[發明專利]可變通徑的涵道結構和飛行器

有效

• 申請號: 202210101970.5
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114348242B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 孫中濤;尹碩;高亞東;王華明
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C11/00
• 分類號: B64C11/00;B64D29/02
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 肖念

本發明涉及飛行器涵道結構技術領域，具體而言涉及可變通徑的涵道結構和飛行器，涵道結構包括：外涵道段和內涵道段，所述外涵道段和內涵道段間隔分布并首尾拼接閉合呈環形，并在內側形成涵道；涵道支撐結構，連接到所述外涵道段；其中，所述外涵道段能相對于所述內涵道段滑動，所述涵道支撐結構被設置成能驅動相鄰的所述外涵道段相互靠近或遠離，使所述涵道的通徑增加或減小。本發明的涵道結構為可伸縮型，能改變涵道內的通徑，涵道類旋翼系統具有了可變通徑之后，能夠提供豐富可變的升力、推力性能，從而使飛行器具有更高機動性能，適應更為復雜的飛行工況。

技術領域

本發明涉及飛行器涵道結構技術領域，具體而言涉及可變通徑的涵道結構和飛行器。

背景技術

具有涵道結構的飛行器升力裝置或動力裝置，由于涵道壁對流場的優化，可以獲得更高的升力效率或動力性能，已經在旋翼類飛行器和固定翼類飛行器的螺旋槳動力裝置上有了廣泛的應用。

在工程實踐中，具有大直徑旋翼的旋翼類飛行器可以獲得較大的絕對升力，實現垂直起降、懸停等飛行性能，但是較大的旋翼直徑對飛行器的最大平飛速度產生制約，無法獲得較高的飛行速度。

而螺旋槳類動力裝置為了在較高的巡航速度下獲得最佳動力性能，其槳葉直徑不能太大，因此在低速下的最大拉力有限，使得飛行器難以實現垂直起降等機動飛行動作，必須依賴具有較長滑跑跑道的機場來完成起飛和降落。

而現有技術中僅有通過控制涵道尾部通徑的方案，其無法適應不同大小的槳葉，也不能實現上述效果，因此，亟需一種能適用多種飛行工況的涵道結構。

現有技術文獻：

專利文獻1：CN107031850A-能變幾何形狀涵道風扇及相關方法

發明內容

針對現有技術中涵道結構的缺陷與不足，本發明目的在于，能控制涵道的通徑，以提供豐富可變的升力和推力性能，能適應更為復雜的飛行工況。

本發明第一方面提出一種可變通徑的涵道結構，包括：

外涵道段和內涵道段，所述外涵道段和內涵道段間隔分布并首尾拼接閉合呈環形，并在內側形成涵道；

涵道支撐結構，連接到所述外涵道段；

其中，所述外涵道段能相對于所述內涵道段滑動，所述涵道支撐結構被設置成能驅動相鄰的所述外涵道段相互靠近或遠離，使所述涵道的通徑減小或增加。

優選的，所述涵道支撐結構包括雙層軸以及設置在所述雙層軸外壁的多個伸縮桿，每個所述伸縮桿的第二端連接到對應的所述外涵道段的內壁，所述伸縮桿被設置成具有拉伸位置和壓縮位置，當所述伸縮桿處于拉伸位置時，所述涵道的通徑面積最大，當所述伸縮桿處于壓縮位置時，所述涵道的通徑面積最小。

優選的，所述伸縮桿在伸長位置時的長度為R，所述伸縮桿在壓縮位置時的長度為r，所述外涵道段的內側壁面曲率為r，所述內涵道段的內側壁面曲率為R，所述伸縮桿的長度范圍為R-r，所述涵道的通徑面積范圍為πR²-πr²。

優選的，當所述涵道處于最小面積時，所述外涵道段首尾相接，形成的通道截面為圓形，當所述涵道處于最大面積時，所述外涵道段和內涵道段首尾相接，形成的通道截面形狀包括間隔分布的曲率為R的圓弧和曲率為r的圓弧。

優選的，所述伸縮桿在伸長位置時的長度為R，所述伸縮桿在壓縮位置時的長度為r，所述涵道的最大面積和最小面積的比為2:1，其中R：r為所述外涵道段至少為八個。

優選的，所述外涵道段和內涵道段均為兩端開放的空心結構，所述內涵道段的兩端邊沿設有向外凸出的凸起部，所述外涵道段的兩端邊沿設有向內延伸的遮擋部，使外涵道段在內涵道段外壁滑動時不會脫出。