CN208291467U - 一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，包括设置在固定翼飞机机身尾部的一号风扇和设置在机身中间位置的二号风扇；所述一号风扇设置在朝向机身后方喷气的通道内，该通道对应一号风扇的位置的下方还设有开口，所述一号风扇通过主动轴安装在固定片上，所述主动轴与通道垂直，所述主动轴对应设有第一舵机，通过驱动第一舵机驱动第一风扇前后摆动，风扇的另一端通过从动轴与另一端的固定片动态固定；所述二号风扇下方设有开口，所述二号风扇通过开口朝下排风。本实用新型所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置兼具旋翼飞行器短距起降悬停能力和固定翼飞行器高速巡航远航程能力。

Description

一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置

技术领域

本实用新型属于飞行设备技术领域，尤其是涉及一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置。

背景技术

现有的民用消费级飞行器大致分为旋翼类和固定翼类两种：旋翼类和固定翼类。旋翼类：对于场地要求较小，方便短距离起降甚至垂直起降和悬停作业，对于特殊环境有很强适应性和摄影物资精确投送等方面有优势，但是巡航速度过慢航程较短负载能力小；固定翼类拥有较大的巡航速度和较大航程且负载较大，但是对于起降场地要求大，需要一定长度的跑道和一定范围的净空场域，不能用于悬停作业。

原有解决的方案如同V22的倾转旋翼方案，但是此方案不适用于需要高速巡航截击的机型，海鹞式的倾转喷管方案会损失较大的推理，F35的前后大风扇加两侧调姿方案，会因风扇数过多而造成效率较低。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，以解决现有的固定翼飞机起降对跑道需求较高的情况。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，包括设置在固定翼飞机机身尾部的一号风扇和设置在机身中间位置的二号风扇；

所述一号风扇设置在朝向机身后方喷气的通道内，该通道对应一号风扇的位置的下方还设有开口，所述一号风扇通过主动轴安装在固定装置上，所述主动轴与通道垂直，所述主动轴对应设有第一舵机，通过第一舵机驱动第一风扇前后摆动，风扇的另一端通过从动轴与另一端的固定装置动态安装；

所述二号风扇下方设有开口，所述二号风扇通过开口朝下排风。

进一步的，所述一号风扇设置在圆柱筒内，所述圆柱筒通过所述主动轴和从动轴安装在机身上。

进一步的，所述圆柱筒的出口处设有扰流环，所述扰流环为圆环结构，所述扰流环的外径小于圆柱筒的内径，所述扰流环两侧通过转轴设置在圆柱筒内，一侧的转轴对应设有第二舵机，所述第二舵机通过连动装置连接该转轴，通过第二舵机改变扰流环的出口角度。

进一步的，所述转轴的轴线方向与所述主动轴的轴线方向垂直；

所述第二舵机设置在圆柱筒的侧面上。

进一步的，所述连动装置包括两个L型板和用来连接两个L型杆的传动连杆，连接第二舵机的转轴伸出圆柱筒的一端与L型杆的一端固定连接，连接处呈90°夹角，第二舵机的转轴端部与另一个L型杆的端部固定连接，连接处呈90°夹角，两个L型杆的另一端之间通过传动连杆连接，两个L型杆与所述传动连杆之间为转动连接。

进一步的，所述二号风扇安装在环状结构内，所述环状结构内设有铜环，所述铜环的圆心位置设有固定圆盘，所述铜环与固定圆盘之间通过四块连接板连接固定，所述二号风扇固定在圆盘上。

进一步的，所述铜环、连接板、圆盘为一体成型。

进一步的，所述环状结构的出口处还设有扰流板，所述扰流板为四边形，所述扰流板安装在旋转杆上，所述旋转杆贯穿环状结构；

所述旋转杆对应设有第三舵机，通过第三舵机控制旋转杆旋转，进而控制扰流板的角度。

进一步的，所述固定装置为U型支架，所述主动轴和从动轴都贯穿式安装在U型支架的侧板上，所述U型支架水平放置，开口朝向通道外侧。

相对于现有技术，本实用新型所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置具有以下优势：

本实用新型所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置兼具旋翼飞行器短距起降悬停能力和固定翼飞行器高速巡航远航程能力；双涵道方案拥有比其他多旋翼方案更高的效率；双涵道二维矢量方案拥有更简单的结构；涵道风扇直径大小合适，同等推力下比螺旋桨方案拥有更大的速度

