一种基于康达效应的流体推进器制造技术

本发明专利技术属于流体推进技术领域，具体涉及一种基于康达效应的流体推进器，包括径流式叶轮、曲面导流体和旋转式动力机构；所述曲面导流体呈罩状；所述径流式叶轮设置于径流式叶轮安装位处，该径流式叶轮的轴向前侧设置有流体进口，在径流式叶轮的径向外侧设置有流体出口；所述径流式叶轮与曲面导流体抵近，流体沿径流式叶轮的轴向被吸入后沿径向被推出，流体被推出后的流动方向相切于所述圆弧面，使得从流体出口被推出的流体壁附于圆弧面流动。本方案采用径流式叶轮吸入流体并将流体推出，不易产生水下空泡噪声，同时利用康达效应，通过曲面导流体实现流体壁附流动，引导尾流的方向和形态，使得尾流更加均匀，不易因尾流扰动所产生的湍流而产生噪声，有效实现降噪。有效实现降噪。有效实现降噪。

【技术实现步骤摘要】
一种基于康达效应的流体推进器


[0001]本专利技术属于流体推进
，具体涉及一种基于康达效应的流体推进器。

技术介绍

[0002]现有的航空与水下流体推进体系中，往往通过螺旋桨、矢量推进控制系统等结构来实现矢量推进。螺旋桨使用时存在较大的噪声，并且螺旋桨噪声控制上较为困难。在航空领域及水下潜航领域中的螺旋桨推进系统，因机械噪声和螺旋桨尾流湍流噪声，存在噪声大、隐蔽性较差的问题。而矢量推进控制系统结构较为复杂且不够灵活，如通过堆积固定桨叶与二元矢量桨叶实现矢量控制、通过复杂桨叶结构实现变矢量螺旋桨矢量推进等；存在结构复杂、使用成本高的问题。
[0003]因此，有必要设计作用噪声小、结构简单的流体推进器结构。

