本實(shí)用新型涉及航空器領(lǐng)域，更具體地，涉及一種飛行器。

背景技術(shù)：

多旋翼飛行器具有機(jī)動靈活、反應(yīng)速度快、無人駕駛、可精確控制等優(yōu)點(diǎn)，一在眾多鄰域廣泛應(yīng)用，例如執(zhí)行影像拍攝任務(wù)、探測任務(wù)等。

現(xiàn)有技術(shù)的多旋翼飛行多采用開放式螺旋槳，螺旋槳的槳葉在高速圓周運(yùn)動時(shí)，葉尖處速度最高，誘導(dǎo)阻力比較大，且對外界氣流產(chǎn)生沖擊造成噪聲大，導(dǎo)致氣動效率低。

現(xiàn)有技術(shù)中的一種改進(jìn)是采用涵道風(fēng)扇式螺旋槳代替開放式螺旋槳。涵道風(fēng)扇指通過在開放式螺旋槳的外圍設(shè)置涵道的螺旋槳系統(tǒng)，在涵道的保護(hù)下，涵道風(fēng)扇飛行器的安全性更高，氣動噪聲更小。然而，現(xiàn)有技術(shù)飛行器采用的涵道風(fēng)扇包括的涵道外形近似簡單的圓筒狀，僅對螺旋槳提供保護(hù)，而沒有進(jìn)行關(guān)于應(yīng)用在飛行器上的氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)。

期望對飛行器的氣動性能進(jìn)一步優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種飛行器，該飛行器包括多個(gè)涵道風(fēng)扇，并且涵道風(fēng)扇的涵道的截面形狀根據(jù)飛機(jī)機(jī)翼翼型進(jìn)行設(shè)計(jì)，優(yōu)化了氣動性能，飛行器總體穩(wěn)定性更強(qiáng)。

根據(jù)本實(shí)用新型提供一種飛行器，包括：第一涵道風(fēng)扇；以及多個(gè)第二涵道風(fēng)扇，所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇等間隔分布在所述第一涵道風(fēng)扇的周圍，所述第一涵道風(fēng)扇及所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇包括涵道及螺旋槳，所述螺旋槳在所述涵道內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供動力，其中，所述涵道縱向截面的一端為圓弧，另一端成尖角狀。

優(yōu)選地，所述涵道縱向截面的形狀對應(yīng)于飛機(jī)翼型中的雙凸翼型。

優(yōu)選地，所述第一涵道風(fēng)扇和/或所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇還包括螺旋槳支架，所述螺旋槳支架將所述螺旋槳固定在所述涵道內(nèi)，所述螺旋槳的旋轉(zhuǎn)中心在所述涵道的中心軸上。

優(yōu)選地，所述螺旋槳支架的型面為靜葉型面。

優(yōu)選地，所述螺旋槳支架包括從所述涵道中心軸輻射分布并延伸至所述涵道的多個(gè)桿件。

優(yōu)選地，所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇的所述涵道的中心軸與所述第一涵道風(fēng)扇的所述涵道的中心軸平行。

優(yōu)選地，所述飛行器還包括：機(jī)身，所述第一涵道風(fēng)扇位于所述機(jī)身內(nèi)并且貫穿所述機(jī)身相對的兩個(gè)表面，所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇分布在所述機(jī)身邊緣。

優(yōu)選地，所述飛行器還包括：供電裝置、導(dǎo)航裝置以及電控裝置，所述供電裝置、所述導(dǎo)航裝置以及所述電控裝置位于所述機(jī)身內(nèi)。

優(yōu)選地，所述機(jī)身形狀為一對棱臺的組合體，其中所述一對棱臺包括第一正棱臺和第二正棱臺，所述第一正棱臺包括第一底和尺寸大于所述第一底的第二底，所述第二正棱臺包括形狀與所述第二底相同并重合的第三底和尺寸小于所述第三底的第四底，所述第一底與所述第四底相對，分別對應(yīng)于所述機(jī)身的所述兩個(gè)表面。

優(yōu)選地，所述飛行器還包括：涵道支架，所述涵道支架將所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇依次連接形成閉環(huán)。

優(yōu)選地，所述第一涵道風(fēng)扇的尺寸大于所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇的尺寸。

優(yōu)選地，所述多個(gè)第二涵道風(fēng)扇的數(shù)量為六個(gè)。

根據(jù)本實(shí)用新型的飛行器，采用多個(gè)第二涵道風(fēng)扇分布在第一涵道風(fēng)扇周圍的布局方式，使得飛行器的飛行或空中懸停更穩(wěn)定。第一涵道風(fēng)扇及第二涵道風(fēng)扇包括的涵道的縱向截面的一端圓滑，另一端成尖角狀，該截面的形狀優(yōu)選根據(jù)飛機(jī)機(jī)翼的翼型進(jìn)行設(shè)計(jì)，涵道相當(dāng)于一種截面對應(yīng)翼型的旋轉(zhuǎn)體，降低了飛行器因引入涵道風(fēng)扇出現(xiàn)的形體阻力，優(yōu)化了其氣動性能。多個(gè)第二涵道風(fēng)扇等間隔分布在所述第一涵道風(fēng)扇的周圍，既能提高飛行器的驅(qū)動力，也能使飛行器的飛行及懸停更平穩(wěn)。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，螺旋槳支架的型面為靜葉型面，進(jìn)一步優(yōu)化了涵道風(fēng)扇及飛行器的氣動性能。

