带有排放流动路径外部的风扇叶片的VTOL交通工具制造技术

本发明专利技术涉及一种限定垂直方向和横向方向的飞行器。飞行机可包括机身、从机身延伸的翼、和混合电推进系统。混合电推进系统可包括功率源、沿翼布置且由功率源驱动的多个垂直推力电风扇、和向前推力推进器。功率源可包括燃烧发动机和电发生器。燃烧发动机也可限定用于排放燃烧气体的流动路径。向前推力推进器可选择性地或永久性地机械耦联至燃烧发动机。向前推力推进器可包括推进器风扇，其具有多个布置在用于排放燃烧气体的燃烧发动机的流动路径外部的风扇叶片。

VTOL vehicle with fan blades outside the exhaust flow path

The present invention relates to an aircraft that defines the vertical and lateral directions. The aircraft may include a fuselage, wings extending from the fuselage, and hybrid electric propulsion systems. Hybrid electric propulsion system includes power source, multiple vertical thrust fans arranged along the wing and driven by power source, and forward thrust thruster. Power sources may include combustion engines and electric generators. Combustion engines can also limit the flow paths used to emit combustion gases. Forward thruster can be mechanically coupled to combustion engine selectively or permanently. The forward thrust thruster may include a thruster fan with a plurality of fan blades arranged outside the flow path of a combustion engine for discharging combustion gases.

