本發(fā)明屬于航空器動(dòng)力推進(jìn)，尤其涉及一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置。

背景技術(shù)：

1、無(wú)軸輪緣推進(jìn)器采用了機(jī)槳一體化耦合技術(shù)，將電機(jī)轉(zhuǎn)子、螺旋槳、軸承集成為一體，電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接作用于螺旋槳稍部，驅(qū)動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)。具有體積小、功率密度高、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。與傳動(dòng)螺旋槳推進(jìn)器相比，輪緣推進(jìn)器取消了齒輪傳動(dòng)軸系及其穿艙和密封結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)損失小。輪緣推進(jìn)器采用電流推進(jìn)，控制靈活，已逐步應(yīng)用與船用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)已有產(chǎn)品獲得船用無(wú)軸輪緣推進(jìn)裝置型式認(rèn)可證書(shū)。

2、在航空領(lǐng)域，無(wú)軸輪緣電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)型為航空電推進(jìn)系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展提供了新方向，其一體化設(shè)計(jì)制造思路是一種革命性的創(chuàng)新，主要涉及以下幾個(gè)方面關(guān)鍵性技術(shù)的研究：1)大功率電機(jī)-螺旋槳一體化設(shè)計(jì)原理和方法研究；2)無(wú)軸輪緣推進(jìn)智能控制策略的研究；3)無(wú)軸輪緣推進(jìn)系統(tǒng)-機(jī)體的動(dòng)力學(xué)耦合關(guān)系研究；4)無(wú)軸推進(jìn)裝置的潤(rùn)滑、密封和冷卻系統(tǒng)的研究；5)無(wú)軸推進(jìn)裝置振動(dòng)和噪聲控制方法的研究。在無(wú)軸推進(jìn)裝置的潤(rùn)滑方面，專利cn114884266a采用磁懸浮結(jié)構(gòu)，避免定子與轉(zhuǎn)子的的直接接觸造成了磨損與噪聲，提高了能量使用效率。航空無(wú)軸推進(jìn)裝置流體為空氣，散熱能力較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的

2、為解決無(wú)軸推進(jìn)裝置的冷卻問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置。

3、發(fā)明技術(shù)解決方案

4、一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，包括涵道組件，涵道組件包括厚涵道曲面，厚涵道曲面分別與涵道前緣、涵道后緣連接，厚涵道曲面上設(shè)置有線圈，涵道組件內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子上設(shè)置有磁鐵，若干槳葉安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)壁，厚涵道曲面?zhèn)让孢B接進(jìn)風(fēng)支撐通道，進(jìn)風(fēng)支撐通道內(nèi)腔與厚涵道曲面內(nèi)孔聯(lián)通，設(shè)置在進(jìn)風(fēng)支撐通道內(nèi)的冷卻組件工作時(shí)能將外部空氣吸入冷卻風(fēng)道以進(jìn)行散熱。

5、優(yōu)選的，涵道前緣為彎折的環(huán)形曲面，涵道前緣的開(kāi)口端位于外側(cè)的曲面與厚涵道曲面連接。

6、優(yōu)選的，內(nèi)轉(zhuǎn)子靠近涵道前緣一端與涵道前緣通過(guò)滑輪組件連接。

7、優(yōu)選的，滑輪組件包括若干滑輪，各滑輪的支架固定在涵道前緣外側(cè)曲面內(nèi)壁，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在支架上的滑輪外圓周面的凹槽與內(nèi)轉(zhuǎn)子端面的環(huán)形凸緣滑動(dòng)配合。

8、優(yōu)選的，內(nèi)轉(zhuǎn)子與滑輪配合一端的法蘭邊上開(kāi)設(shè)有若干出風(fēng)口。

9、優(yōu)選的，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子另一端與涵道后緣形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。

10、優(yōu)選的，冷卻組件包括渦輪風(fēng)扇、風(fēng)扇安裝軸承、溫度傳感器、控制器，所述渦輪風(fēng)扇通過(guò)自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)安裝于安裝底座上，安裝底座連接在進(jìn)風(fēng)支撐通道上，所述溫度傳感器安裝于各線圈附近；所述控制器通過(guò)溫度傳感器測(cè)量的溫度信號(hào)自適應(yīng)控制渦輪風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

11、優(yōu)選的，冷卻風(fēng)道包括涵道進(jìn)風(fēng)口、涵道轉(zhuǎn)子風(fēng)道、涵道出風(fēng)口；涵道進(jìn)風(fēng)口開(kāi)設(shè)在進(jìn)風(fēng)支撐通道側(cè)壁，涵道進(jìn)風(fēng)口面向來(lái)流方向，所述涵道轉(zhuǎn)子風(fēng)道為內(nèi)轉(zhuǎn)子外圓周面和厚涵道曲面圍成的空腔；所述涵道出風(fēng)口為涵道前緣的開(kāi)口，出風(fēng)流向與槳葉工作時(shí)氣流方向一致。

