[发明专利]推进装置及其可调进口预旋导叶电驱动涵道风扇推进系统

说明书

本发明技术方案公开了推进装置及其可调进口预旋导叶电驱动涵道风扇推进系统，包括涵道外廓；安装于所述涵道外廓中的核心支架；安装于所述核心支架中的推进电机和风扇；所述推进电机中还安装有进口预旋导叶系统，通过所述进口预旋导叶系统实现在所述推进电机转速不变的情况下快速调节所述风扇的加工量，而实现灵活调节推力。本发明通过进口预旋导叶的调节，使推进系统适应从低速到高速的多种不同工况，满足eVTOL不同飞行模式下的推力需求，提高eVTOL巡航速度和巡航效率。同时，通过调节进口预旋导叶偏角，推进系统的推力可以灵活调节，不必等待电机转速改变，从而提高eVTOL垂直起降过程的控制效率，简化控制器设计，提高稳定性。

技术领域

本发明涉及航空推进装置技术领域，尤其是涉及推进装置及其可调进口预旋导叶电驱动涵道风扇推进系统。

背景技术

电动垂直起降飞机(eVTOL)是一种在当代新能源技术革命下产生的新概念飞行器，使用电力垂直悬停、起飞和着陆。eVTOL的出现和发展得益于纯电动力系统技术(电机、电池、电子控制器)的重大进步。大多数eVTOL的设计都采用了可倾转的动力系统，具备向上和向前两种推进模式，从而实现在垂直起飞后，改变推进系统推进方向，以固定翼形式巡航，获取更高的巡航速度和更远的航程。

当前eVTOL所采用的电动推进装置主要有电驱动螺旋桨和电驱动涵道风扇，这类推进装置有两大不足：

仅适用于低速飞行状态，无法在飞行速度较高时产生飞行器所需的推力，限制了马赫数0.5以上的eVTOL的发展；

通过控制电机转速进行推力调节，这种调节方式对于小尺寸的旋翼或涵道风扇具有较高的灵敏性。而在更大的旋翼或涵道风扇推进装置中，由于转子的转动惯量大，转速调节慢，若仍采用控制电机转速的方式进行推力调节，则会造成推力调节滞后，不利于eVTOL的稳定控制，直接影响飞行安全性。因此eVTOL常采用阵列式的小尺寸旋翼或涵道风扇来获取所需的推力，但这会极大的降低悬停效率、提高巡航阻力，这限制了eVTOL的尺寸和重量。

发明内容

本发明提供一种带可调进口预旋导叶的电驱动涵道风扇推进系统，在低速和较高速工况下均能有效产生推力，并且推力可以快速调节，目的是提高eVTOL的巡航速度和稳定性。

为解决上述的技术问题，本发明技术方案提供一种可调进口预旋导叶电驱动涵道风扇推进系统，其中，包括：

涵道外廓；

安装于所述涵道外廓中的核心支架；

安装于所述核心支架中的推进电机和风扇；其中

所述推进电机的前端还安装有进口预旋导叶系统，通过所述进口预旋导叶系统实现在所述推进电机转速不变的情况下快速调节所述风扇的加工量，而实现灵活调节推力。

可选地，所述进口预旋导叶系统包括整流头锥、伺服电机、齿轮盘、导叶和支架；所述伺服电机固定于所述整流头锥中，所述伺服电机的输出轴连接所述齿轮盘，所述支架与所述整流头锥固定且将所述齿轮盘覆盖，所述导叶穿过贯通设于所述整流头锥上的安装孔与所述齿轮盘连接。

可选地，所述齿轮盘为伞齿轮，所述导叶包括叶片、轴体和连接体，所述连接体为伞齿轮，所述导叶通过所述连接体与所述齿轮盘啮合安装，所述伺服电机控制所述齿轮盘转动而对所述导叶进行偏转调节。

可选地，所述推进电机包括定子和转子，所述定子的尾端形成有固定支架结构，前端与所述支架安装；所述转子的前端形成输出轴结构，所述输出轴结构与所述风扇连接。

可选地，所述核心支架包括外机匣、中心筒、支撑臂和出口导叶，所述外机匣内壁与所述中心筒前端通过多个均匀分布的所述出口导叶连接，所述中心筒的后端与所述外机匣内壁通过上下两个所述支撑臂连接，所述外机匣前段呈喇叭状开口，后段呈直筒状，所述定子的尾端固定支架结构固定于所述中心筒中。