附圖說明

通過以下參照附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的飛行器的立體圖。

圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的飛行器的俯視圖。

圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的飛行器的前視圖。

圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例中機(jī)身的前視圖。

圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例中涵道風(fēng)扇的立體圖。

圖6示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例中涵道風(fēng)扇的俯視圖。

圖7示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例中涵道風(fēng)扇的前視圖。

圖8示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例中涵道風(fēng)扇的涵道的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型。為了清楚起見，附圖中的各個(gè)部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本實(shí)用新型的許多特定的細(xì)節(jié)，但正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。

應(yīng)當(dāng)理解，在描述部件的結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)將一層、一個(gè)區(qū)域稱為位于另一層、另一個(gè)區(qū)域“上面”或“上方”時(shí)，可以指直接位于另一層、另一個(gè)區(qū)域上面，或者在其與另一層、另一個(gè)區(qū)域之間還包含其它的層或區(qū)域。并且，如果將部件翻轉(zhuǎn)，該一層、一個(gè)區(qū)域?qū)⑽挥诹硪粚?、另一個(gè)區(qū)域“下面”或“下方”。

圖1至圖3分別示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的飛行器的立體圖、俯視圖以及前視圖。該飛行器包括第一涵道風(fēng)扇110以及多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120，多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120分布在第一涵道風(fēng)扇110的周圍，第一涵道風(fēng)扇110及多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120包括涵道及螺旋槳，螺旋槳在涵道內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供動力，其中，涵道縱向截面的一端為圓弧，另一端成尖角狀。即涵道縱向截面為一個(gè)水滴形。

如圖2，本實(shí)施例中，多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120的數(shù)量為六個(gè)，上述六個(gè)第二涵道風(fēng)扇120呈中心對稱分布在第一涵道風(fēng)扇110的周圍，形成一個(gè)正六邊形的排布方式，第一涵道風(fēng)扇110位于該正六邊形的中心位置上。第一涵道風(fēng)扇110的尺寸大于多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120的尺寸，并且各個(gè)第二涵道風(fēng)扇120的尺寸相同，使得飛行器形成一種大尺寸涵道風(fēng)扇居中、多個(gè)小尺寸涵道風(fēng)扇均布周圍的排布方式，使得飛行器的飛行或空中系留更穩(wěn)定。可以理解的是，多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120的數(shù)量不限于本實(shí)施例中的六個(gè)，例如也可以是四個(gè)、八個(gè)等其他數(shù)量，相應(yīng)地其在第一涵道風(fēng)扇110周圍的排布方式也不限于本實(shí)施例中的方式，另外，第一涵道風(fēng)扇110的尺寸可以大于第二涵道風(fēng)扇120的尺寸，也可以小于或等于。多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120等間隔分布在第一涵道風(fēng)扇120的周圍，既能提高飛行器的驅(qū)動力，也能使飛行器的飛行及懸停更平穩(wěn)。

優(yōu)選地，如圖3，以虛線示出第一涵道風(fēng)扇110和多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120包括的涵道的中心軸，其中，多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120的涵道的中心軸與第一涵道風(fēng)扇110的涵道的中心軸平行。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的飛行器還可以包括涵道支架140，該涵道支架140將多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120依次連接形成閉環(huán)，使得飛行器結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

根據(jù)本實(shí)用新型的飛行器，進(jìn)一步還可以包括機(jī)身130，其中第一涵道風(fēng)扇110位于機(jī)身130內(nèi)并且貫穿機(jī)身130相對的兩個(gè)表面，多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120等間隔分布在機(jī)身130邊緣。

機(jī)身130可以是與第一涵道風(fēng)扇110相適應(yīng)的各種形狀，以具有好的氣動性能的外形為優(yōu)。請同時(shí)參照圖1至3和圖4，圖4示出本實(shí)施例中機(jī)身130的前視圖。機(jī)身130包括相對的第一表面131和第二表面132，第一涵道風(fēng)扇110貫穿第一表面131和第二表面132。本實(shí)施例中機(jī)身130形狀為一對棱臺的組合體，其中所述一對棱臺包括第一正棱臺和第二正棱臺，第一正棱臺和第二正棱臺均包括12條側(cè)棱，第一正棱臺包括第一底和尺寸大于該第一底的第二底，第二正棱臺包括形狀與所述第二底相同并重合的第三底和尺寸小于該第三底的第四底，第一底與第四底相對設(shè)置，分別對應(yīng)于所述機(jī)身130的第一表面131和第二表面132。

飛行器還可以包括供電裝置、導(dǎo)航裝置以及電控裝置等航空設(shè)備，并且上述航空設(shè)備可置于所述機(jī)身130內(nèi)。本實(shí)用新型提供的飛行器可作為系留無人機(jī)使用。

