一种飞机的推进传动装置及使用方法

本发明涉及飞机，尤其涉及一种飞机的推进传动装置及使用方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、飞行器是指在空中飞行的设备，例如飞机和无人机，通常飞机的飞行高度在3km~12km之间，无人机的飞行高度在1km以下。飞机在飞行过程中不仅需要采用飞行驾驶设备控制和操纵，还需要将发动机产生的动力转化为推力传动给飞机的工作机构。

3、将发动机产生动力转化为推力传动给飞机工作机构的中间设备称为推进传动装置。现有的推进传动装置包括螺旋桨-齿轮齿条推进装置，对于螺旋桨-齿轮齿条推进装置，垂直起降固定翼飞机设置有垂直推进螺旋桨和水平推进螺旋桨，垂直推进螺旋桨一般设有四个，并分布在飞机的四角，实现飞机的稳定垂直起降，水平推进螺旋桨设置在飞机的尾端，用于在飞机悬停在空中后提供水平推力以推动飞机水平飞行，当飞机达到预设的空速后，垂直推进螺旋桨可关闭，飞机依靠其固定翼提供升力。然而，在水平飞行的过程中，垂直推进螺旋桨的风阻较大，限制了飞机的水平飞行速度，且影响飞机的续航。

4、为了解决水平飞行过程中飞行速度受限的问题，公开号为cn115593640a的中国专利公开文献，公开了一种可变推力方向的动力装置，风扇设于进风风道，调节机构位于进风风道、第一出风风道和第二出风风道三者之间的相交处，且调节机构活动连接于壳体，调节机构具有引导风道，引导风道在调节机构相对壳体运动后使进风风道连通于第一出风风道和/或第二出风风道，进风风道处的风扇提供的气流即可从第一出风风道和/或第二出风风道排出至外界，以改变推力方向，满足飞机在不同飞行状态时的推力方向需求。

5、该专利文献的动力装置虽适用于螺旋桨-齿轮齿条推进装置，然而位于各风道交界处的调节机构存在不便于安装的问题，并且引风风道根据实际需求与出风风道连通可靠性差。因此，需要研究出一种飞机的推进传动装置，解决飞机动力装置与飞机工作机构和飞机驾驶设备准确配置的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种飞机的推进传动装置及使用方法，涡轮发动机单元采用气流作为介质，气体燃烧带动叶轮高速旋转发电，为电导管风扇单元提供动力，风扇控制单元控制电导管风扇单元内各风扇倾斜或转速，配合螺旋桨实现飞机的起飞和水平飞行。相比于现有各风道交界处安装调节机构的方式可靠性更高，本发明的螺旋桨与电导管风扇单元协同工作，有效降低传统飞机精准配置飞机动力装置、飞机工作机构和飞机驾驶设备的要求。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供了一种飞机的推进传动装置，推进传动装置同时服务于多台并行设置的飞机，多台飞机的机翼依次连接；推进传动装置包括：与飞机工作机构连接的电导管风扇单元、与飞机驾驶设备连接的风扇控制单元、为所述电导管风扇单元提供电能的涡轮发动机单元；

4、多台飞机包括n个前端机翼和n个后端机翼，所述电导管风扇单元包括n+2x组电导管风扇组件，n个前端机翼的下方分别安装一组所述电导管风扇组件，2x组所述电导管风扇组件安装于飞机两侧的后端机翼下方；n≥3，x≥0；

5、所述风扇控制单元安装于至少一台飞机的机体底部，所述风扇控制单元连接每组所述电导管风扇组件；

6、所述涡轮发动机单元包括至少一个涡轮发电机组和多个电力储能器，电力储能器连接涡轮发电机组和所述电导管风扇单元，涡轮发电机组安装于各飞机的机体尾部上方，电力储能器安装于飞机的底部并避让所述风扇控制单元安装。

7、本发明的涡轮发动机单元采用气流作为介质，气体燃烧带动叶轮高速旋转发电，为电导管风扇单元提供动力，风扇控制单元控制电导管风扇单元内各风扇倾斜或转速，配合螺旋桨实现飞机的起飞和水平飞行。相比于现有各风道交界处安装调节机构的方式可靠性更高，本发明的螺旋桨与电导管风扇单元协同工作，有效降低传统飞机精准配置飞机动力装置、飞机工作机构和飞机驾驶设备的要求。

8、基于一方面，在一种可能的实现方式中，飞机工作机构包括转子、螺旋桨和若干风扇转轴，转子连接螺旋桨，转子通过飞机动力装置的燃油发动机提供动力供转子和螺旋桨旋转；

9、若干风扇转轴连接所述电导管风扇单元的风扇，若干风扇转轴通过所述涡轮发动机单元提供电力供其旋转；

10、燃油发动机和涡轮发动机单元共同作为飞机动力装置推进多台飞机，燃油发动机向转子和螺旋桨提供动力，涡轮发动机单元向所述电导管风扇单元提供动力。

11、本发明以电能作为推进传动系统的主要能源，配合燃油发动机向螺旋桨提供动力，依靠各飞机前后螺旋桨和机翼下方电导管风扇单元的若干风扇的不同转速共同完成各飞机同步的飞行、转弯、垂直起落等动作。

