一种可伸缩的多功能涵道桨的制作方法

本实用新型属于航空设备技术领域，具体指代一种可伸缩的多功能涵道桨。

背景技术：

涵道螺旋桨是指被涵道包围的螺旋桨系统，螺旋桨的桨叶尖部受涵道限制，冲击噪声减小，诱导阻力减小，而动力效率会提高，同时也会使桨叶不直接暴露在外，保护人身安全。已经被广泛用于直升机、固定翼、倾转旋翼机及民用领域。

由于涵道的轴向剖面是类似机翼翼型，且绝大多数剖面是非对称翼型，因此涵道会在通过涵道内的气流流动下产生指向涵道中心的升力，但是现如今的涵道基本是全涵道构型，由于涵道的对称性，每个微段的涵道所产生的升力会相互抵消，因此这部分升力就会被白白浪费掉，另外若单纯采用半涵道形式，也不能满足飞机在某些特定飞行条件下的飞行性能。

技术实现要素：

本实用新型旨在实现一种可伸缩的多功能涵道桨。本实用新型将通过一种特殊的伸缩方式，使涵道能够在需要时自动收缩成半涵道形态，也可自动伸出成为全涵道形态，而不需要人手动操纵，实现了飞机在飞行中能够随时切换两种不同的涵道形态，实现两种不同飞行方式的转变，可在倾转旋翼机中使用。本属于航空领域，未来可以更好地应用于新式飞行器，应用前景广阔。

本实用新型是这样实现的：

一种可伸缩的多功能涵道桨，所述的多功能涵道桨具备伸展模式以及收缩模式；所述的多功能涵道桨包括上涵道以及下涵道；所述的上涵道包括左上涵道以及右上涵道，所述的左上涵道、右上涵道能够伸出或者缩回下涵道的结构内部；

所述的下涵道的结构内部中心位置设置齿轮，所述的齿轮分别与右齿条、左齿条啮合，所述的右齿条、左齿条分别与右上涵道、左上涵道的根部相连，在右齿条、左齿条伸展和收缩时带动左上涵道与右上涵道同时进行伸展和收缩。

进一步，所述的左上涵道、右上涵道、下涵道均为空心结构，由于上涵道为空心结构，右齿条与左齿条不会阻碍左上涵道与右上涵道的运动。所述的左上涵道、右上涵道、下涵道的横切面为二维翼型。涵道的截面可以不完全是整个二维翼型，可根据实际情况改善边线，使得涵道内空间变大。

进一步，所述的螺旋桨系统中的桨叶，其截面为二维翼型。本实用新型对于其他螺旋桨，乃至旋翼依然适用。

进一步，所述的左上涵道、右上涵道缩回下涵道的结构内部时，下涵道的内部表面与左上涵道和右上涵道的外表面相贴合，下涵道完全包裹住左上涵道与右上涵道。

进一步，所述的左上涵道与右上涵道的顶部有磁力装置，在贴合时会紧紧吸附住彼此。

进一步，所述的下涵道内部还设置有电机，所述的电机在下涵道内的电机支座上固定；所述的齿轮为圆柱渐开线直齿轮齿轮，分别与右齿条与左齿条相啮合，由电机带动正转或反转，实现左上涵道与右上涵道的伸缩功能。

进一步，为了躲避电机支座，防止左上涵道与右上涵道与电机支座碰撞，下涵道可在半涵道的基础上，两端延伸2%-4%。若要达到更好的有益效果，所述涵道的唇口半径要大。

本实用新型与现有技术的有益效果在于：

1、机械结构简单：本实用新型创新性的加入了齿轮传动这一结构，用作行程回复，机械结构相较比较简单，运动精度相对较高。

2、效率高：本实用新型在伸缩状态（半涵道形态）也能提供部分升力，使全涵道形态时被浪费掉的那部分升力得以应用，提高了飞机总升力，可减小机翼或旋翼的载荷，提高了气动效率。

