[實用新型]一種涵道式飛行器及涵道擴散器

有效

• 申請號: 201822209996.3
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN209617487U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 徐彬;郭宗凱;項昌樂;金健俠;甄鵬飛;劉春桃
• 申請（專利權）人: 酷黑科技（北京）有限公司;北京理工大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64D29/00;B64D29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李寧;李海建

本實用新型公開了一種涵道擴散器，用于設置在涵道內，包括：用于連接在所述涵道內的支撐架；安裝在所述支撐架上，并位于所述涵道的尾噴口處的壁面導流環，所述壁面導流環呈錐臺狀，其小端朝向所述涵道的氣流入口，大端朝向所述尾噴口，并且所述壁面導流環能夠與所述涵道的內壁之間形成邊界層導流間隙。該涵道擴散器可以有效約束涵道內壁上的邊界層移動，推遲邊界層與涵道內壁的分離時間，從而改善涵道內壁上的氣流壓力情況，提升涵道升力。本實用新型還公開了一種具有上述涵道擴散器的涵道式飛行器。

技術領域

本實用新型涉及涵道式飛行器設計生產技術領域，更具體的說涉及一種涵道式飛行器及涵道擴散器。

背景技術

涵道式飛行器是一種比較特殊的飛行器，由于旋翼設置在涵道內，因此其外觀上不具備螺旋槳等動力構件，這使得涵道式飛行器擁有螺旋槳式飛行器所不具備的一些特殊優勢，可應用于諸多特定場所。

常見的涵道內壁都是光滑的筒體，涵道的兩端設置唇口，涵道內的氣體流動不止有軸向流動，還有旋翼旋轉帶來的周向流動，主要的耦合運動形式為高速螺旋狀軸向出流，流動形式極其復雜。

由于空氣是粘性介質，涵道的內壁會形成氣流的邊界層，在靠近涵道尾噴口的位置，邊界層會隨著流動的發展與壁面產生分離，并且邊界層與壁面分離時通常還沒有達到唇口的底端，邊界層與壁面分離后會產生尾部渦流，尾部渦流進而會影響涵道壁面上的壓力分布，形成上升阻力，從而導致涵道風扇系統升力下降。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型公開了一種涵道擴散器，以便能夠通過涵道擴散器來約束涵道內壁上的邊界層，推遲邊界層與涵道內壁的分離，從而改善涵道內壁上的氣流壓力情況，提升涵道升力。

除此之外，本實用新型中還公開了一種具有上述涵道擴散器的涵道式無人機。

為達到上述目的，本實用新型中所公開的涵道擴散器，用于設置在涵道內，包括：

用于連接在所述涵道內的支撐架；

安裝在所述支撐架上，并位于所述涵道的尾噴口處的壁面導流環，所述壁面導流環呈錐臺狀，其小端朝向所述涵道的氣流入口，大端朝向所述尾噴口，并且所述壁面導流環能夠與所述涵道的內壁之間形成邊界層導流間隙。

優選的，還包括安裝在所述支撐架上并套裝于所述壁面導流環的內腔中的主流區導流環，所述主流區導流環呈錐臺狀，且其小端朝向所述涵道的氣流入口，大端朝向所述尾噴口，所述主流區導流環與所述壁面導流環同心布設，與所述壁面導流環最近的所述主流區導流環稱為外層主導流環，所述外層主導流環和所述壁面導流環之間預留有第一氣流擴散間隙。

優選的，所述主流區導流環包括多個，且相鄰兩個所述主流區導流環之間預留有第二氣流擴散間隙。

優選的，所述第一氣流擴散間隙的間隙寬度大于所述邊界層導流間隙的間隙寬度，所述第二氣流擴散間隙的間隙寬度大于所述第一氣流擴散間隙的間隙寬度；與所述涵道的中心最近的所述主流區導流環稱為內層主導流環，所述第二氣流擴散間隙具有多個，且由所述外層主導流環至所述內層主導流環，所述第二氣流擴散間隙的間隙寬度逐漸增大。

優選的，所述壁面導流環的錐度大于所述主流區導流環的錐度，在所述涵道的徑向上，由所述壁面導流環至所述涵道的中心，所述主流區導流環的錐度逐漸減小。

優選的，所述壁面導流環及所述主流區導流環的側壁的母線為朝向所述涵道中心線凸起的曲線。

優選的，在所述涵道的軸向上，所述壁面導流環及所述主流區導流環的側壁的厚度由中間向兩端逐漸減小。

優選的，在所述涵道的軸向上，所述壁面導流環的小端與所述主流區導流環的小端平齊，所述壁面導流環的大端與所述主流區導流環的大端平齊。