12、基于一方面，在一种可能的实现方式中，每组所述电导管风扇组件包括：固定于前端机翼或后端机翼下方的若干导管、推进飞机运动的若干风扇；

13、若干导管沿机翼的长度方向并列设置，相邻导管之间存在空隙；

14、每个导管内均安装有一个风扇，每个风扇均连接风扇转轴。

15、基于一方面，在一种可能的实现方式中，每个风扇均包括风扇轮和三个风扇叶片，三个风扇叶片固设于风扇轮周壁；风扇叶片和风扇轮均位于导管内；

16、风扇叶片包括叶片本体和嵌设于叶片本体内部的叶片宽度调节模块；

17、同一风扇上的叶片宽度调节模块同步调节叶片本体的宽度；

18、3~5个导管内的风扇为一组，一组风扇的叶片宽度调节模块同步调节叶片本体的宽度。

19、由于本发明的多台飞机连接成一体后整体较宽，多台飞机需要同步转向时现有的螺旋桨转向无法满足飞机转向所需推力，本发明在螺旋桨转向基础上采用3~5个导管内风扇为一组集中控制叶片宽度调节模块，更便于风扇控制单元控制飞机推力换向，更容易实现多个飞机同时转弯动作。

20、基于一方面，在一种可能的实现方式中，叶片宽度调节模块包括：连接叶片本体的第一宽度调节件、第二宽度调节件和第三宽度调节件、位于第一宽度调节件和第二宽度调节件之间的折叠支撑件；

21、第一宽度调节件、第二宽度调节件、第三宽度调节件和折叠支撑件沿叶片本体的长度方向平行设置，

22、第一宽度调节件靠近叶片本体远离风扇轮的端部设置，第三宽度调节件靠近叶片本体连接风扇轮的端部设置；

23、第一宽度调节件的最大厚度大于第三宽度调节件的最大厚度，第二宽度调节件的最大厚度大于第一宽度调节件的最大厚度；

24、第一宽度调节件、第二宽度调节件、第三宽度调节件结构相同，第一宽度调节件、第二宽度调节件、第三宽度调节件均包括调节杆、设置于调节杆两端的调节滑块、固定于调节滑块且位于调节杆周向的支撑网，支撑网与叶片本体的内壁固定连接，调节滑块相向运动，支撑网缩短增厚使得叶片本体变宽，调节滑块相背运动，支撑网增长减薄使得叶片本体变窄。

25、基于一方面，在一种可能的实现方式中，叶片本体由宽变窄增加气体流动减少空气阻力，所述风扇控制单元控制所述电导管风扇单元的所述电导管风扇组件提升推力，以实现多台飞机同步提速；

26、叶片本体由窄变宽增加空气阻力减少气体流动，所述风扇控制单元控制所述电导管风扇单元的所述电导管风扇组件降低推力，以实现多台飞机同步降速。

27、基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述风扇控制单元包括：安装于一台飞机的第一分布式混合推进控制模块、安装于另一台飞机的第二分布式混合推进控制模块；

28、第一分布式混合推进控制模块连接至少三组电导管风扇组件，第二分布式混合推进控制模块连接至少一组电导管风扇组件；

29、第一分布式混合推进控制模块安装于一台飞机的机体底部，第二分布式混合推进控制模块安装于另一台飞机的机体底部；

30、第一分布式混合推进控制模块和第二分布式混合推进控制模块均连接飞机驾驶设备。

31、基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述涡轮发动机单元的涡轮发电机组数量大于飞机台数；

32、多台飞机的后端机翼上方均固定至少一组涡轮发电机组；

33、相邻两台飞机之间的前端机翼上方固定至少一组涡轮发电机组。

34、另一方面，本发明提供一种飞机的推进传动装置使用方法，包括：

35、各飞机同步垂直升空，飞机动力装置的燃油发动机向螺旋桨提供动力，飞机动力装置的涡轮发动机单元和电导管风扇单元停止工作；

36、各飞机同步上升到预定高度，涡轮发动机单元工作，燃油发动机、螺旋桨、和电导管风扇单元同时工作；

37、各飞机水平飞行平稳，燃油发动机和螺旋桨停止工作，涡轮发动机单元和电导管风扇单元向各飞机提供推力供飞机水平运动，风扇控制单元控制电导管风扇单元的各风扇停转、变宽、或变窄动作让各飞机进行转向运动；

38、各飞机同步垂直下降，飞机动力装置的涡轮发动机单元和电导管风扇单元停止工作，飞机动力装置的燃油发动机向螺旋桨提供动力。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

40、本发明的涡轮发动机单元采用气流作为介质，气体燃烧带动叶轮高速旋转发电，为电导管风扇单元提供动力，风扇控制单元控制电导管风扇单元内各风扇倾斜或转速，配合螺旋桨实现飞机的起飞和水平飞行。相比于现有各风道交界处安装调节机构的方式可靠性更高，本发明的螺旋桨与电导管风扇单元协同工作，有效降低传统飞机精准配置飞机动力装置、飞机工作机构和飞机驾驶设备的要求。