[發(fā)明專利]復(fù)合轉(zhuǎn)子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110461593.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN102616376A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·賽費(fèi)特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊德斯德國(guó)股份有限公司
• 主分類號(hào): B64C39/00
• 分類號(hào): B64C39/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊國(guó)治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于飛行器(Lufttahrzeug)的復(fù)合轉(zhuǎn)子(Hybridrotor)、一種帶有復(fù)合轉(zhuǎn)子的飛行器、復(fù)合轉(zhuǎn)子在飛行器中的一種應(yīng)用以及一種用于使飛行器飛行的方法。

背景技術(shù)

復(fù)合轉(zhuǎn)子(也稱為混合式轉(zhuǎn)子)表示由兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)子類型或轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的組合。在飛行器(例如飛機(jī))中這樣使用復(fù)合轉(zhuǎn)子，即，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子類型或轉(zhuǎn)子系統(tǒng)得到不同的任務(wù)。例如，從文件DE?10?2007009951?B3中已知一種飛行設(shè)備在其中旋轉(zhuǎn)的柱體(Zylinder)提供上升力(Auftrieb)，而擺線推進(jìn)器(Zykloidalpropeller)負(fù)責(zé)可操縱性和推力(Vortrieb)。旋轉(zhuǎn)的柱體也已知為弗萊脫納轉(zhuǎn)子(Flettnerrotor)，在該轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)動(dòng)的柱體被置于繞流中，由此產(chǎn)生橫向于繞流方向指向的力。該所產(chǎn)生的力基于馬格納斯效應(yīng)并且因此也被稱為馬格納斯力。然而顯示出，擺線推進(jìn)器的推進(jìn)器元件的操控在技術(shù)上是高成本的。

發(fā)明內(nèi)容

因此存在提供一種復(fù)合轉(zhuǎn)子供使用的需求，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單并由此還很輕并可成本有利地制造。

這通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求之一的復(fù)合轉(zhuǎn)子、飛行器、復(fù)合轉(zhuǎn)子在飛行器中的應(yīng)用以及方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中示出示例性的實(shí)施形式。

根據(jù)本發(fā)明的示例性的實(shí)施形式設(shè)置有用于飛行器的復(fù)合轉(zhuǎn)子，其具有馬格納斯轉(zhuǎn)子、橫流轉(zhuǎn)子和導(dǎo)向裝置。馬格納斯轉(zhuǎn)子可通過第一驅(qū)動(dòng)裝置以繞馬格納斯轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)并且具有封閉的側(cè)面(Mantelflaeche)。橫流轉(zhuǎn)子以繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)保持并且具有軸向地伸延的轉(zhuǎn)子葉的群(Vielzahl)，其可通過第二驅(qū)動(dòng)裝置以繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)并且其關(guān)于相切的角位置固定地構(gòu)造。馬格納斯轉(zhuǎn)子布置在橫流轉(zhuǎn)子之內(nèi)，并且馬格納斯轉(zhuǎn)子軸線在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上伸延。導(dǎo)向裝置具有罩殼區(qū)段，其在周向上部分地圍繞橫流轉(zhuǎn)子，其中，罩殼區(qū)段具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)并且至少關(guān)于馬格納斯轉(zhuǎn)子軸線構(gòu)造成可擺動(dòng)的。罩殼區(qū)段可這樣取向使得橫流轉(zhuǎn)子產(chǎn)生推進(jìn)力(Vortriebskraft)并且在馬格納斯轉(zhuǎn)子處這樣引起橫向繞流使得產(chǎn)生根據(jù)馬格納斯效應(yīng)的力，其作為升力(Auftriebskraft)起作用。

由此可能的是，通過復(fù)合轉(zhuǎn)子產(chǎn)生兩個(gè)對(duì)于飛行器所必需的力，即，推進(jìn)力和升力。在此，橫流轉(zhuǎn)子由于其固定的轉(zhuǎn)子葉(其在橫流轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)期間其不改變其相切的角位置，其即以相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心始終相同的取向圍繞轉(zhuǎn)子在圓形軌道上運(yùn)動(dòng))盡可能簡(jiǎn)單地來(lái)設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)，橫流轉(zhuǎn)子可簡(jiǎn)單地來(lái)設(shè)計(jì)并且為轉(zhuǎn)子的重量最小化做出貢獻(xiàn)。除了產(chǎn)生推進(jìn)力的功能之外，橫流轉(zhuǎn)子與導(dǎo)向裝置相組合還獲得第二功能，即，在馬格納斯轉(zhuǎn)子處引起橫向繞流，以便可以這樣說(shuō)作為帶有旋轉(zhuǎn)的馬格納斯轉(zhuǎn)子的推力發(fā)生器(Schuberzeuger)提供盡可能大的升力供使用。由此，通過導(dǎo)向裝置的罩殼區(qū)段的可調(diào)節(jié)性提供一種復(fù)合轉(zhuǎn)子供使用，其產(chǎn)生可調(diào)整的升力和推進(jìn)力并且因此適合于飛行器。

與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可垂直起飛的飛機(jī)(例如所謂的擺動(dòng)轉(zhuǎn)子構(gòu)造(Schwenkrotorkonfiguration)，例如V22-魚鷹)相比，根據(jù)本發(fā)明的飛行器提供更簡(jiǎn)單的機(jī)械的解決方案和更高的飛行安全性，尤其在巡航(Reiseflug)與起飛或降落之間的過渡階段中。

根據(jù)本發(fā)明，馬格納斯轉(zhuǎn)子為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的空心體，其通過馬格納斯效應(yīng)引起空氣流動(dòng)的偏轉(zhuǎn)。

根據(jù)本發(fā)明，橫流轉(zhuǎn)子引起循環(huán)流動(dòng)。它為旋轉(zhuǎn)的空氣流動(dòng)，其同時(shí)與線性的空氣流動(dòng)疊加，線性的空氣流動(dòng)同樣由橫流轉(zhuǎn)子引起或者也通過在飛行過程期間飛行器在空氣中的運(yùn)動(dòng)引起。

旋轉(zhuǎn)的空氣流動(dòng)和線性的空氣流動(dòng)形成組合流動(dòng)，其在置于組合流動(dòng)中的幾何體處產(chǎn)生馬格納斯效應(yīng)。該體因此也稱為馬格納斯體或馬格納斯轉(zhuǎn)子。

在組合流動(dòng)中，附加地也可由此產(chǎn)生或支持旋轉(zhuǎn)的空氣流動(dòng)，即，以旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動(dòng)馬格納斯轉(zhuǎn)子。馬格納斯體或馬格納斯轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)可導(dǎo)致馬格納斯效應(yīng)的更強(qiáng)的體現(xiàn)。

對(duì)于馬格納斯效應(yīng)決定性的是，在馬格納斯轉(zhuǎn)子的表面與帶有所提及的橫向環(huán)流或橫向繞流和循環(huán)流動(dòng)的組合流動(dòng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

應(yīng)明確指出的是，例如固定的馬格納斯轉(zhuǎn)子或馬格納斯體、例如固定的柱體由于旋轉(zhuǎn)的橫流轉(zhuǎn)子和組合流動(dòng)已經(jīng)可引起馬格納斯效應(yīng)。

例如，馬格納斯轉(zhuǎn)子構(gòu)造有在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上保持相同的圓形的橫截面(直徑)，即馬格納斯轉(zhuǎn)子在幾何的意義上為柱體或柱形體。

例如，馬格納斯轉(zhuǎn)子構(gòu)造有在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上均勻變化的(圓形的)直徑，也就是說(shuō)，例如平截圓錐體(Kegelstumpf)。