用于飞行器的无轴电发动机、控制方法、一种飞行器技术

本公开涉及用于飞行器的无轴电发动机、控制方法、一种飞行器，发动机壳体前端具有进气道、后端具有尾喷管，二者之间依次安装三组磁悬浮转动机构，第二、三组之间为燃烧室；磁悬浮转动机构包括外壳、环形定子铁心、环形凸边、第一线圈、第二线圈、圆管、叶片、长方体永磁体、环状永磁体。本申请通过三组磁悬浮转动机构实现飞行器发动机电动化、低噪声、无轴化，有效避免传统轴系结构对转动部件转速限制以及功率输出限制，避免噪音污染。避免噪音污染。避免噪音污染。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的无轴电发动机、控制方法、一种飞行器


[0001]本公开涉及活塞
，尤其涉及用于飞行器的无轴电发动机。

技术介绍

[0002]传统航空涡轴发动机或者涡桨发动机存在结构复杂，体积庞大，效率达到极限、耗能高、功率产出受到轴系结构限制、风扇和涡轮的转速受到轴系结构限制、转动时噪音大造成声音污染等问题，不仅使用范围窄，还无法满足社会未来对于环保、高效的高需求。
[0003]因此，本申请提出用于飞行器的无轴电发动机。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了用于飞行器的无轴电发动机。
[0005]本专利技术采用的技术方案是这样的：
[0006]用于飞行器的无轴电发动机，包括发动机壳体，所述发动机壳体前端具有进气道、后端具有尾喷管，所述进气道与所述尾喷管之间从前往后依次安装有第一组磁悬浮转动机构、第二组磁悬浮转动机构、第三组磁悬浮转动机构，所述第二组磁悬浮转动机构和第三组磁悬浮转动机构之间为燃烧室；
[0007]所述磁悬浮转动机构包括外壳，所述外壳内固定安装定子，所述定子包括环形定子铁心以及分别设于所述环形定子铁心两端的环形凸边，所述环形定子铁心内侧均匀分布有齿槽，所述环形凸边内侧开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内均缠绕设置第一线圈，所述齿槽内缠绕设置第二线圈；所述定子内设置有圆管，所述圆管内固定安装多个叶片，沿所述圆管外圆表面设置有环状凹槽，所述环状凹槽与所述环形定子铁心位置相对，所述圆管两端面开设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽与所述第一环形凹槽位置相对，沿所述环状凹槽周向间隔均匀地设置多个长方体永磁体，所述第二环形凹槽内均设置环状永磁体。
[0008]优选地，三组所述磁悬浮转动机构的所述叶片从前往后分别为风扇叶片、压气机叶片、涡轮发电机叶片；
[0009]所述燃烧室连接有燃料供应系统，包括油箱、增压泵，所述油箱、增压泵、燃烧室通过油管连接；
[0010]还包括控制器和储能系统，三组所述磁悬浮转动机构的所述第一线圈、第二线圈、控制器、增压泵、储能系统之间电连接；
[0011]所述储能系统、增压泵与所述控制器通信连接。
[0012]优选地，所述风扇叶片、压气机叶片、涡轮发电机叶片均安装有转速传感器，所述压气机叶片后方安装有压力传感器，所述涡轮发电机叶片后方安装有温度传感器，所述转速传感器、压力传感器、温度传感器与所述控制器通信连接。
[0013]优选地，所述燃料供应系统还包括燃料计量阀和燃料分配器，所述燃料计量阀和
所述燃料分配器设置于所述增压泵与所述燃烧室之间的油管上，三组所述磁悬浮转动机构的所述第一线圈、第二线圈、控制器、增压泵、燃料计量阀、储能系统之间电连接，所述燃料计量阀与所述控制器通信连接。
[0014]优选地，每组所述磁悬浮转动机构包括至少两级串联的所述定子和叶片。
[0015]优选地，所述外壳由前盖和后盖构成，所述前盖和后盖端部扣接固定。
[0016]优选地，所述前盖的前端内侧、所述后盖的后端内侧设置有多个用于固定所述定子的定位销。
[0017]优选地，所述环形凸边具有定位通孔，所述定位通孔与所述定位销一一对应，所述定位通孔供对应的所述定位销穿过，所述环形定子铁心两端具有定位盲孔，所述定位盲孔与所述定位销一一对应，所述定位销端部插装进对应的所述定位盲孔内。
[0018]前述用于飞行器的无轴电发动机的控制方法，
[0019]当飞行器处于起飞或者降落状态时，系统启动，所述储能系统放电，为所述控制器、三组所述磁悬浮转动机构的线圈、增压泵、燃料计量阀提供初始电力，所述控制器工作，命令风扇、压气机启动，同时选择涡轮发电机为推进模式，控制器控制增压泵、燃料计量阀工作、燃烧室内点火燃烧，风扇、压气机处于大功率工作状态；
[0020]当飞行器处于平飞状态时，系统启动，控制器工作，命令风扇、压气机稳定工作，同时命令涡轮发电机由推进模式转为供电模式，储能系统由放电模式变为充电模式，然后依次命令增压泵工作、燃料计量阀工作、燃烧室点火。
[0021]一种飞行器，所述飞行器安装有前述的无轴电发动机。
[0022]综上所述，本申请提供了一种新的发动机结构，采用磁悬浮技术和电推进方式，实现了飞行器发动机电动化、低噪声、无轴化，有效避免了传统轴系结构对转动部件的转速限制以及功率输出的限制，避免了噪音污染；