【技术实现步骤摘要】
带有排放流动路径外部的风扇叶片的VTOL交通工具相关申请本申请基于并要求提交于2017年7月21日的美国临时专利申请系列号62/535,444的优先权。
本主题大体涉及一种用于飞行器的推进系统，该飞行器具有垂直起飞与降落能力。
技术介绍
飞行器已经开发成带有用于执行垂直起飞和降落的能力。这样的能力可允许飞行器到达相对崎岖的地形和偏远地点，在该处建造足够大到允许传统飞行器(缺乏垂直起飞能力)起飞或降落的跑道可能不切实际或不可实现。典型地，这些能够执行垂直起飞和降落的飞行器具有发动机和推进器，其被矢量化以产生垂直推力和向前推力两者。然而，该使得推进器高效用于垂直起飞和降落的设计特征可能不能引起高效向前飞行。因此，现有的能够执行垂直起飞和降落的飞行器包括这样的推进器，其可良好适合于产生垂直推力，但是可能并非良好适合于高效向前飞行。在垂直起飞和降落和巡航效率之间的该差异被放大为巡航速度增加。能够更高效地执行垂直起飞和降落且结合高速度巡航的飞行器因而将是有用的。
技术实现思路
各方面和优点将在下面的描述中部分地阐明，或者可从描述中是明显的，或可通过本专利技术的实践而习得。在一方面，本公开针对一种限定了垂直方向和横向方向的飞行器。该飞行器包括机身、从机身延伸的翼、和混合电推进系统。混合电推进系统包括功率源、沿翼布置的且由功率源驱动的多个垂直推力电风扇、和向前推力推进器。功率源包括燃烧发动机和电发生器。燃烧发动机也限定了用于排放燃烧气体的流动路径。向前推力推进器选择性地或永久性地机械耦联至燃烧发动机。向前推力推进器包括推进器风扇，其具有多个布置在用于排放燃烧气体的燃烧发动机的流动路径外部的风扇叶片。在一个实施例中，燃烧发动机可包括壳体，其限定外部表面。另外，推进器风扇的多个风扇叶片可布置在燃烧发动机的壳体的外部表面外部。在另一实施例中，向前推力推进器可构造成可变桨距推进器。在这样的实施例中，向前推力推进器可包括外机舱，其至少部分地限定风扇空气流动路径且还包括桨距改变机构。桨距改变机构可定位在风扇空气流动路径内部和燃烧发动机的流动路径外部。在另一实施例中，燃烧发动机可限定出口，其沿基本上径向方向定位在风扇叶片内部且沿基本上轴向方向定位在风扇叶片下游、尾部、或二者。在另一实施例中，风扇叶片可沿轴向方向定位在燃烧发动机的涡轮区段的尾部、下游、或二者。在另一实施例中，可变桨距推进器可限定桨距范围，其使向前推力推进器能够在操作期间产生向前推力、反向推力、和基本上不产生推力。在一个示例性实施例中，燃烧发动机可为涡轮轴发动机。在这样的实施例中，涡轮轴发动机可包括输出轴。另外，向前推力推进器可包括风扇轴，其选择性地或永久性地机械耦联至输出轴。在一个实施例中，向前推力推进器可在飞行器的尾端处安装至飞行器的机身。在另一实施例中，混合电推进系统还可包括耦联单元。另外，燃烧发动机可通过耦联单元机械耦联至向前推力推进器。在另一实施例中，混合电推进系统还可包括变速机构。照此，燃烧发动机可通过变速机构机械耦联至向前推力推进器。在额外的实施例中，功率源还可包括电能存储单元。在这样的实施例中，多个垂直推力电风扇中的每个可电耦联至电发生器或电能存储单元中的至少一个或由其驱动。在一个示例性实施例中，功率源还可包括电马达，其电耦联至电能存储单元且由其驱动。另外，电马达可耦联至向前推力推进器且构造成驱动该向前推力推进器。在额外的实施例中，多个垂直推力电风扇可集成到翼中且沿一指向固定以沿垂直方向产生推力。在一个特定实施例中，翼可为第一翼。另外，多个垂直推力电风扇可为第一多个垂直推力电风扇。在这样的实施例中，飞行器还可包括第二翼，其耦联至机身且从机身延伸。混合电推进系统还可包括第二多个垂直推力电风扇，其集成到第二翼中且定向成沿垂直方向产生推力。照此，第二多个垂直推力电风扇可沿一定长度的第二翼布置。在另一实施例中，翼可为第一翼，且混合电推进系统的多个垂直推力电风扇可为第一多个垂直推力电风扇。在这样的实施例中，飞行器还可包括第二翼、第三翼、和第四翼。另外，混合电推进系统还可包括第二多个垂直推力电风扇，其集成到第二翼中且沿一定长度的第二翼布置，第三多个垂直推力电风扇，其集成到第三翼中且沿一定长度的第三翼布置，和第四多个垂直推力电风扇，其集成到第四翼中且沿一定长度的第四翼布置。同样，第二多个垂直推力电风扇、第三多个垂直推力电风扇、和第四多个垂直推力电风扇中的每个可定向成沿垂直方向产生推力。还应理解的是，飞行器还可包括如本文中描述的额外的特征中的任一。在另一方面，本公开针对一种用于飞行器的混合电推进系统，其包括功率源、多个垂直推力电风扇、和向前推力推进器。功率源包括燃烧发动机和电发生器。功率源包括燃烧发动机，其限定用于排放燃烧气体的流动路径。多个垂直推力电风扇由功率源驱动。向前推力推进器选择性地或永久性地机械耦联至燃烧发动机且包括推进器风扇，其具有多个风扇叶片。另外，推进器风扇的多个风扇叶片布置在用于排放燃烧气体的燃烧发动机的流动路径外部。在一个实施例中，燃烧发动机可包括壳体，其限定外部表面。另外，推进器风扇的多个风扇叶片可布置在向前推力推进器的壳体的外部表面外部。在另一实施例中，向前推力推进器可构造成可变桨距推进器，其包括至少一个桨距改变机构。照此，可变桨距推进器可限定桨距范围，其使向前推力推进器能够在操作期间产生向前推力、反向推力、和基本上不产生推力。参考如下描述和所附权利要求，这些和其它特征、方面、和优点将变得更好理解。并入且构成该说明书的一部分的附图图示了本专利技术的实施例，并且结合描述用于解释本专利技术的某些原则。还应理解的是，混合电推进系统还可包括如本文中描述的额外特征中的任一。技术方案1.一种限定垂直方向和横向方向的飞行器，所述飞行器包含：机身；翼，其从所述机身延伸；以及混合电推进系统，所述混合电推进系统包含：功率源，其包含燃烧发动机和电发生器，所述燃烧发动机限定用于排放燃烧气体的流动路径；多个垂直推力电风扇，其沿所述翼布置且由所述功率源驱动；以及向前推力推进器，所述向前推力推进器选择性地或永久性地机械耦联至所述燃烧发动机，所述向前推力推进器包含具有多个风扇叶片的推进器风扇，所述多个风扇叶片布置在用于排放燃烧气体的所述燃烧发动机的流动路径外部。技术方案2.根据技术方案1所述的飞行器，其中所述燃烧发动机包含限定外部表面的壳体，其中所述推进器风扇的所述多个风扇叶片布置在所述燃烧发动机的壳体的外部表面外部。技术方案3.根据技术方案1所述的飞行器，其中所述向前推力推进器构造为可变桨距推进器。技术方案4.根据技术方案3所述的飞行器，其中所述向前推力推进器包含外机舱，其至少部分地限定风扇空气流动路径且还包含桨距改变机构，且其中所述桨距改变机构定位在所述风扇空气流动路径内部和所述燃烧发动机的流动路径外部。技术方案5.根据技术方案1所述的飞行器，其中所述燃烧发动机限定出口，其沿基本上径向方向定位在所述风扇叶片内部且沿基本上轴向方向定位在所述风扇叶片下游、尾部、或二者。技术方案6.根据技术方案1所述的飞行器，其中所述风扇叶片沿轴向方向定位在所述燃烧发动机的涡轮区段的尾部、下游、或二者。技术方案7.根据技术方案3所述的飞行器，其中所述可变桨距推进器限定桨距范围，其使所述向前推力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种限定垂直方向和横向方向的飞行器，所述飞行器包含：机身；翼，其从所述机身延伸；以及混合电推进系统，所述混合电推进系统包含：功率源，其包含燃烧发动机和电发生器，所述燃烧发动机限定用于排放燃烧气体的流动路径；多个垂直推力电风扇，其沿所述翼布置且由所述功率源驱动；以及向前推力推进器，所述向前推力推进器选择性地或永久性地机械耦联至所述燃烧发动机，所述向前推力推进器包含具有多个风扇叶片的推进器风扇，所述多个风扇叶片布置在用于排放燃烧气体的所述燃烧发动机的流动路径外部。

【技术特征摘要】
2017.07.21 US 62/5354441.一种限定垂直方向和横向方向的飞行器，所述飞行器包含：机身；翼，其从所述机身延伸；以及混合电推进系统，所述混合电推进系统包含：功率源，其包含燃烧发动机和电发生器，所述燃烧发动机限定用于排放燃烧气体的流动路径；多个垂直推力电风扇，其沿所述翼布置且由所述功率源驱动；以及向前推力推进器，所述向前推力推进器选择性地或永久性地机械耦联至所述燃烧发动机，所述向前推力推进器包含具有多个风扇叶片的推进器风扇，所述多个风扇叶片布置在用于排放燃烧气体的所述燃烧发动机的流动路径外部。2.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述燃烧发动机包含限定外部表面的壳体，其中所述推进器风扇的所述多个风扇叶片布置在所述燃烧发动机的壳体的外部表面外部。3.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述向前推力推进器构造为可变桨距推进器。4.根据权利要求3所述的飞行器，其中所述向前推力推进器包含外机舱，其至少部...

【专利技术属性】
技术研发人员：KD默罗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US