[发明专利]一种轮缘驱动太极涡扇叶片及应用

说明书

本发明提供一种轮缘驱动太极涡扇叶片，包括：太极叶片，所述太极叶片的一端设有一对朝向相反的大半圆，所述两个大半圆保持相切；另一端设有一对朝向相反的小半圆，每个所述小半圆分别对应一个所述大半圆并与之保持同心；相对应的所述大半圆与所述小半圆连接形成两个叶片扇面；所述两个叶片扇面相连且呈中心对称的S型。本分发明调整现有技术中风扇的倾角和形态，形成太极叶片，优化太极叶片的各个设计参量，从而能够获得吸气流量的最佳值。

技术领域

本发明涉及电力航空发动机推进器、电航发涡扇喷气机技术领域，具体地，涉及一种轮缘驱动太极涡扇叶片及应用。

背景技术

不同于以往轴驱动涡扇叶片(涡扇航空发动机、电力风扇、螺旋桨)，轮缘驱动叶片不是固定在中心轴上、而是内嵌于转动环的内侧边缘。用于潜艇的内旋叶片只适用于水力移动，水力推动与空气风扇动力学不同(比如水比重比空气大的多，转速要低很多)；用于外螺旋桨的桨叶又是与风扇叶片不同(一个是为了大推力、一个是为了大吸气)；轴驱动涡扇(电风扇，商用航空发动机的涡扇)又都是轴驱动，形状已经早有定式。

经检索，公开号为CN202110409166.9的一种航空用的轮缘驱动式涵道推进器，其内置驱动风扇；公开号为CN202111102339.9的轮缘驱动的半浸式推进器，其也是内置驱动风扇。可见轮缘驱动叶片形态设计是一个技术空缺，且现有的轮缘驱动叶片形态未能形成吸气流量的最佳值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轮缘驱动太极涡扇叶片及应用。

根据本发明的一个方面，提供一种轮缘驱动太极涡扇叶片，包括：

太极叶片，所述太极叶片的一端设有一对朝向相反的大半圆，所述两个大半圆保持相切；另一端设有一对朝向相反的小半圆，每个所述小半圆分别对应一个所述大半圆并与之保持同心；相对应的所述大半圆与所述小半圆连接形成两个叶片扇面；所述两个叶片扇面相连且呈中心对称的S型；所述叶片扇面设有所述大半圆的一端称作迎风面，设有所述小半圆的一端称作出气面；所述大半圆和所述小半圆的端点在所述迎风面或者所述出气面的投影位于同一直线上。

优选地，所述太极叶片与所述叶片扇面的大半圆、小半圆的四个端点所在的平面之间的倾角为α；所述倾角α介于10°—45°之间。

优选地，所述倾角α满足关系式：

其中，h为所述太极叶片的高度，D为两个所述大半圆最外侧两端之间的距离，r为所述小半圆两端之间的距离的一半。

优选地，所述大半圆和小半圆均为椭圆；所述椭圆的长径介于0与D/2之间；所述太极叶片的高度h介于D/100到D/2之间。

优选地，所述太极叶片的两侧向外扩出，形成用于嵌入旋转内环的连接件。

优选地，沿着圆心重复所述太极叶片，重复次数不超过7次。

根据本发明的第二个方面，提供一种轮缘驱动太极涡扇叶片的应用，包括三组轮缘驱动太极涡扇叶片，其罗列成一队排布，并保持朝向相同。

优选地，以位于中间层的轮缘驱动太极涡扇叶片为基准，位于上层、下层的轮缘驱动太极涡扇叶片的角度分别沿正、反时针方向转60°。

优选地，三组轮缘驱动太极涡扇叶片间距介于D/100到D之间。

优选地，还包括尾喷管，其一端为进气口，另一端为出气口；所述出气口的面积为所述进气口面积的二十分之一到二分之一之间；

所述尾喷管的直径逐渐减小，向中心处尾缩，形成中心尾喷口；

或,

所述尾喷管包括圆锥形内壁和支撑架，所述圆锥形内壁在尾部用支撑架与外壁相连，尾喷气流沿着圆锥形内壁缩成尾喷环。