自由转动状态下的被动旋翼对齐制造技术

本发明专利技术涉及自由转动状态下的被动旋翼对齐。描述了用于飞机的旋翼组件，其中旋翼组件的一个或更多个叶片包括叶片对齐装置，当旋翼组件自由转动时所述叶片对齐装置响应于叶片对齐装置周围的气流而定向叶片。一种实施例包括操作用于飞机的旋翼组件的方法。方法包括以自由转动状态操作旋翼组件，其中旋翼组件包括绕轴线旋转的旋转毂和从旋转毂径向延伸的多个叶片。所述多个叶片中的至少一个包括叶片对齐装置。方法进一步包括当旋翼组件处于自由转动状态时响应于叶片对齐装置周围的气流而对齐所述多个叶片中的所述至少一个叶片。齐所述多个叶片中的所述至少一个叶片。

【技术实现步骤摘要】
自由转动状态下的被动旋翼对齐


[0001]本公开涉及飞机领域，并且具体地涉及利用旋翼的飞机。

技术介绍

[0002]能够竖直地起飞、盘旋和着陆的飞机类型被称为竖直起飞和着陆(VTOL)飞机。VTOL飞机具有产生竖直升力的一个或更多个旋翼。一些VTOL飞机也具有固定机翼，当飞机被推进器、喷射发动机等向前推进时该固定机翼产生升力。当这些固定机翼飞机从竖直飞行转换成水平或翼载飞行时，旋翼不被驱动旋转。一个问题是当它们自由转动时旋翼会产生阻力，这妨碍翼载飞行的效率。