12、優(yōu)選的，涵道前緣的彎折角度為30°～45°。

13、優(yōu)選的，涵道進(jìn)風(fēng)口內(nèi)布置有濾網(wǎng)。

14、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用交變磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)，通過(guò)涵道設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)解決對(duì)線圈繞組的散熱問(wèn)題，并增強(qiáng)能量使用效率，提升整體推進(jìn)動(dòng)力。該裝置中內(nèi)轉(zhuǎn)子一側(cè)與涵道后緣構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一側(cè)通過(guò)滑輪組件與涵道中部連接，既增強(qiáng)了內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性，又降低了摩擦阻力，增強(qiáng)了能量使用效率；通過(guò)冷卻風(fēng)道設(shè)計(jì)，利用空氣來(lái)流與渦輪風(fēng)扇增加冷卻風(fēng)道風(fēng)速風(fēng)壓，利用溫度傳感器采集信號(hào)，并通過(guò)自適應(yīng)控制對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線圈繞組及轉(zhuǎn)子的散熱；涵道前緣設(shè)有conada表面，散熱風(fēng)道空氣為高壓氣體，在涵道前緣出風(fēng)口吹出，利用coanda效應(yīng)增強(qiáng)涵道內(nèi)空氣流量，增強(qiáng)了整體推進(jìn)動(dòng)力。

技術(shù)特征：

1.一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，包括涵道組件(1)，涵道組件(1)包括厚涵道曲面(131)，厚涵道曲面(131)分別與涵道前緣(12)、涵道后緣(14)連接，厚涵道曲面(131)上設(shè)置有線圈(23)，涵道組件(1)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)，內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)上設(shè)置有磁鐵，若干槳葉(21)安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)內(nèi)壁，厚涵道曲面(131)側(cè)面連接進(jìn)風(fēng)支撐通道(132)，進(jìn)風(fēng)支撐通道(132)內(nèi)腔與厚涵道曲面(131)內(nèi)孔聯(lián)通，設(shè)置在進(jìn)風(fēng)支撐通道(132)內(nèi)的冷卻組件(3)工作時(shí)能將外部空氣吸入冷卻風(fēng)道以進(jìn)行散熱。

2.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，涵道前緣(12)為彎折的環(huán)形曲面，涵道前緣(12)的開(kāi)口端位于外側(cè)的曲面與厚涵道曲面(131)連接。

3.如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)靠近涵道前緣(12)一端與涵道前緣(12)通過(guò)滑輪組件(24)連接。

4.如權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，滑輪組件(24)包括若干滑輪，各滑輪的支架固定在涵道前緣(12)外側(cè)曲面內(nèi)壁，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在支架上的滑輪外圓周面的凹槽與內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)端面的環(huán)形凸緣滑動(dòng)配合。

5.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)與滑輪配合一端的法蘭邊上開(kāi)設(shè)有若干出風(fēng)口。

6.如權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)另一端與涵道后緣(14)形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。

7.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，冷卻組件(3)包括渦輪風(fēng)扇(31)、風(fēng)扇安裝軸承(32)、溫度傳感器、控制器，所述渦輪風(fēng)扇(31)通過(guò)自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)安裝于安裝底座(11)上，安裝底座(11)連接在進(jìn)風(fēng)支撐通道(132)上，所述溫度傳感器安裝于各線圈(23)附近；所述控制器通過(guò)溫度傳感器測(cè)量的溫度信號(hào)自適應(yīng)控制渦輪風(fēng)扇(31轉(zhuǎn)速。

8.如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，冷卻風(fēng)道(4)包括涵道進(jìn)風(fēng)口(41)、涵道轉(zhuǎn)子風(fēng)道(42)、涵道出風(fēng)口(43)；涵道進(jìn)風(fēng)口(41)開(kāi)設(shè)在進(jìn)風(fēng)支撐通道(132)側(cè)壁，涵道進(jìn)風(fēng)口(41)面向來(lái)流方向，所述涵道轉(zhuǎn)子風(fēng)道(42)為內(nèi)轉(zhuǎn)子(22)外圓周面和厚涵道曲面(131)圍成的空腔；所述涵道出風(fēng)口(43)為涵道前緣(12)的開(kāi)口，出風(fēng)流向與槳葉工作時(shí)氣流方向一致。

9.如權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，涵道前緣(12)的彎折角度為30°～45°。

10.如權(quán)利要求8所述的一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，其特征在于，涵道進(jìn)風(fēng)口(41)內(nèi)布置有濾網(wǎng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)風(fēng)冷的航空無(wú)軸推進(jìn)裝置，包括涵道組件，涵道組件包括厚涵道曲面，厚涵道曲面分別與涵道前緣、涵道后緣連接，厚涵道曲面上設(shè)置有線圈，涵道組件內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子上設(shè)置有磁鐵，若干槳葉安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)壁，厚涵道曲面?zhèn)让孢B接進(jìn)風(fēng)支撐通道，進(jìn)風(fēng)支撐通道內(nèi)腔與厚涵道曲面內(nèi)孔聯(lián)通，設(shè)置在進(jìn)風(fēng)支撐通道內(nèi)的冷卻組件工作時(shí)能將外部空氣吸入冷卻風(fēng)道以進(jìn)行散熱。本發(fā)明利用交變磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)，通過(guò)涵道設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)解決對(duì)線圈繞組的散熱問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：羅建國(guó),晉峰,趙霞軍,田鈞,莫文君,龍飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)特種飛行器研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21