一種輕質(zhì)高效低噪聲涵道式兩級電動風(fēng)扇推進(jìn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動渦輪推進(jìn)器，尤其涉及一種可以應(yīng)用在固定翼有人飛機(jī)或無人機(jī)的推進(jìn)裝置，屬于航空推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]小型固定翼飛機(jī)在航空運(yùn)動、農(nóng)林服務(wù)、工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)、空中游覽、公安巡邏等領(lǐng)域有著廣泛的用途。目前，全世界已有數(shù)十萬架此類飛機(jī)，形成了一個規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)。同樣，無人機(jī)在軍事和民用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如空中偵查、空中預(yù)警、空中打擊等領(lǐng)域。因此，各航空大國均投入了大量的資源。對于上述固定翼有人飛機(jī)或者無人機(jī)而言，一般要求其具有較遠(yuǎn)的航程，即較高的推進(jìn)效率。較小的噪音以及較低的制造和維護(hù)成本。除此，隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，目前各個國家也逐漸重視飛機(jī)的環(huán)保性能。
[0003]航空發(fā)動機(jī)是為飛機(jī)飛行提供所需動力的裝置。對于傳統(tǒng)的飛機(jī)推進(jìn)裝置而言，其動力主要來源于傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)，即渦輪發(fā)動機(jī)及活塞式發(fā)動機(jī)。由于這類發(fā)動機(jī)需要消耗化石燃料，因此存在推進(jìn)效率相對較低的問題。同時，還面臨推進(jìn)器產(chǎn)生噪聲較大，整體重量較大，制造和維護(hù)成本較高，在運(yùn)行過程中有廢氣產(chǎn)生等方面的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述發(fā)動機(jī)的不足，提出了一種輕質(zhì)高效低噪聲涵道式兩級電動風(fēng)扇推進(jìn)器，其目的是用電動機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動機(jī)，即渦流發(fā)動機(jī)和活塞發(fā)動機(jī)，并采用蜂窩夾層以及碳纖維復(fù)合材料以解決推進(jìn)效率低、運(yùn)行噪聲大、質(zhì)量笨重且制造和維護(hù)成本高的問題。
[0005]本發(fā)明提供的一種輕質(zhì)高效低噪聲涵道式兩級電動風(fēng)扇推進(jìn)器，所述推進(jìn)器的外側(cè)為短艙，提供空氣流經(jīng)的通道；在短艙的內(nèi)部，從氣流入口到氣流出口方向依次為頭罩、頭罩支撐片、一級風(fēng)扇、一級導(dǎo)流片、二級風(fēng)扇、二級導(dǎo)流片和尾罩；所述頭罩為一空腔半球殼結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部周向均勻設(shè)置有頭罩輪輻和頭罩軸承座，所述頭罩輪輻一端固定在頭罩內(nèi)側(cè)壁，另一端固定在所述頭罩軸承座上，所述軸承座用于支撐電機(jī)軸；該頭罩的外表面與頭罩支撐片的一端相固連，頭罩支撐片另一端固定在短艙上，實(shí)現(xiàn)頭罩的固定；在頭罩的右偵牝即下游，為一級風(fēng)扇，所述一級風(fēng)扇的內(nèi)部設(shè)置風(fēng)扇輪輻，所述風(fēng)扇輪輻的兩端分別固定連接圓環(huán)形內(nèi)壁和風(fēng)扇軸孔，所述的風(fēng)扇軸孔用于與電機(jī)軸相配合裝配；在直流無刷電機(jī)的左右各安裝一個電機(jī)軸，電機(jī)軸與直流無刷電機(jī)的輸出軸同步轉(zhuǎn)動；在一級風(fēng)扇的下游安裝一級導(dǎo)流片，該一級導(dǎo)流片的一端固定在短艙上，不能旋轉(zhuǎn)；一級導(dǎo)流片的另一端與電機(jī)座相固連，所述一級導(dǎo)流片沿電機(jī)座的周向均勻布置，電機(jī)座用以支撐直流無刷電機(jī)；在一級導(dǎo)流片的下游為二級風(fēng)扇，其結(jié)構(gòu)與一級風(fēng)扇相同；二級風(fēng)扇固定在直流無刷電機(jī)的另一側(cè)即下游的電機(jī)軸上，在直流無刷電機(jī)的驅(qū)動下對氣流進(jìn)行第二次加壓；在二級風(fēng)扇的下游為二級導(dǎo)流片，該二級導(dǎo)流片一端固定在短艙上，另一端與尾罩相固連；尾罩的上游一側(cè)有尾罩輪輻和尾罩軸承座，其功用是通過尾罩軸承座支撐直流無刷電機(jī)下游的電機(jī)軸；尾罩的另一側(cè)為尾罩通氣孔。
[0006]本發(fā)明有益效果在于:
[0007](1)由于采用兩級風(fēng)扇，使得推進(jìn)器產(chǎn)生的推力更大，推進(jìn)器的體積更?。?br>[0008](2)由于用電動機(jī)替代傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)，提高了發(fā)動機(jī)的推進(jìn)效率，降低了運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲，減小了推進(jìn)器的重量，降低了制造和維護(hù)成本，減小了有害氣體的排放；