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置安装结构图；

图2为本实用新型实施例所述的一号风扇结构图；

图3为本实用新型实施例所述的二号风扇结构图。

附图标记说明：

1-一号风扇；2-二号风扇；3-扰流环；4-转轴；5-传动连杆；6-第二舵机；7-U型支架；8-第一舵机；9-环状结构；10-旋转杆；11-扰流板；12-连接板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，包括设置在固定翼飞机机身尾部的一号风扇1和设置在机身中间位置的二号风扇2；飞机采用双涵道动力装置，前方涵道动力装置设置在机身中间位置，采用二号风扇2作为动力装置，通过二号风扇2向机身下方喷气，后方涵道设置在机身尾部，采用一号风扇1作为动力装置，通过一号风扇1向下或者向后喷气，通过双涵道起到垂直或者短距离起降的目的。

所述一号风扇1设置在朝向机身后方喷气的通道内，该通道对应一号风扇1的位置的下方还设有开口，所述一号风扇1通过主动轴安装在固定装置上，所述主动轴与通道垂直，所述主动轴对应设有第一舵机8，通过第一舵机8驱动第一风扇前后摆动，风扇的另一端通过从动轴与另一端的固定装置动态安装；

所述二号风扇2下方设有开口，所述二号风扇2通过开口朝下排风。二号风扇2上方还设有风扇舱盖，风扇舱盖与机身之间铰接。起飞及其悬停阶段由一号、二号风扇2向下喷气产生往上的推力来抵消飞机自身重力。

如图2所示，图2中圆柱筒的方向是朝向上方的，主要是为了更能看清结构，使用过程中扰流环是朝向下方的开口的，所述一号风扇1设置在圆柱筒内，所述圆柱筒通过所述主动轴和从动轴安装在机身上。所述圆柱筒的出口处设有扰流环3，所述扰流环3为圆环结构，所述扰流环3的外径小于圆柱筒的内径，所述扰流环3两侧通过转轴4设置在圆柱筒内，一侧的转轴4对应设有第二舵机6，所述第二舵机6通过连动装置连接该转轴4，通过第二舵机6改变扰流环3的出口角度。所述转轴4的轴线方向与所述主动轴的轴线方向垂直；所述第一舵机8设置在圆柱筒的侧面上。通过第一舵机8使一号风扇1的排风口可以前后摆动，通过第二舵机6控制扰流环3，可以实现左右喷气。飞机喷气口垂直向下时产生垂直向上的推力，当喷气口偏转一定角度时，推力方向发生改变，将推力分解成为垂直于地面的分力和平行于地面的分力。垂直于地面的分力用来平衡飞机重力，平行于地面的分力用来产生调整飞机的姿态。前后风扇的推力大小及其方向的不同搭配即可以完成飞机所有的飞行状态完成和调整。

所述连动装置包括两个L型板和用来连接两个L型杆的传动连杆5，连接第二舵机6的转轴4伸出圆柱筒的一端与L型杆的一端固定连接，连接使处呈90°夹角，第二舵机6的转轴端部与另一个L型杆的端部固定连接，连接处呈90°夹角，两个L型杆的另一端之间通过传动连杆5连接，两个L型杆与所述传动连杆5之间为转动连接。第二舵机6通过转轴带动L型杆转动，L型杆与转轴呈摇把状，L型杆通过传动连杆5带动另一个L型杆转动，从而带动扰流环3的转轴转动。

如图3所示，所述二号风扇2安装在环状结构9内，所述环状结构9内设有铜环，所述铜环的圆心位置设有固定圆盘，所述铜环与固定圆盘之间通过四块连接板12连接固定，所述二号风扇2固定在圆盘上，二号风扇2的电机也设置在圆盘上。所述铜环、连接板12、圆盘为一体成型。所述环状结构9的出口处还设有扰流板11，所述扰流板11为四边形，所述扰流板11安装在旋转杆10上，所述旋转杆10贯穿环状结构9；

