[發明專利]推進裝置及其可調進口預旋導葉電驅動涵道風扇推進系統

在審

• 申請號: 202111101180.9
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113682462A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 陳方;田沛東;茍華興
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B64C11/00
• 分類號: B64C11/00;B64C29/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發明技術方案公開了推進裝置及其可調進口預旋導葉電驅動涵道風扇推進系統，包括涵道外廓；安裝于所述涵道外廓中的核心支架；安裝于所述核心支架中的推進電機和風扇；所述推進電機中還安裝有進口預旋導葉系統，通過所述進口預旋導葉系統實現在所述推進電機轉速不變的情況下快速調節所述風扇的加工量，而實現靈活調節推力。本發明通過進口預旋導葉的調節，使推進系統適應從低速到高速的多種不同工況，滿足eVTOL不同飛行模式下的推力需求，提高eVTOL巡航速度和巡航效率。同時，通過調節進口預旋導葉偏角，推進系統的推力可以靈活調節，不必等待電機轉速改變，從而提高eVTOL垂直起降過程的控制效率，簡化控制器設計，提高穩定性。

技術領域

本發明涉及航空推進裝置技術領域，尤其是涉及推進裝置及其可調進口預旋導葉電驅動涵道風扇推進系統。

背景技術

電動垂直起降飛機(eVTOL)是一種在當代新能源技術革命下產生的新概念飛行器，使用電力垂直懸停、起飛和著陸。eVTOL的出現和發展得益于純電動力系統技術(電機、電池、電子控制器)的重大進步。大多數eVTOL的設計都采用了可傾轉的動力系統，具備向上和向前兩種推進模式，從而實現在垂直起飛后，改變推進系統推進方向，以固定翼形式巡航，獲取更高的巡航速度和更遠的航程。

當前eVTOL所采用的電動推進裝置主要有電驅動螺旋槳和電驅動涵道風扇，這類推進裝置有兩大不足：

僅適用于低速飛行狀態，無法在飛行速度較高時產生飛行器所需的推力，限制了馬赫數0.5以上的eVTOL的發展；

通過控制電機轉速進行推力調節，這種調節方式對于小尺寸的旋翼或涵道風扇具有較高的靈敏性。而在更大的旋翼或涵道風扇推進裝置中，由于轉子的轉動慣量大，轉速調節慢，若仍采用控制電機轉速的方式進行推力調節，則會造成推力調節滯后，不利于eVTOL的穩定控制，直接影響飛行安全性。因此eVTOL常采用陣列式的小尺寸旋翼或涵道風扇來獲取所需的推力，但這會極大的降低懸停效率、提高巡航阻力，這限制了eVTOL的尺寸和重量。

發明內容

本發明提供一種帶可調進口預旋導葉的電驅動涵道風扇推進系統，在低速和較高速工況下均能有效產生推力，并且推力可以快速調節，目的是提高eVTOL的巡航速度和穩定性。

為解決上述的技術問題，本發明技術方案提供一種可調進口預旋導葉電驅動涵道風扇推進系統，其中，包括：

涵道外廓；

安裝于所述涵道外廓中的核心支架；

安裝于所述核心支架中的推進電機和風扇；其中

所述推進電機的前端還安裝有進口預旋導葉系統，通過所述進口預旋導葉系統實現在所述推進電機轉速不變的情況下快速調節所述風扇的加工量，而實現靈活調節推力。

可選地，所述進口預旋導葉系統包括整流頭錐、伺服電機、齒輪盤、導葉和支架；所述伺服電機固定于所述整流頭錐中，所述伺服電機的輸出軸連接所述齒輪盤，所述支架與所述整流頭錐固定且將所述齒輪盤覆蓋，所述導葉穿過貫通設于所述整流頭錐上的安裝孔與所述齒輪盤連接。

可選地，所述齒輪盤為傘齒輪，所述導葉包括葉片、軸體和連接體，所述連接體為傘齒輪，所述導葉通過所述連接體與所述齒輪盤嚙合安裝，所述伺服電機控制所述齒輪盤轉動而對所述導葉進行偏轉調節。

可選地，所述推進電機包括定子和轉子，所述定子的尾端形成有固定支架結構，前端與所述支架安裝；所述轉子的前端形成輸出軸結構，所述輸出軸結構與所述風扇連接。

可選地，所述核心支架包括外機匣、中心筒、支撐臂和出口導葉，所述外機匣內壁與所述中心筒前端通過多個均勻分布的所述出口導葉連接，所述中心筒的后端與所述外機匣內壁通過上下兩個所述支撐臂連接，所述外機匣前段呈喇叭狀開口，后段呈直筒狀，所述定子的尾端固定支架結構固定于所述中心筒中。