动力系统及飞行器技术方案

本实用新型专利技术涉及一种动力系统及以该动力系统构建的飞行器。其中，该动力系统包括涵道、第一旋翼单元及第二旋翼单元，第一旋翼单元包括第一旋翼单元及第二旋翼单元，第一旋翼单元包括第一旋翼，第二旋翼单元包括第二旋翼；第一旋翼的轴线与第二旋翼的轴线共线；用于对第二旋翼的桨根区域提供下洗气流的第一旋翼与第二旋翼的旋转方向相反；第一旋翼的桨径与第二旋翼的桨径之比为0.3至0.6。由该动力系统构建的飞行器等以气流驱动的移动装置具有良好的气动效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种有两个旋翼共轴线布置的动力系统及以该动力系统构建的飞行器。
技术介绍
飞行器，通常包括机架及安装于机架上一套以上的动力系统及控制单元，动力系统通常包括一个以上的旋翼单元，旋翼单元通常包括动力装置及由该动力装置驱动的旋翼。控制单元通常包括检测传感器、控制电路板及电调，电调用于调整旋翼的转速；控制单元用于检测飞行器的飞行姿态及调控动力装置以控制飞行器的行进姿态、行进方向及行进速度等。公布号为CN101934858A的专利文献中公布了一种小型电动涵道螺旋桨式智能无人飞行器，其由涵道、支架、共轴反转旋翼、整流罩、电池、电动机、驱动控制电路和微控制器组成。由于其使用共轴反转式双旋翼设计，两个旋翼在共同提供升力的旋转过程中产生的反扭矩相互抵消，使飞行器稳定地飞行。在飞行过程中，由于上旋翼与下旋翼的桨径相同，沿二者的桨根指向桨尖的方向，桨叶上各点的旋转线速度逐渐增大，从而在邻近桨根区域下洗气流量非常小，由于桨叶形状沿桨根指向桨尖逐渐变化，在桨叶中部区域的下洗气流量最大，当上旋翼的转速大于下旋翼时，上旋翼产生的下洗气流击打于下旋翼的桨叶上，引起较大的能量损失；若上旋翼的转速低于下旋翼时，上旋翼则阻碍了下旋翼的下洗气流吸入，两种情形均使飞行器的气动效率降低；即使上旋翼与下旋翼的转速保持一致，当上旋翼与下旋翼的桨叶在径向上重叠时，上旋翼与下旋翼间将产生较为严重的空气摩擦，这也降低飞行器的气动效率。此外，等桨径的上、下旋翼在旋转过程中容易产生气流振动噪声，振动噪声的产生降低了飞行器的能源利用率。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种有两个旋翼同轴安装的动力系统，以提高以该动力系统构建的飞行器等以气流驱动的移动装置的气动效率；本技术的另一目的是提供一种以上述动力系统构建的飞行器。为了实现上述主要目的，本技术提供一种动力系统，其包括第一旋翼单元及第二旋翼单元，第一旋翼单元包括第一旋翼，第二旋翼单元包括第二旋翼；第一旋翼的轴线与第二旋翼的轴线共线；第一旋翼与第二旋翼的旋转方向相反；第一旋翼的桨径与第二旋翼的桨径之比为0.3至0.6；第一旋翼用于在第二旋翼的桨根区域提供下洗气流，以补充该区域的下洗气流量。由以上方案可见，由于第一旋翼的桨径小于第二旋翼的桨径，二者桨叶旋转形成的覆盖面积部分重叠，第一旋翼的下洗气流将补充第二旋翼的桨根区域的气流量，使第二旋翼的旋转面内能产生更多的下洗气流量，从而提高以该动力系统构建的飞行器等移动装置的气动效率；第一旋翼与第二旋翼的桨径在上述比例范围内时，第一旋翼旋转形成的面积主要位于第二旋翼旋转形成的面积的桨根区域，在保证两个旋翼下洗气流量较小重叠的前提下，为第二旋翼的桨根区域补充充足的下洗气流量。此外，由于第一旋翼与第二旋翼的桨径不同，可有效地降低二者在旋转过程中所产生的气流振动噪声，提由其构建的飞行器等移动装置的效率。具体的方案为上述动力系统还包括涵道，第一旋翼的轴线与涵道的中线共线；第一旋翼或第二旋翼置于涵道内。涵道可为其所围的旋翼提供保护及为其下洗气流提供引导。优选方案为第一旋翼位于第二旋翼的上方。第一旋翼位于第二旋翼的上方有利于加速旋翼轴线附近的气流吸入，有利于提高气动效率。为了实现本技术的另一目的，本技术提供一种飞行器，其包括机架及安装于该机架上一套以上的动力系统，该动力系统包括第一旋翼单元及第二旋翼单元，第一旋翼单元包括第一旋翼，第二旋翼单元包括第二旋翼，第一旋翼的轴线与第二旋翼的轴线共线，第一旋翼与第二旋翼的旋转方向相反；第一旋翼的桨径与第二旋翼的桨径之比为0.3至0.6；第一旋翼用于在第二旋翼的桨根区域提供下洗气流。一个具体的方案为上述飞行器的动力系统还包括涵道，第一旋翼的轴线与涵道的中线共线；第一旋翼或第二旋翼置于该涵道内。涵道为第一旋翼或第二旋翼提供保护的同时对它们的下洗气流提供引导。另一个具体的方案为第一旋翼的桨径与第二旋翼的桨径之比为0.5至0.6。另一个具体的方案为第一旋翼位于第二旋翼的上方。再一个具体的方案为第一旋翼的桨距角小于第二旋翼的桨距角。一个优选的方案为第一旋翼及第二旋翼的桨叶数量均为3片。另一个优选的方案为上述飞行器的动力系统数量为一个；其还包括安装于机架上的4个以上的涵道风扇；涵道风扇均布于动力系统的涵道的周向上。提高该飞行器的姿态调整的响应速度。附图说明图1是本技术飞行器第一实施例的立体图；图2是本技术飞行器第一实施例的结构分解图；图3是本技术飞行器第一实施例中第一涵道风扇的结构图；图4是本技术飞行器第一实施例中第二涵道风扇的结构图；图5是本技术飞行器第一实施例中涵道风扇固定件的立体图；图6是本技术飞行器第一实施例中反扭矩控制单元的立体图；图7是本技术飞行器第一实施例中行进控制单元的立体图；图8是是本技术飞行器第一实施例中第一旋翼、第二旋翼及其二者驱动电机与固定支架的相对位置示意图；图9是本技术飞行器第一实施例在飞行过程中各旋翼旋向的示意图；图10是本技术动力系统第二实施例的立体图；图11是本技术动力系统第二实施例的结构图；图12是本技术动力系统第二实施例的第一旋翼与第二旋翼的平面图；图13是本技术动力系统第三实施例的结构图；图14是本技术动力系统第四实施例的结构示意图；图15是本技术动力系统第五实施例的结构示意图；图16是本技术动力系统第六实施例的结构示意图；图17是本技术动力系统第七实施例的结构示意图；图18是本技术飞行器第八实施例中第二导流板旋转轴与第三导流板的安装关系示意图。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式本技术主要是对飞行器、气垫船、气动滑行车等由气流驱动的移动装置的动力系统进行改进，以下各实施例以飞行器的动力系统为例对本技术进行说明。动力系统及飞行器第一实施例参见图1及图2，多轴飞行器1由机架及安装于机架上控制单元，反扭矩控制装置14，行进控制单元15，动力系统，电源与4个侧旋翼单元构成。动力系统由涵道11及置于涵道11内的第一旋翼单元与第二旋翼单元构成；4个侧旋翼单元为均匀地分布于涵道11的外围的第一涵道风扇16，第二涵道风扇17，第一涵道风扇18及第二涵道风扇19；涵道11内固定有一十字型安装支架111，第一旋翼单元中的第一旋翼12及第二旋翼单元中的第二旋翼13的驱动电机通过固定支架安装于安装支架111上，第一旋翼12的轴线与第二旋翼13的轴线均与涵道11的中线共线，第一旋翼12位于第二旋翼13的上方；第一涵道风扇16、18及第二涵道风扇17、19分别通过涵道风扇固定件112固定于涵道11的外侧壁上；安装支架111、驱动电机的固定支架及涵道风扇固定件112构成本实施例的机架。参见图3，第一涵道风扇16由第一涵道161，支架163，第一导流板本文档来自技高网...