所述旋转杆10对应设有第三舵机，通过第三舵机控制旋转杆10旋转，进而控制扰流板11的角度。通过扰流板11改变二号风扇2的喷气方向，实现飞机的偏航。第一舵机、第二舵机、第三舵机都受飞机本身的飞控控制。

当飞机向前达到一定速度时飞机机翼开始由于伯努利原理产生升力，当机翼的升力足以使飞机留空时，二号风扇2关闭，二号风扇2舱盖关闭；一号风扇1偏转会水平角度产生水平向前的推力，飞机开始如同普通飞机水平巡航。

如图2所示，所述固定装置为U型支架7，所述主动轴和从动轴都贯穿式安装在U型支架7的侧板上，所述U型支架7水平放置，开口朝向通道外侧。U型支架7既起到支撑从动轴和主动轴的作用，又防止喷气向后方泄露，起到通道后方挡板的作用，所述主动轴和从动轴与U型支架7安装的位置还套设轴承，减少旋转时的阻力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：包括设置在固定翼飞机机身尾部的一号风扇(1)和设置在机身中间位置的二号风扇(2)；

所述一号风扇(1)设置在朝向机身后方喷气的通道内，该通道对应一号风扇(1)的位置的下方还设有开口，所述一号风扇(1)通过主动轴安装在固定装置上，所述主动轴与通道垂直，所述主动轴对应设有第一舵机(8)，通过第一舵机(8)驱动第一风扇前后摆动，风扇的另一端通过从动轴与固定装置动态安装；

所述二号风扇(2)下方设有开口，所述二号风扇(2)通过开口朝下排风。

2.根据权利要求1所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述一号风扇(1)设置在圆柱筒内，所述圆柱筒通过所述主动轴和从动轴安装在机身上。

3.根据权利要求2所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述圆柱筒的出口处设有扰流环(3)，所述扰流环(3)为圆环结构，所述扰流环(3)的外径小于圆柱筒的内径，所述扰流环(3)两侧通过转轴(4)设置在圆柱筒内，一侧的转轴(4)对应设有第二舵机(6)，所述第二舵机(6)通过连动装置连接该转轴(4)，通过第二舵机(6)改变扰流环(3)的出口角度。

4.根据权利要求3所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述转轴(4)的轴线方向与所述主动轴的轴线方向垂直；

所述第二舵机(6)设置在圆柱筒的侧面上。

5.根据权利要求3所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述连动装置包括两个L型板和用来连接两个L型杆的传动连杆(5)，连接第二舵机(6)的转轴(4)伸出圆柱筒的一端与L型杆的一端固定连接，连接处呈90°夹角，第二舵机(6)的转轴(4)端部与另一个L型杆的端部固定连接，连接处呈90°夹角，两个L型杆的另一端之间通过传动连杆(5)连接，两个L型杆与所述传动连杆(5)之间为转动连接。

6.根据权利要求1所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述二号风扇(2)安装在环状结构(9)内，所述环状结构(9)内设有铜环，所述铜环的圆心位置设有固定圆盘，所述铜环与固定圆盘之间通过四块连接板(12)连接固定，所述二号风扇(2)固定在圆盘上。

7.根据权利要求6所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述铜环、连接板(12)、圆盘为一体成型。

8.根据权利要求6所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述环状结构(9)的出口处还设有扰流板(11)，所述扰流板(11)为四边形，所述扰流板(11)安装在旋转杆(10)上，所述旋转杆(10)贯穿环状结构(9)；

所述旋转杆(10)对应设有第三舵机，通过第三舵机控制旋转杆(10)旋转，进而控制扰流板(11)的角度。

9.根据权利要求1所述的固定翼双涵道风扇矢量动力短距起降装置，其特征在于：所述固定装置为U型支架(7)，所述主动轴和从动轴都贯穿式安装在U型支架(7)的侧板上，所述U型支架(7)水平放置，开口朝向通道外侧。