[实用新型]一种跨介质航行器的桨叶变构型

说明书

本实用新型公开了一种跨介质航行器的桨叶变构型，其特征在于，包括：前桨毂，其周向均匀设有多个前桨；后桨毂，其上端通过棘轮机构与所述前桨毂下端旋转连接，所述后桨毂周向设有多个与所述前桨相对应的后桨。螺旋桨桨叶变构型能够使跨介质航行器的螺旋桨推进器同时适应空中和水下的特性要求，有效提高推进效率。同时，本实用新型结合了串列螺旋桨的特点，当小型跨介质航行器的螺旋桨直径受到限制时，串列螺旋桨比同直径、同盘面比的普通螺旋桨提高推进效率3～6％，螺旋桨直径受到限制越严重时则推进效率提高越明显。设计跨介质无人机及其他两栖交通运输工具推进器时均可以运用本实用新型。

技术领域

本实用新型涉及螺旋桨推进器装置技术领域，具体地说是一种跨介质航行器的桨叶变构型。

背景技术

螺旋桨推进器是水上，空中运载工具广泛应用的推进器，目前，船舶、海洋工程结构物、旋翼无人机及其他空、水交通运输工具用的螺旋桨推进器已有多种系列。但是，当涉及到跨介质航行器时，考虑空、水的不同介质特性，一套固定的螺旋桨很难同时保证两环境下的作业性能要求。由于空气和水的密度粘性差别很大，且空中螺旋桨需要较高的转速和较大的空气通量，而水下螺旋桨则需要较高的淌水效率和推进效率，所以空中螺旋桨展弦比远大于水下螺旋桨。因此，研发一种通过变化桨叶位置从而改变空、水环境下螺旋桨桨叶展弦比的桨叶变构型方案，能够有效避免空中大转速下升力不足、水下推进效率低，对提高跨介质航行器工作性能由较强的工程应用意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种有效避免空中大转速下升力不足、水下推进效率低、并且能同时满足空水两栖作业要求的新型跨介质航行器的桨叶变构型。

螺旋桨推进器是水上运载工具、飞机、小型旋翼无人机、跨介质无人机常用的推进器，是靠桨叶在空气或水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置。水下螺旋桨推进器已有多个系列获得广泛应用，比如B系列螺旋桨、 No19A+Ka导管桨、NACA系列螺旋桨等；但无人机螺旋桨还未形成系列化的广泛应用，特别是在跨介质航行器领域，一套螺旋桨显然无法满足两种介质的作业性能要求。跨介质航行器螺旋桨推进器设计的重要问题是如何在保证基本航行要求的前提下进一步提高螺旋桨在两种介质中的推进效率，尤其是考虑到空气和水两种介质的物理性质差别很大，对桨叶构型要求也有较大差异。另外，跨介质航行器由于其自身大小和工作要求对螺旋桨直径也有一定限制。

本实用新型的技术方案是针对现有跨介质航行器螺旋桨推进器的不足，结合串列螺旋桨的特点，构成一个新型桨叶变构型方案。

普通跨介质航行器螺旋桨推进器由一套螺旋桨和与其连接的潜水电机构成。串列螺旋桨是在同一根轴上安装的2个(或多个)螺旋桨，前后桨有一定的桨距。本实用新型的桨叶变构型方案是在空中螺旋桨构型为类串列桨(桨距较一般串列螺旋桨较小)的基础上，在前、后桨毂上设置棘轮机构以实现介质转换时叶错角变化，从而实现空、水介质间的桨叶变构型。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种跨介质航行器的桨叶变构型，包括：

前桨毂，其周向均匀设有多个前桨，在前桨毂下端固连有棘轮；

后桨毂，其上端通过棘轮机构与所述前桨毂下端旋转连接，其设有与棘轮旋转连接的轴和周向设置的且与所述棘轮相配合的棘爪，所述后桨毂周向设有多个与所述前桨相对应的后桨；

后桨毂为主动件，通过驱动棘爪与前桨毂固连的转动副相联；

其中一个所述前桨与其中一个所述后桨构成一组桨叶，每组桨叶中的所述前桨和所述后桨的桨叶角相同；

所述前桨毂和所述后桨毂通过所述棘轮机构相对转动形成水下形态和空中形态；

所述水下形态时，每组桨叶中的所述前桨和所述后桨位于所述桨叶变构型的同一侧。

所述空中形态属类串列桨形式。