【技术保护点】
动力系统，包括第一旋翼单元及第二旋翼单元；所述第一旋翼单元包括第一旋翼，所述第二旋翼单元包括第二旋翼，所述第一旋翼的轴线与所述第二旋翼的轴线共线，所述第一旋翼与所述第二旋翼的旋转方向相反；其特征在于：对所述第二旋翼的桨根区域提供下洗气流的所述第一旋翼的桨径与所述第二旋翼的桨径之比为0.3至0.6。

【技术特征摘要】
1. 动力系统，包括第一旋翼单元及第二旋翼单元；
所述第一旋翼单元包括第一旋翼，所述第二旋翼单元包括第二旋翼，所述第一旋翼的轴线与所述第二旋翼的轴线共线，所述第一旋翼与所述第二旋翼的旋转方向相反；
其特征在于：
对所述第二旋翼的桨根区域提供下洗气流的所述第一旋翼的桨径与所述第二旋翼的桨径之比为0.3至0.6。
2. 根据权利要求1所述动力系统，其特征在于：
还包括涵道，所述第一旋翼的轴线与所述涵道的中线共线；
所述第一旋翼或所述第二旋翼置于所述涵道内。
3. 根据权利要求1或2所述动力系统，其特征在于：
所述第一旋翼位于所述第二旋翼的上方。
4. 飞行器，包括机架及安装于所述机架上一套以上的动力系统，所述动力系统包括第一旋翼单元及第二旋翼单元，所述第一旋翼单元包括第一旋翼，所述第二旋翼单元包括第二旋翼，所述第一旋翼的轴线与所述第二旋翼的轴线共线，所述第一旋翼与所述第二旋翼的旋转方向相反；
其特征在于：
对所述第二旋翼的桨根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春旺，
申请(专利权)人：何春旺，
类型：新型
国别省市：广东;44