[0009](3)由于采用了蜂窩夾層這一降噪手段，進(jìn)一步降低了推進(jìn)器的噪聲；
[0010](4)碳纖維復(fù)合材料的大量采用減小了推進(jìn)器的重量，提高了推進(jìn)器的推重比。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明提供的推進(jìn)器的工作示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明提供的推進(jìn)器的剖視圖；
[0013]圖3是本發(fā)明提供的推進(jìn)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是本發(fā)明中頭罩結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5是本發(fā)明中風(fēng)扇結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6是本發(fā)明中直流無刷電動機(jī)安裝示意圖；
[0017]圖7是尾罩示意圖A ;
[0018]圖8是尾罩不意圖B ；
[0019]圖9是消音襯墊示意圖。
[0020]圖中:
[0021 ]1、短艙；2、消首襯塾；3、頭卓；4、頭卓支撐片；
[0022]5、一級風(fēng)扇；6、一級導(dǎo)流片； 7、二級風(fēng)扇； 8、二級導(dǎo)流片；
[0023]9、尾罩；10、直流無刷電機(jī)；11、電機(jī)軸； 12、頭罩進(jìn)氣孔；
[0024]13、頭罩輪輻；H、頭罩軸承座； 15、風(fēng)扇輪輻；16、風(fēng)扇軸孔；
[0025]17、電機(jī)座； 18、尾罩輪輻；19、尾罩軸承座；20、尾罩通氣孔；
[0026]21、穿孔板； 22、上部蜂窩； 23、聲學(xué)隔膜；24、下部蜂窩；
[0027]25、壁面；26、膠膜。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0029]如圖1所示，本發(fā)明提供的輕質(zhì)高效低噪聲涵道式兩級電動風(fēng)扇推進(jìn)器，簡稱推進(jìn)器，所述推進(jìn)器的兩側(cè)分別設(shè)置氣流入口和氣流出口，在所述推進(jìn)器的氣流入口一側(cè)吸入空氣，通過內(nèi)部葉片旋轉(zhuǎn)，將氣流加速后在另一側(cè)氣流出口排出，由此獲得反向推力。
[0030]本發(fā)明采用一個無刷直流電動機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動機(jī)驅(qū)動兩級葉片，對流經(jīng)發(fā)動機(jī)內(nèi)部的氣流進(jìn)行兩次加壓。在每級風(fēng)扇的下游設(shè)置有導(dǎo)流片來減小氣流旋轉(zhuǎn)。同時，在短艙內(nèi)壁以及整流罩外壁設(shè)置有消音組件，及蜂窩夾層，來進(jìn)一步降噪。整個推進(jìn)器，除電動機(jī)夕卜，其他均采用碳纖維復(fù)合材料。
[0031]如圖2所示，本發(fā)明推進(jìn)器的外側(cè)為短艙1，它提供了空氣流經(jīng)的通道。所述短艙1的縱截面為流線型的翼型結(jié)構(gòu)，為了降低推進(jìn)器重量，該短艙1為空腔結(jié)構(gòu)。
[0032]如圖2和圖3所示，在短艙1的內(nèi)部，從氣流入口到氣流出口方向(即圖2中從左到右的方向)，依次為頭罩3、頭罩支撐片4、一級風(fēng)扇5、一級導(dǎo)流片6、二級風(fēng)扇7、二級導(dǎo)流片8和尾罩9。所述頭罩3的其結(jié)構(gòu)如圖4所示，為一空腔半球殼結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部周向均勾設(shè)置有頭罩輪福13和頭罩軸承座14，所述頭罩輪福13 —端固定在頭罩3內(nèi)側(cè)壁，另一端固定在所述頭罩軸承座14上，所述頭罩軸承座14用于支撐電機(jī)軸11。該頭罩3的外表面與頭罩支撐片4的一端相固連，該頭罩支撐片4的截面為NACA0012翼型，頭罩支撐片4另一端固定在短艙1上，實(shí)現(xiàn)頭罩3的固定。由于頭罩支撐片4具有較好的流線型，因此可以使得進(jìn)入短艙1的氣流保持較好的流動狀態(tài)。在頭罩3的右側(cè)，即下游，為一級風(fēng)扇5，所述一級風(fēng)扇5的結(jié)構(gòu)如圖5所示，在圓環(huán)形一級風(fēng)扇5的內(nèi)部設(shè)置風(fēng)扇輪輻15，所述風(fēng)扇輪輻15的兩端分別固定連接圓環(huán)形內(nèi)壁和風(fēng)扇軸孔16，所述的風(fēng)扇軸孔16用于與電機(jī)軸11相配合裝配。一級風(fēng)扇5與風(fēng)扇輪輻15以及風(fēng)扇軸孔16加工成一個整體，一級風(fēng)扇5通過風(fēng)扇軸孔16與電機(jī)軸11之間通過鍵連接實(shí)現(xiàn)固定。在直流無刷電機(jī)10的左右各安裝一個電機(jī)軸11，電機(jī)軸11可以與直流無刷電機(jī)10的輸出軸同步轉(zhuǎn)動。因此，一級風(fēng)扇5可以在直流無刷電機(jī)10的帶動