技术实现思路

[0004]为了解决现有流体推进器存在的噪声大或结构复杂的问题，本方案提供了一种基于康达效应的流体推进器。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种基于康达效应的流体推进器，包括径流式叶轮、曲面导流体和旋转式动力机构；
[0007]所述曲面导流体呈罩状，所述曲面导流体的罩口向下且其外顶部设置有径流式叶轮安装位，在径流式叶轮安装位的外侧设置有圆弧面；
[0008]所述径流式叶轮设置于径流式叶轮安装位处，该径流式叶轮的轴向前侧设置有流体进口，在径流式叶轮的径向外侧设置有流体出口；所述径流式叶轮与曲面导流体抵近，且流体出口方向相切于所述圆弧面，使得从流体出口被推出的流体壁附于圆弧面流动；
[0009]所述旋转式动力机构固定于曲面导流体内，且其转轴穿过曲面导流体的底部并与径流式叶轮固定连接。
[0010]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述径流式叶轮包括前盖环、叶轮叶片和后盖板；所述前盖环呈锥环形，所述前盖环的环心用作于径流式叶轮的流体进口；所述后盖板呈圆盘状并设置于前盖环的后侧，叶轮叶片具有多个并呈环形均匀分布于前盖环与后盖板之间。
[0011]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：在前盖环、叶轮叶片和后盖板的壁面上设置有吸声橡胶，吸声橡胶的表面带有用于衰减噪声的微穿孔结构。
[0012]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述叶轮叶片呈曲面形；所述叶轮叶片远离径流式叶轮轴心的末端设置有若干导流锯齿。
[0013]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述叶轮叶片采用碳纤维复合材料制成。
[0014]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述径流式叶轮的前侧设置有推进
主体，推进主体与曲面导流体之间通过框架式的推进器矢量支架相连。
[0015]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述推进主体的后端中心处设置有橡胶隔振器，该橡胶隔振器的后端设置有球形铰接底座，所述推进器矢量支架的中心线上具有与所述球形铰接底座咬合配合的球头件。
[0016]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述推进器矢量支架包括圆形架、斜撑杆、径向撑杆和所述球头件；所述球头件通过多个径向于圆形架的径向撑杆固定于圆形架的中心处；所述圆形架通过多个斜撑杆与曲面导流体的外底面相连。
[0017]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述圆形架与推进主体之间连接有多个伸缩器，所述伸缩器包括第一伸缩器和第二伸缩器，所述第一伸缩器两端通过分别的球铰与推进主体和圆形架相连，所述第二伸缩器两端通过分别的球铰与推进主体和圆形架相连；所述圆形架与第一伸缩器和第二伸缩器的连接部位相距四分之一圆的弧度，第一伸缩器和第二伸缩器分别控制曲面导流体朝不同方向偏转；
[0018]作为上述流体推进器的备选结构或补充设计：所述第一伸缩器和第二伸缩器的外壳呈椭圆柱状，且长轴指向于圆形架的中心线。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]1.本方案采用径流式叶轮对流体的推力，产生推进主体前进的动力，相比于螺旋桨，径流式叶轮不易产生空泡噪声，同时利用康达效应，通过曲面导流体实现流体壁附流动，引导流体尾流的方向和形态，使得尾流更加均匀，不易因尾流扰动所产生的湍流而产生噪声，有效实现降噪；
[0021]2.本方案在叶轮内外壁引入吸声材料的设计，或者对外壳内壁进行声学结构加工，使得噪声能够得到良好的衰减，且具有叶面末端锯齿化结构的叶片在旋转时也将降低旋转噪声，结合碳纤维复合材质的叶轮叶片的低振动特点、推进器与舱体的隔振连接结构，提高流体推进系统尤其是水下流体推进系统的隐蔽性；
[0022]3.同时本方案采用径流式叶轮、推进器矢量支架、曲面导流体和旋转式动力机构等机构的组合，使其具有结构简单的优点，同时推进主体与推进器矢量支架之间形成的球铰配合结构，配合于伸缩器，能够实现推进方向的二元矢量控制，相比于现有的矢量推进控制系统结构，具有结构复杂、控制灵活、推力方向调节迅速，且调节范围较大等优点。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
[0024]图1是本方案中的流体推进器的截面结构图；
[0025]图2是本方案中的流体推进器的立体结构图；
[0026]图3是推进器矢量支架的立体结构图；
[0027]图4是径流式叶轮的立体结构图。
[0028]图中：1
‑
推进主体；2
‑
推进器矢量支架；21
‑
球头；22
‑
径向撑杆；23
‑
圆形架；24
‑
斜撑杆；3
‑
伸缩器；31
‑
第一伸缩器；32
‑
第二伸缩器；4
‑
曲面导流体；5
‑
旋转式动力机构；6
‑
径流式叶轮；61
‑
前盖环；62
‑
叶轮叶片；63
‑
后盖板；7
‑
橡胶隔振器。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
[0030]实施例1
[0031]如图1至图4所示，本实施例设计了一种基于康达效应的流体推进器，包括径流式叶轮6、曲面导流体4和旋转式动力机构5等部件。
[0032]所述曲面导流体4呈罩状，所述曲面导流体4的外底部设置有径流式叶轮6安装位，在径流式叶轮6安装位的外侧设置有圆弧面。使用时，所述径流式叶轮6与曲面导流体4抵近，且流体出口方向相切于所述圆弧面，使得从流体出口被推出的流体壁附于圆弧面流动。
[0033]所述旋转式动力机构5固定于曲面导流体4内，且其转轴穿过曲面导流体4的底部并与径流式叶轮6固定连接。旋转式动力机构5可以采用无刷电机。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于康达效应的流体推进器，其特征在于：包括径流式叶轮(6)、曲面导流体(4)和旋转式动力机构(5)；所述曲面导流体(4)呈罩状，所述曲面导流体(4)的外顶部设置有径流式叶轮安装位，在径流式叶轮安装位的外侧设置有圆弧面；所述径流式叶轮(6)设置于径流式叶轮安装位处，该径流式叶轮(6)的轴向前侧设置有流体进口，在径流式叶轮(6)的径向外侧设置有流体出口；所述径流式叶轮(6)与曲面导流体(4)抵近，并将流体沿轴向吸入后沿径向推出，流体被推出后的流动方向相切于所述圆弧面，使得从流体出口被推出的流体壁附于圆弧面流动；所述旋转式动力机构(5)固定于曲面导流体(4)内，且其转轴穿过曲面导流体(4)的底部并与径流式叶轮(6)固定连接。2.根据权利要求1所述的基于康达效应的流体推进器，其特征在于：所述径流式叶轮(6)包括前盖环(61)、叶轮叶片(62)和后盖板(63)；所述前盖环(61)呈锥环形，所述前盖环(61)的环心用作于径流式叶轮(6)的流体进口；所述后盖板(63)呈圆盘状并设置于前盖环(61)的后侧，叶轮叶片(62)具有多个并呈环形均匀分布于前盖环(61)与后盖板(63)之间。3.根据权利要求2所述的基于康达效应的流体推进器，其特征在于：在前盖环(61)、叶轮叶片(62)和后盖板(63)的壁面上设置有吸声橡胶，吸声橡胶的表面带有用于衰减噪声的微穿孔结构。4.根据权利要求2所述的基于康达效应的流体推进器，其特征在于：所述叶轮叶片(62)呈曲面形；所述叶轮叶片(62)远离径流式叶轮(6)轴心的末端设置有若干导流锯齿。5.根据权利要求2所述的基于康达效应的流体推进器，其特征在于：所述叶轮叶片(62)采用碳纤维复合材料制成。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨宇，白怡暄，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：