[发明专利]一种扇叶可双自由度折叠的对转桨扇推进器

说明书

本发明属于桨扇推进器领域。涉及一种扇叶可双自由度折叠的对转桨扇推进器。采用了本发明的折叠机构后，折叠式扇叶分别紧贴壳体和尾锥，相对于不可折叠式，推进器外阔直径可以减少40％以上，达到收纳空间要求直径以内。折叠式一级扇叶与折叠式二级扇叶分别向前后折叠，各自紧贴壳体与尾锥，避免相互干涉。扇叶可以绕横轴展开，且横轴又能在双扇形滑槽内转动。这样单结构双自由度的配合方式，实现了扇叶的最小折叠。伸缩门使折叠式扇叶单方向打开，并与外端盖配合形成近似完整球形壳体，减少折叠机构在推进器飞行中的流动阻力。同时折叠机构实现桨扇的双自由度旋转，满足了扇叶气流迎角的改变需求，保证了对转桨扇推进器的推进效率。

技术领域

本发明属于桨扇推进器领域。涉及一种扇叶可双自由度折叠的对转桨扇推进器。

背景技术

涡桨发动机具有耗油率低的优点，涡扇发动机具有飞行速度高的优点，桨扇发动机集二者优点于一身，采用对转桨扇推进器可以提高航空飞行器的整体飞行性能。目前主流的对转桨扇推进器常采用不可折叠式扇叶，其典型结构如图1所示，包括壳体、一级转轴、二级转轴、固定式一级扇叶、一级轮毂、固定式二级扇叶、二级轮毂和尾锥，两根转轴分别带动两个轮毂旋转，以此将从发动机(未示出)输出的轴功传递给两级固定式扇叶。固定式扇叶按满足气动性能的安装角固定到推进器轮毂上，旋转产生推力推动飞行器前行。飞行器一般都会在材料强度允许的条件下增加桨扇直径，增大迎风面积，以追求较高的推力与经济性。但航母上的各类飞机、弹舱中的导弹、发射器里的无人机这些飞行器，对其非工作状态下的储存空间有特别的要求，过长的扇叶会导致所需储存空间增大，增加了安装、运输、储存的难度及成本。因此需要将扇叶折叠起来，使飞行器收纳状态下所占空间直径小于需求的收纳空间直径。但扇叶的截面为翼型，该翼型从根部到叶尖逐渐减薄变小，并带有一定角度的扭转，且整体呈后掠的马刀形，所以不能通过简单绕单个轴的旋转完成最小的收纳，即只朝一个方向的弯折不能使其紧贴到壳体和轮毂上。

一部分桨扇推进器采用多个铰链或复杂的电动装置来实现桨扇扇叶的双自由度折叠，即从折叠到打开和绕桨扇自身轴线旋转。但复杂的折叠机构增加了零件的数量，降低了推进器运行时的安全性。同时较多的零件增加了推进器的重量，导致推进器的推重比下降，使得桨扇推进器的安装和运行上受到了较大的限制。故由此引发了桨扇推进器扇叶的双自由度最小折叠问题，本发明提出了一种单结构双自由度旋转扇叶技术，解决上述问题。

发明内容

针对上述的推进器占据空间过大且扇叶难以收纳的问题，发明了一种扇叶可双自由度折叠的对转桨扇推进器。实现了以单结构完成桨扇从折叠状态到展开状态的转动，以及扇叶绕自身轴线的转动和气流迎角的改变。

本发明采用的技术方案：

本发明有个特殊性——一级转子和二级转子具有相似之处，但有些结构不同。所以下列叙述先以一级为例详细描述，二级与一级同理，但与一级不一样的结构会进行单独描述。

一种扇叶可双自由度折叠的对转桨扇推进器，如图2和3所示，包括壳体、一级转轴、二级转轴、一级轮毂、二级轮毂、一级折叠机构、一级可折叠扇叶组件、二级可折叠扇叶组件、二级折叠机构和尾锥，一级折叠机构数量与一级可折叠扇叶组件一致，可取6～10个。二级折叠机构数量与二级可折叠扇叶组件一致，可取5～8个，并且二级可折叠扇叶组件数量需等于或少于一级可折叠扇叶组件。

所述壳体为飞行器的一部分，如图2所示，起连接飞行器与推进器、包裹住桨扇推进器，并使气流光顺的作用。一级转轴和二级转轴为空心轴，在发动机的驱动下分别带动一级轮毂和二级轮毂转动。一级轮毂和二级轮毂连接两级转轴和基座，将发动机输出的轴功传递给一级可折叠扇叶组件和二级可折叠扇叶组件。尾锥作为推进器整流外形的一部分，起到减少阻力的作用。