3、自动化高：本实用新型突破了以往涵道桨的整体包裹形式，可以使涵道根据具体情况转变形式，不需人工操作即可自动伸缩，节省了大量的人力物力，也方便了很多。

4、功能多：本实用新型具有两种涵道模式，可应用的飞行条件较为宽广，在倾转旋翼机中使用则更为优秀。

附图说明

图1为一种可伸缩的多功能涵道桨的伸展视图；

图2为一种可伸缩的多功能涵道桨的收缩视图；

图3为一种可伸缩的多功能涵道桨的结构剖视图；

其中，1-左上涵道，2-右上涵道，3-螺旋桨系统，4-下涵道，5-右齿条，6-齿轮，7-电机，8-左齿条。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本实用新型进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1~3所示，本实用新型即一种可伸缩的多功能螺旋桨包括：左上涵道1、右上涵道2、螺旋桨系统3、下涵道4、右齿条5、齿轮6、电机7、左齿条8。

所述左上涵道1和右上涵道2的横切面为二维翼型，是具有一定厚度的空心结构。

在伸展模式时，左上涵道1与右上涵道2从下涵道4中缓慢伸出至相贴合，左上涵道1与右上涵道2的顶部有磁力装置，在贴合时会紧紧吸附住彼此，参见图1所示。在收缩模式时，左上涵道1和右上涵道2分别随右齿条5和左齿条8往回运动进而分开，缓慢收缩进下涵道4中，到达指定位置即可停止，参见图2所示。

螺旋桨系统3中的桨叶，其截面为二维翼型，可以通过旋转提供升力或者推力，桨叶与涵道之间留有些许缝隙。下涵道4的横切面为二维翼型，是具有一定厚度的空心结构，其内部表面与左上涵道1和右上涵道2的外表面相贴合，可完全包裹住左上涵道1与右上涵道2。

右齿条5和左齿条8分别与右上涵道2和左上涵道1根部相连，在伸展和收缩时可带动左上涵道1与右上涵道2同时进行伸缩，且由于上涵道为空心结构，右齿条5与左齿条8不会阻碍左上涵道1与右上涵道2的运动。

齿轮6为圆柱渐开线直齿轮齿轮，分别与右齿条5与左齿条8相啮合，由电机7带动正转或反转，实现左上涵道1与右上涵道2的伸缩功能，电机7在下涵道4内的电机支座上固定。

本实用新型为可伸缩的多功能涵道桨，初始状态为收缩状态，如图2所述，其具体的工作方法为：

当涵道螺旋桨处于收缩状态时，涵道轴线与飞行器平行，相对气流通过涵道后，由于涵道的截面为非对称翼型，因此每个微端涵道都会产生垂直向上的分力，整个涵道便产生了向上的升力。半涵道形态（收缩状态）可作为飞行器前飞时的推力装置，同时也会提供部分升力，减少机翼或旋翼的载荷。

当涵道桨由收缩状态转变为伸展状态时，如图1，此时会由倾转机构运转使得涵道轴线垂直于地面，其机构运作过程为：电机7驱使齿轮6转动，齿轮6带动左齿条8与右齿条6运动，左齿条8与右齿条5分别与左上涵道1和右上涵道2相连，因此左上涵道1与右上涵道2会同时伸出，在顶部贴合，此时左上涵道1与右上涵道2会由于磁力的相互吸引而紧固住。全涵道形态（伸展状态）可作为飞行器的升力装置，可将飞行器转换为直升机模式，从而实现垂直起降以及悬停等飞行性能。

当涵道桨由伸展状态转变为收缩状态时，如图2，此时会由倾转机构运转使得涵道轴线重新与飞行器平行，其机构运作过程为：电机7驱使齿轮6反转，齿轮6带动左齿条8与右齿条6往回运动，左齿条8与右齿条5分别与左上涵道1和右上涵道2相连，因此左上涵道1与右上涵道2会在顶部分开并同时收回至下涵道4中，到达指定位置时电机7停止运作，涵道桨重新变为推力装置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。