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小翼喷射器构造的制作方法

  • 国知局
  • 2024-08-01 05:58:29

背景技术:

1、可以垂直悬停,起飞和降落的飞机通常称为垂直起降(vtol)式飞机。此分类包括固定翼飞机、直升机和带有可倾斜动力旋翼的飞机。一些vtol飞机也可以在其他模式下运行,例如短距起降(stol)。vtol是v/stol(垂直和/或短距离起降)的子集。

2、为便于说明,目前具有vtol能力的飞机的一个示例是f-35lightning。引导垂直提升气流的传统方法包括使用可在单个方向上旋转的喷嘴,以及使用两组相互成90度角并位于外部喷嘴的扁平挡板叶片。类似地,f-35 lightning的推进系统通过结合来自涡轮发动机的矢量推力和垂直定向的提升风扇来提供垂直提升力。提升风扇位于带有上,下翻盖门的托架中的座舱后面。发动机通过一个三轴承旋转喷嘴排气,该三轴承旋转喷嘴可以将推力从水平方向偏转到垂直方向的正前方。侧倾控制管在每个机翼中伸出,并由发动机风扇的空气提供推力。俯仰控制受提升风扇/发动机推力分配的影响。偏航控制是通过发动机旋转喷嘴的偏航运动实现的。通过有差别地打开和关闭两个侧倾控制管末端的孔来提供侧倾控制。提升风扇具有伸缩式“d”形喷嘴,以提供向前和向后方向的推力偏转。d型喷嘴的出口孔处固定有叶片。

3、飞机或无人驾驶飞机的设计通常包括其推进要素和将这些要素整合到其中的机身。传统上,飞机中的推进装置可以是涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机,活塞发动机,或配备有螺旋桨的电动机。小型无人机(uav)中的推进系统(推进器)通常是活塞发动机或电动机,其通过轴向一个或多个螺旋桨提供动力。大型飞机的推进器,无论是有人驾驶还是无人驾驶,传统上都是喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。推进器通常通过能够将力传递到飞机并承受载荷的吊架或支柱附接到飞机的机身、主体或机翼。空气和气体的新兴混合射流(喷气外流)将飞机以与喷气外流的流动相反的方向推进。

4、常规上,大型螺旋桨的气流射流不用于水平飞行中的升力,因此,除非像某些如今已经存在应用(即贝尔波音v-22鱼鹰(bell boeing v-22osprey))中那样旋转,否则不会动用大量动能以使飞机受益。相反,大多数现有飞机上的升力是由机翼和机尾产生的。此外,即使在鱼鹰上发现了某些特殊的vtol应用(例如,从过渡到水平飞行的起飞),在水平飞行期间由螺旋桨本身引起的升力也很小,而且大部分升力仍来自机翼。

5、在飞机上产生升力的当前技术水平是在机翼和机翼元件(通常是翼型)上产生高速气流。翼型的特征在于弦线主要沿轴向方向延伸,从翼型的前缘到后缘。根据入射气流和弦线之间形成的迎角,并根据翼型升力产生的原理,低压空气流过吸力(上)侧,反之,根据伯努利定律,其移动速度高于下侧(压力侧)。飞机的空速越低,升力就越小,机翼的表面积越大,或者入射角就越大,包括起飞的情况在内。

6、大型uav也不例外。通过设计具有合适的迎角、弦、翼展和外倾线的机翼翼型来产生升力。襟翼、狭槽和许多其他设备是用于通过增加升力系数和机翼表面积来最大化升力的其他常规工具,但是它将产生与飞机空速相对应的升力。(根据公式l=1/2ρv2scl,增大面积(s)和升力系数(cl)可以在较低的飞机空速(v0)处产生类似的升力,但代价是阻力和重量更高。)这些目前的技术在侧风较大的情况下也表现不佳,效率显着下降。

7、虽然小型uav可以说是利用螺旋桨产生的推力来提升飞行器,但目前的技术严格依赖于对电动机速度的控制,而小型uav可能具有或不具有使电动机旋转以产生推力和升力或通过倾斜螺旋桨过渡到水平飞行的能力。此外,使用这些推进元件的小型uav具有与电池、功率密度和大型螺旋桨有关的效率低下的问题,这可能在盘旋方面会高效地但在水平飞行中效率低下,并且由于叶片的快速移动尖端而造成操作上的困难和危险。由于电动机系统和电池的重量已经远远超过飞行器重量的70%,因此大多数当前的四轴飞行器和其他电动飞行器仅能在很短的飞行时间内飞行,而不能有效率地提升或运载大量有效载荷。使用喷气燃料或通常在运输中使用的任何其他碳氢化合物燃料的类似飞行器将携带更多可用燃料至少一个数量级。这可以通过与电池系统相比碳氢化合物燃料的能量密度高得多(至少高一个数量级)以及碳氢化合物燃料基系统的重量与飞行器总重量之比低来解释。

8、因此,对飞机,特别是uav和某些有人驾驶飞机的提高的效率,改进的能力和其他技术进步存在需求。

技术实现思路

技术特征:

1.用于推动飞行器的喷射器系统,该系统包括:

2.根据权利要求1所述的系统,还包括进气结构,所述进气结构联接至所述扩散结构,并且构造成将所述飞行器可进入的次级流体引入所述扩散结构,其中,所述扩散结构包括出口结构,推进流体以预定的可调速度从所述出口结构流出,并且所述推进流体包括初级流体和次级流体。

3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述喷射器还包括凸表面,所述扩散结构联接至所述凸表面,并且所述管道联接至所述凸表面,并且构造成通过所述开口将所述主要流体引入所述凸表面。

4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述翼型是三角形的。

5.根据权利要求3所述的系统,其中,所述凸表面包括多个凹部。

6.根据权利要求1所述的系统,还包括致动元件,所述致动元件联接至所述翼型并且构造成使所述翼型振动。

7.根据权利要求2所述的系统,其中,所述进气结构是不对称的。

8.飞行器,包括:

9.根据权利要求8所述的飞行器,还包括进气结构,所述进气结构联接至所述扩散结构并且构造成将所述飞行器可进入的次级流体引入所述扩散结构,其中,所述扩散结构包括出口结构,推进流体以预定的可调速度从所述出口结构流出,并且所述推进流体包括气流和次级流体。

10.根据权利要求8所述的飞行器,其中,所述喷射器还包括凸表面,所述扩散结构联接至所述凸表面,并且所述管道联接至所述凸表面且构造成将通过所述开口的气流引入所述凸表面。

11.根据权利要求8所述的飞行器,其中,所述翼型是三角形的。

12.根据权利要求10所述的飞行器,其中,所述凸表面包括多个凹部。

13.根据权利要求8所述的飞行器,还包括致动元件,所述致动元件联接至所述翼型并且构造成使所述翼型振动。

14.根据权利要求9所述的飞行器,其中,所述进气结构是不对称的。

技术总结用于推进飞行器的喷射器系统。该系统包括扩散结构和联接至该扩散结构的管道。该管道包括壁,该壁具有穿过其形成的开口,并构造成将由飞行器产生的主要流体引入扩散结构。翼型位于通过开口到达扩散结构的主要流体的流中。技术研发人员:A·艾弗莱特受保护的技术使用者:杰拓普特拉股份有限公司技术研发日:技术公布日:2024/6/20

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