传动轴上，所述定子传动轴和转子传动轴的伸出机舱外的末端均装配螺旋桨。
2.根据权利要求1所述的飞行器的动力驱动系统，其特征在于定子传动轴和转子传动轴的轴心同心设置，两轴朝同一方向伸出机舱外或朝相反的两方向分别伸出机舱外，定子传动轴与转子传动轴伸出机舱外的末端均装配螺旋桨。
3.根据权利要求2所述的飞行器的动力驱动系统，其特征在于所述转子传动轴和定子传动轴朝同一方向伸出机舱外，定子传动轴为一与转子传动轴配合且同心的套管，所述定子传动轴套装在转子传动轴的外部，定子传动轴通过两个轴承固定于定子传动轴轴承座内，该轴承座通过螺栓固定于机舱内壁。
4.根据权利要求2所述的飞行器的动力驱动系统，其特征在于所述定子传动轴和转子传动轴朝相反的两方向分别伸出机舱外，定子传动轴和转子传动轴均通过圆锥磙子轴承与机舱连接。
5.根据权利要求1所述的飞行器的动力驱动系统，其特征在于所述机舱内装配有蓄电池电源或发电机电源，所述蓄电池电源或发电机电源与所述电动机通过电刷、集电环连接。
6.根据权利要求1所述的飞行器的动力驱动系统，，其特征在于所述定子传动轴和转子传动轴均可以竖直放置或均水平放置，两轴伸出机舱外的末端均装配螺旋桨。
7.根据权利要求1所述的飞行器的动力驱动系统，其特征在于所述电动机为内转子、外定子结构电动机或内定子、外转子结构电动机。
8.根据权利要求1所述的飞行器的动力驱动系统，其特征在于所述飞行器为直升飞机、玩具直升飞机、飞艇或航空器。
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2007
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