技术实现思路

[0003]描述了用于飞机的旋翼组件，其中旋翼组件的一个或更多个叶片包括叶片对齐装置，当旋翼组件自由转动时所述叶片对齐装置响应于叶片对齐装置周围的气流而定向叶片。
[0004]一种实施例包括操作用于飞机的旋翼组件的方法。方法包括以自由转动状态操作旋翼组件，其中旋翼组件包括绕轴线旋转的旋转毂和从旋转毂径向延伸的多个叶片。所述多个叶片中的至少一个包括叶片对齐装置。方法进一步包括当旋翼组件处于自由转动状态时响应于叶片对齐装置周围的气流而对齐所述多个叶片中的所述至少一个叶片。
[0005]另一实施例包括用于飞机的旋翼组件。旋翼组件包括绕轴线旋转的旋转毂和从旋转毂径向延伸的多个叶片。所述多个叶片中的至少一个包括叶片对齐装置，当旋翼组件处于自由转动时，叶片对齐装置响应于叶片对齐装置周围的气流而对齐所述多个叶片中的所述至少一个叶片。
[0006]另一实施例包括具有为飞机提供升力的至少一个旋翼组件的飞机。所述至少一个旋翼组件包括绕轴线旋转的旋转毂和从旋转毂径向延伸的多个叶片。所述多个叶片中的至少一个包括叶片对齐装置，当旋翼组件处于自由转动时，叶片对齐装置响应于叶片对齐装置周围的气流而对齐所述多个叶片中的所述至少一个叶片。
[0007]已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以在另一些实施例中组合，参考以下描述和附图可知其进一步的细节。
附图说明
[0008]现在仅通过示例方式且参考附图描述一些实施例。相同的附图标记表示所有图上相同的元件或相同类型的元件。
[0009]图1是在示意性实施例中的飞机的透视图。
[0010]图2是在示意性实施例中在巡航阶段期间图1的飞机的透视图。
[0011]图3是在示意性实施例中的旋翼组件的框图。
[0012]图4A是在示意性实施例中的旋翼组件的透视图，其叶片对齐装置接近叶片尖端并
且处于展开位置。
[0013]图4B是在示意性实施例中的图4A的旋翼组件的透视图，其叶片对齐装置接近叶片尖端并且处于收起位置。
[0014]图5A是在示意性实施例中的旋翼组件的透视图，其叶片对齐装置接近叶片中的中点并且处于展开位置。
[0015]图5B是在示意性实施例中的图5A的旋翼组件的透视图，其叶片对齐装置接近叶片中的中点并且处于收起位置。
[0016]图6-9是在示意性实施例中的图4A-4B的旋翼组件的顶部透视图。
[0017]图10-12是在示意性实施例中利用展向翼片作为叶片对齐装置的旋翼组件的透视图。
[0018]图13-14是在示意性实施例中利用栅格翼片作为叶片对齐装置的旋翼组件的透视图。
[0019]图15是在示意性实施例中的图13-14的栅格翼片的透视图。
[0020]图16是在示意性实施例中当旋翼组件自由转动时重新定位旋翼组件的方法的流程图。
[0021]图17-20是示出在示意性实施例中的图16的方法的附加细节的流程图。
具体实施方式
[0022]附图和下面的描述说明了具体示例性实施例。将意识到，本领域技术人员将能够设计各种设置，这些设置虽然未在本文中被明确描述或示出，但体现了本文所述的原则并且被包括在所附于说明书的权利要求的预期范围内。此外，本文描述的任何示例旨在帮助理解本公开的原则，应被解释为不受限制。因此，本公开不局限于下面所述的具体实施例或示例，而是仅通过权利要求和它们的等价物来限定。
[0023]图1是在示意性实施例中的飞机100的透视图。飞机100可以是由一个或多个飞行员驾驶的有人飞机，或者可以是无人飞机(例如，无人机)。飞机100的结构仅作为示例被提供，并且本文描述的原理适用于任何飞机。在这种示例中，飞机100包括机身102和机翼104-105，所述机翼104-105从机身102的相反侧面延伸以便限定用于水平或翼载飞行的支撑平面。飞机100也包括为翼载飞行提供推力的推进器108，不过在另一些实施例中使用其他类型的发动机来产生推力。
[0024]为了提供竖直飞行(即，起飞、盘旋和着陆)，飞机100包括一个或更多个旋翼组件110。图1中所示的旋翼组件110的数量和位置仅作为示例被提供并且根据需要变化。进一步地，虽然旋翼组件110被示为各包括两个叶片，但是在另一些实施例中旋翼组件110包括不同数量的叶片。
[0025]因为旋翼组件110经由能够使用机械、电力或者使用机械和电力的组合来操作的马达自旋，所以旋翼组件110提供竖直升力以致飞机100能够起飞、盘旋和着陆。图2是在示意性实施例中在巡航阶段期间的飞机100的透视图。在图2中，当飞机100从竖直飞行变换到翼载飞行时，旋翼组件110的叶片被动地定向其自身以便减少阻力。在这里描述的实施例中，旋翼组件110得到增强，因为一个或更多个叶片包括叶片对齐装置308，当旋翼组件110自由转动(例如，当旋翼组件110不被驱动旋转)时该叶片对齐装置308响应于叶片对齐装置
308周围的气流被动地定向旋翼组件110。因为旋翼组件110被被动定向，所以提高了图2所示的巡航阶段期间的效率。另外，通过将旋翼组件110的推进器被动对齐于气流的局部方向，旋翼组件110被定位在可能的最小阻力位置。如果推进器被机械锁定到前后位置，则每个推进器周围的气流的变化将导致它们不总被精确地定位到气流中。通过允许它们自由地且被动地发现气流方向，最小化了阻力。虽然图2中所示的叶片对齐装置308具有具体形状，不过叶片对齐装置308存在其他实施例。
[0026]图3是在示意性实施例中的旋翼组件110的框图。在这种实施例中，旋翼组件110包括绕轴线(未示出)旋转的旋转毂302。旋翼组件110进一步包括从旋转毂302径向延伸的多个叶片304-305。虽然图3中仅示出了叶片304-305中的两个，但是作为设计选择，旋翼组件110包括任何数量的叶片。
[0027]在这种实施例中，叶片304包括形成叶片304的翼型的表面306-307。叶片304包括叶片对齐装置308，其在收起位置中符合叶片304的表面306和/或表面307并且在展开位置中从叶片304的表面306和/或表面307突出。大体而言，当旋翼组件110自由转动(例如，当旋转毂302不被驱动旋转)时在展开位置中的叶片对齐装置308响应于叶片对齐装置308周围的气流而使叶片304对齐。当旋翼组件110处于操作中时(例如，当旋转毂302被驱动旋转)时叶片对齐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机的旋翼组件，该旋翼组件包括：被构造成绕轴线旋转的旋转毂；和从所述旋转毂径向延伸的多个叶片，其中所述多个叶片中的至少一个包括叶片对齐装置，所述叶片对齐装置被构造成当所述旋翼组件正自由转动时响应于所述叶片对齐装置周围的气流而对齐所述多个叶片中的所述至少一个叶片。2.根据权利要求1所述的旋翼组件，其中：所述叶片对齐装置被构造成：当所述旋翼组件被驱动旋转时在至少一部分跨度期间在收起位置中符合所述多个叶片中的所述至少一个的表面；以及当所述旋翼组件正自由转动时在展开位置中从所述多个叶片中的所述至少一个的所述表面突出。3.根据权利要求2所述的旋翼组件，其中：所述叶片对齐装置被构造成：当旋转速率大于第一旋转速率时被动地变换到所述收起位置，并且当所述旋转速率小于第二旋转速率时被动地变换到所述展开位置。4.根据权利要求2所述的旋翼组件，其中：所述叶片对齐装置被构造成：当所述多个叶片中的所述至少一个的弦向气流大于第一气流速率时被动地变换到所述收起位置，并且当所述弦向气流小于第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：极光飞行科学公司，
类型：发明
国别省市：