[0023]另外，还可以采用多级结构增大推力或者空气流量使得能量使用效率更高。
附图说明
[0024]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0025]图1是本专利技术示意图；
[0026]图2是本专利技术基于起飞/降落状态的控制逻辑图；
[0027]图3是本专利技术基于平飞状态的控制逻辑图；
[0028]图4是本专利技术中磁悬浮转动机构示意图；
[0029]图5是本专利技术中磁悬浮转动机构的剖视图；
[0030]图6是本专利技术中外壳示意图；
[0031]图7是本专利技术中定子示意图；
[0032]图8是本专利技术中定子剖视图；
[0033]图9是本专利技术中圆管、叶片配合示意图；
[0034]图10是本专利技术中圆管、叶片配合的剖视图；
[0035]图11是本专利技术中三级串联结构的示意图。
[0036]图中标记：1为发动机壳体，2为进气道，3为尾喷管，4为燃烧室，5为风扇叶片，6为压气机叶片，7为涡轮发电机叶片，8为油箱，9为增压泵，10为控制器，11为储能系统，12为燃料计量阀，13为燃料分配器，14为外壳，15为环形定子铁心，16为环形凸边，17为齿槽，18为第一环形凹槽，19为第一线圈，20为第二线圈，21为圆管，22为叶片，23为环状凹槽，24为第二环形凹槽，25为长方体永磁体，26为环状永磁体，27为前盖，28为后盖，29为定位销，30为定位通孔，31为定位盲孔，32为中心轴。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
[0038]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
[0039]实施例1
[0040]如图1至10所示，用于飞行器的无轴电发动机，包括发动机壳体1，发动机壳体1前端具有进气道2、后端具有尾喷管3，进气道2与尾喷管3之间从前往后依次安装有第一组磁悬浮转动机构、第二组磁悬浮转动机构、第三组磁悬浮转动机构，第二组磁悬浮转动机构和第三组磁悬浮转动机构之间为燃烧室4；
[0041]磁悬浮转动机构包括外壳14，外壳14与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于飞行器的无轴电发动机，其特征在于：包括发动机壳体(1)，所述发动机壳体(1)前端具有进气道(2)、后端具有尾喷管(3)，所述进气道(2)与所述尾喷管(3)之间从前往后依次安装有第一组磁悬浮转动机构、第二组磁悬浮转动机构、第三组磁悬浮转动机构，所述第二组磁悬浮转动机构和第三组磁悬浮转动机构之间为燃烧室(4)；所述磁悬浮转动机构包括外壳(14)，所述外壳(14)内固定安装定子，所述定子包括环形定子铁心(15)以及分别设于所述环形定子铁心(15)两端的环形凸边(16)，所述环形定子铁心(15)内侧均匀分布有齿槽(17)，所述环形凸边(16)内侧开设有第一环形凹槽(18)，所述第一环形凹槽(18)内均缠绕设置第一线圈(19)，所述齿槽(17)内缠绕设置第二线圈(20)；所述定子内设置有圆管(21)，所述圆管(21)内固定安装多个叶片(22)，沿所述圆管(21)外圆表面设置有环状凹槽(23)，所述环状凹槽(23)与所述环形定子铁心(15)位置相对，所述圆管(21)两端面开设有第二环形凹槽(24)，所述第二环形凹槽(24)与所述第一环形凹槽(18)位置相对，沿所述环状凹槽(23)周向间隔均匀地设置多个长方体永磁体(25)，所述第二环形凹槽(24)内均设置环状永磁体(26)。2.根据权利要求1所述的用于飞行器的无轴电发动机，其特征在于：三组所述磁悬浮转动机构的所述叶片(22)从前往后分别为风扇叶片(5)、压气机叶片(6)、涡轮发电机叶片(7)；所述燃烧室(4)连接有燃料供应系统，包括油箱(8)、增压泵(9)，所述油箱(8)、增压泵(9)、燃烧室(4)通过油管连接；还包括控制器(10)和储能系统(11)，三组所述磁悬浮转动机构的所述第一线圈(19)、第二线圈(20)、控制器(10)、增压泵(9)、储能系统(11)之间电连接；所述储能系统(11)、增压泵(9)与所述控制器(10)通信连接。3.根据权利要求2所述的用于飞行器的无轴电发动机，其特征在于：所述风扇叶片(5)、压气机叶片(6)、涡轮发电机叶片(7)均安装有转速传感器，所述压气机叶片(6)后方安装有压力传感器，所述涡轮发电机叶片(7)后方安装有温度传感器，所述转速传感器、压力传感器、温度传感器与所述控制器(10)通信连接。4.根据权利要求3所述的用于飞行器的无轴电发动机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚轩宇，蒋承志，钱煜平，王爱峰，满运堃，胡宣洋，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：