[發(fā)明專利]邊緣驅(qū)動型風(fēng)扇、雙狀態(tài)轉(zhuǎn)換機構(gòu)及機翼、垂直起降飛機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910493237.0
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110395388B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鎮(zhèn)輝
• 申請（專利權(quán)）人: 王鎮(zhèn)輝
• 主分類號: B64C29/00
• 分類號: B64C29/00;B64C11/20
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發(fā)明公開了一種邊緣驅(qū)動型風(fēng)扇、雙狀態(tài)轉(zhuǎn)換機構(gòu)及機翼、垂直起降飛機，涉及航空領(lǐng)域。本發(fā)明包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動組件和多個葉片，所述驅(qū)動組件環(huán)繞設(shè)置，所述驅(qū)動組件連接于多個所述葉片的邊緣，用于帶動多個所述葉片沿所述驅(qū)動組件的環(huán)繞方向運動；所述殼體內(nèi)還設(shè)有用于驅(qū)動所述驅(qū)動組件沿其環(huán)繞方向運動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。本發(fā)明減小了風(fēng)扇的總厚度，減小了風(fēng)扇的總體積，增加了風(fēng)扇整體裝入機翼成為可能，適應(yīng)了翼內(nèi)升力風(fēng)扇的根本需求。同時本發(fā)明提出了一種新形式的風(fēng)扇葉片運動方式，即直線位移方式，彌補了傳統(tǒng)風(fēng)扇葉片圓周運動在同樣轉(zhuǎn)速下葉片上距離圓心越近的點轉(zhuǎn)速越慢的固有缺陷，大大提升風(fēng)扇產(chǎn)生的升力大小和推進效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空領(lǐng)域，尤指邊緣驅(qū)動型風(fēng)扇、雙狀態(tài)轉(zhuǎn)換機構(gòu)及機翼、垂直起降飛機。

背景技術(shù)

垂直起降固定翼飛機是一種不依賴機場跑道、起降地點自由的、水平巡航速度快、能耗卻比直升飛機相對低得多的、用途廣泛的飛機、但實現(xiàn)難度很大。

目前主要有兩大類，一大類是依賴在水平方向和垂直方向可切換的發(fā)動機來實現(xiàn)垂直起降功能，比如美國的F35B垂直起降戰(zhàn)斗機、V22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機；另一大類是水平方向和垂直方向發(fā)動機相對獨立的固定翼飛機。

第一大類實現(xiàn)方式具有發(fā)動機技術(shù)難度大，狀態(tài)切換時氣動特性復(fù)雜、整體可靠性較差、噪聲大、能耗高、不適合民用等缺點。本發(fā)明方案選擇的是第二大類技術(shù)路線，其實現(xiàn)方式為翼內(nèi)升力風(fēng)扇實現(xiàn)水平方向垂直起降功能，相對獨立的水平巡航發(fā)動機實現(xiàn)水平巡航功能。該技術(shù)路線具備可靠性高、安全性好、可控制性好、水平巡航速度快、狀態(tài)切換安全容易、大小可裁剪、與現(xiàn)有飛機兼容性強、噪聲低、適合民用場景等一系列顯著優(yōu)勢。

而該技術(shù)路線需要通過在機翼內(nèi)植入升力發(fā)動機、通常為升力風(fēng)扇來實現(xiàn)飛機的垂直起降、水平巡航和姿態(tài)控制等一系列動作，但目前幾乎全部的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)都是軸心驅(qū)動方式，驅(qū)動機構(gòu)集中在軸心附近，繼而導(dǎo)致風(fēng)扇的軸心位置厚度過大、體積較大，繼而造成無法裝入機翼的難題，無法適應(yīng)翼內(nèi)升力風(fēng)扇的根本需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種邊緣驅(qū)動型風(fēng)扇、雙狀態(tài)轉(zhuǎn)換機構(gòu)及機翼、垂直起降飛機，減小了風(fēng)扇的總厚度，減小了風(fēng)扇的總體積，增加了風(fēng)扇整體裝入機翼成為可能，適應(yīng)了翼內(nèi)升力風(fēng)扇的根本需求。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種邊緣驅(qū)動型風(fēng)扇，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動組件和多個葉片，所述驅(qū)動組件環(huán)繞設(shè)置，所述驅(qū)動組件連接于多個所述葉片的邊緣，用于帶動多個所述葉片沿所述驅(qū)動組件的環(huán)繞方向運動；所述殼體內(nèi)還設(shè)有用于驅(qū)動所述驅(qū)動組件沿其環(huán)繞方向運動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

本技術(shù)方案中，連接在環(huán)繞于進氣區(qū)域邊緣設(shè)置的驅(qū)動組件上的葉片，能夠跟隨驅(qū)動組件沿其環(huán)繞方向進行運動，驅(qū)動結(jié)構(gòu)處于葉片邊緣區(qū)域，減小了風(fēng)扇的總厚度，減小了風(fēng)扇的總體積，增加了風(fēng)扇整體裝入機翼成為可能，適應(yīng)了翼內(nèi)升力風(fēng)扇的根本需求。

進一步，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述驅(qū)動組件上的多個轉(zhuǎn)子，以及設(shè)置于所述殼體上的多個定子，所述定子與所述轉(zhuǎn)子的位置相對應(yīng)；所述轉(zhuǎn)子為感應(yīng)線圈或永磁體；所述定子上環(huán)繞有通電線圈，所述通電線圈用于通入交變的電流以帶動所述轉(zhuǎn)子沿所述驅(qū)動組件的環(huán)繞方向運動。

本技術(shù)方案中，通過驅(qū)動結(jié)構(gòu)的具體設(shè)置，無需通過中部的連接軸帶動驅(qū)動組件沿其環(huán)繞方向進行運動，進一步減小了風(fēng)扇的總厚度、總體積，同時大大增加了旋轉(zhuǎn)扭矩、使得驅(qū)動效率大大提升。

進一步，所述驅(qū)動組件為截面為圓環(huán)形的擋板，所述驅(qū)動組件沿其軸線方向轉(zhuǎn)動連接于所述殼體；多個所述葉片的一端連接于所述驅(qū)動組件，所述葉片的另一端向靠近所述驅(qū)動組件軸線的一端延伸；所述葉片與垂直于所述驅(qū)動組件軸線形成的平面之間設(shè)有夾角。

本技術(shù)方案中，通過葉片連接位置以及狀態(tài)的限定，實現(xiàn)了風(fēng)扇運動產(chǎn)生升力的效果。

進一步，所述葉片的傾斜角度可調(diào)。