第一涵道風(fēng)扇110、多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120可以采用相同形狀的涵道風(fēng)扇，而尺寸可以不同。以下將通過以第二涵道風(fēng)扇120為例對本實(shí)用新型飛行器的涵道風(fēng)扇進(jìn)行說明，第一涵道風(fēng)扇110的構(gòu)造可以與第二涵道風(fēng)扇120相同，因此不再詳述。

圖5至圖7示出根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例中第二涵道風(fēng)扇120的立體圖、俯視圖以及前視圖。第二涵道風(fēng)扇120包括涵道121及螺旋槳122，螺旋槳122在涵道121內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供動力。另外，第二涵道風(fēng)扇120還包括螺旋槳支架123，螺旋槳支架123將所述螺旋槳122固定在涵道121內(nèi)，并且螺旋槳122的旋轉(zhuǎn)中心在涵道121的中心軸上。本實(shí)施例中，螺旋槳支架123包括從涵道121中心軸輻射分布并延伸至涵道121內(nèi)壁的多個(gè)桿件，例如是六個(gè)桿件，已提供穩(wěn)定的支撐。為是飛行器具有更好的氣動性能，可以設(shè)置螺旋槳支架123的型面為靜葉型面。需要說明的是，在葉輪機(jī)械中，葉片通?？煞譃橄鄬潭ǖ撵o葉和相對轉(zhuǎn)動的動葉，本實(shí)施例的螺旋槳支架123的型面對應(yīng)于靜葉型面，從而達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化涵道風(fēng)扇及飛行器氣動性能的目的。

涵道121的縱向截面的一端圓滑，另一端成尖角狀，涵道121可以看作是上述縱向截面繞一縱向軸旋轉(zhuǎn)得到的旋轉(zhuǎn)體。優(yōu)選地，涵道121的縱向截面的形狀可以根據(jù)飛機(jī)翼型進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖8示出第二涵道風(fēng)扇120的涵道121的立體圖，圖中為顯示涵道121截面形狀，將涵道121截取一半示出，涵道121可以根據(jù)陰影部分所示截面繞虛線示出的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周得到。本實(shí)施例中，涵道121的縱向截面的形狀對應(yīng)于飛機(jī)翼型中的雙凸翼型，當(dāng)然可以理解的是，涵道121的截面形狀也可以對應(yīng)飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)中的其他翼型，例如是平凸翼型、凹凸翼型等其他翼型。涵道121截面對應(yīng)翼型的選型以及第二涵道風(fēng)扇120的設(shè)計(jì)需要以飛行器的實(shí)際需求為依據(jù)。在此示例一種第二涵道風(fēng)扇120設(shè)計(jì)的方法：首先根據(jù)飛行器動力需求、涵道風(fēng)扇的數(shù)量確定涵道121的尺寸，如涵道121的內(nèi)徑、涵道121的高度等范圍；接著按照飛行器飛行速度等性能的要求，根據(jù)飛行時(shí)例與力矩平衡關(guān)系，確定涵道風(fēng)扇動力裝置距離機(jī)身130自身回轉(zhuǎn)軸的位置；最后，選用高升力翼型，例如NACA4418翼型，對涵道121的截面進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)確定合適的螺旋槳122參數(shù)以及涵道121的具體參數(shù)，例如最佳涵道高度h_optimal、涵道唇口半徑r_LE、涵道錐角β、涵道最大壁厚b、涵道出口直徑D_outlet、槳盤位置h_P、槳盤葉尖間隙Δ_tip等。需要說明的是，對于本實(shí)用新型實(shí)施例中第一涵道風(fēng)扇110的設(shè)計(jì)，在上述設(shè)計(jì)過程后，還可以包括：將涵道型面與機(jī)身130的型面進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，使得飛行器整體性更強(qiáng)，穩(wěn)定性更好。以上為對本實(shí)用新型中截面對應(yīng)翼型的涵道的設(shè)計(jì)方法的一種示例，此涵道風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方法可以不限于上述方法。

根據(jù)本實(shí)用新型的飛行器，采用多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120分布在第一涵道風(fēng)扇110周圍的布局方式，使得飛行器的飛行或空中系留更穩(wěn)定。第一涵道風(fēng)扇110及第二涵道風(fēng)扇120包括的涵道的縱向截面的一端圓滑，另一端成尖角狀，形成近似水滴形的截面；優(yōu)選將該截面對應(yīng)于飛機(jī)機(jī)翼的翼型進(jìn)行設(shè)計(jì)，涵道相當(dāng)于一種截面對應(yīng)翼型的旋轉(zhuǎn)體，降低了飛行器因引入涵道風(fēng)扇出現(xiàn)的形體阻力，優(yōu)化了其氣動性能。多個(gè)第二涵道風(fēng)扇120等間隔分布在第一涵道風(fēng)扇120的周圍，既能提高飛行器的驅(qū)動力，也能使飛行器的飛行及懸停更平穩(wěn)。

應(yīng)當(dāng)說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

依照本實(shí)用新型的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本實(shí)用新型以及在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上的修改使用。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。